基于有限元法的埋地电缆防雷屏蔽线防护效果分析

为了提高埋地电缆雷电防护的有效性,必须详细分析防雷屏蔽线的防护效果。利用电气几何模型分析防雷屏蔽线对埋地电缆的防护原理,通过COMSOL软件建立有限元模型计算敷设防雷屏蔽线前后的电缆周围电位与电场强度,分析土壤电阻率、屏蔽线与电缆间距、屏蔽线尺寸等参数对防护效果的影响,最后讨论土壤分层情况下土壤电阻率对电缆电位与电场强度的影响。分析结果表明:埋地电缆周围电压和电场均随着土壤电阻率的增加而增大;敷设屏蔽线后,电缆周围电压和电场能够得到有效抑制。防雷屏蔽线的半径越大,防护效果越明显,但并非随着半径的增大无限制增加。当雷击点与电缆间距较远时,屏蔽线的保护效果随着与电缆间距的增加而降低,但屏蔽线与电缆需要保持一定间距以防止闪络放电。双层土壤结构下,下层土壤电阻率小于上层时,电缆周围电位与电场强度较均匀土壤情况有所下降,反之则增加的非常明显。埋地电缆和防雷屏蔽线的敷设需要尽量避开高土壤电阻率区域。

雷电对埋地光纤的危害及其防护分析

为了对埋地光纤进行有效雷电防护,必须合理分析雷电对其危害和具体防护措施的防护效果。分析了雷电对埋地光纤的危害途径及其危害机理,利用蒙特卡洛模拟法计算埋地光纤年预计雷击损坏次数和累积损坏概率,讨论土壤电阻率和光纤耐雷水平对损坏概率的影响,最后探讨防雷屏蔽线对埋地光纤的屏蔽防护效果。分析结果表明:埋地光纤的年预计雷击损坏次数随着土壤电阻率的增加而增大,随着光纤耐雷水平的增大而减小;土壤电阻率对埋地光纤的累积损坏概率影响非常大,高土壤电阻率下的光纤累积损坏概率远高于低土壤电阻率情况;防雷屏蔽线的雷电分流比随着距正对电流注入点距离的增加呈现出先增大后减小的变化趋势;单根防雷屏蔽线可以分流约50%的入地电流。安装防雷屏蔽线能够有效降低埋地光纤的损坏概率。