防雷電技術(shù)在有線電視系統(tǒng)中的應(yīng)用

樓一峰

摘要：隨著電子技術(shù)的不斷發(fā)展，有線電視系統(tǒng)中各種測量、控制及相關(guān)的電子產(chǎn)品的應(yīng)用也越來越廣泛。但是微電子設(shè)備及元器件有著過電壓耐受能力差、絕緣差等特點(diǎn)，如果受到雷擊過壓的沖壓，不僅會導(dǎo)致有線電視系統(tǒng)中斷運(yùn)行，甚至有可能造成系統(tǒng)整體癱瘓，因此在有線電視系統(tǒng)中雷電的防護(hù)十分重要。本文就針對有線電視系統(tǒng)中雷電防護(hù)技術(shù)的應(yīng)用展開討論。

關(guān)鍵詞：雷電防護(hù)；有線電視；應(yīng)用

一、雷電入侵的主要途徑及有線電視系統(tǒng)的防雷要求

（一）雷電入侵的主要途徑

通常有線電視系統(tǒng)受到雷電災(zāi)害的襲擊主要包括以下三種途徑：第一，電源線路，當(dāng)市供電系統(tǒng)受到雷電襲擊時(shí)，電源上會生成高達(dá)上萬伏的雷電過壓，雷電的沖擊波會沿著電源線進(jìn)入到有線電視系統(tǒng)中，其相關(guān)的電子設(shè)備或者元器件等就會受到超高雷電過壓的打擊而造成毀滅性的損壞。第二，傳輸網(wǎng)絡(luò)，雷電對通信和網(wǎng)絡(luò)的入侵通常又分為兩種情況，一種是地面突出物受到直擊雷的侵襲，網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)受到超高雷電過壓，它可以把附近的土壤擊穿，進(jìn)而擊穿網(wǎng)絡(luò)電纜的外皮，并最終襲擊整個網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)造成晶體管或者集成電路的損毀；還有另外一種是雷云對地面放電，此時(shí)通信網(wǎng)絡(luò)線路中會感應(yīng)出超高過電壓，從而與線路相連接的系統(tǒng)設(shè)備就會受到損毀。第三，接地體，當(dāng)雷電擊中避雷設(shè)施時(shí)，避雷設(shè)備附近的接地體會產(chǎn)生以其為圓心的放射狀圓形電位分布，此時(shí)電子設(shè)備的接地體會受到其所產(chǎn)生的高壓地電位的反擊，受到高達(dá)上萬伏入侵電壓的侵襲。

（二）有線電視系統(tǒng)的防雷要求

有線電視系統(tǒng)大概可以分為前端、干線及分配網(wǎng)絡(luò)等幾個部分，其中干線通常使用1310光傳輸系統(tǒng)；以前分配網(wǎng)絡(luò)大多采用電纜傳輸，現(xiàn)在正在逐漸發(fā)展為光纖傳輸，光放大器及光接收機(jī)也正慢慢取代電纜放大器。在有線電視系統(tǒng)中，前端機(jī)房的防雷措施保證其規(guī)范性，比如接地良好、在供電回路中設(shè)置避雷設(shè)備、建筑物中設(shè)置避雷針以及等電位連接等等，可以有效的防止雷擊。而干線及分配網(wǎng)絡(luò)由于其設(shè)備數(shù)量多、設(shè)備未接地或者接地電阻值與規(guī)范要求不符、設(shè)備價(jià)值低、公布廣、室外安裝以及多樣的供電方式等因素，使其在防雷保護(hù)方面相對復(fù)雜。下面我們就針對有線電視系統(tǒng)中各部門的防雷進(jìn)行分別討論。

二、雷電對有線電視系統(tǒng)的入侵

對有線電視系統(tǒng)可造成危害的雷電由其產(chǎn)生原因的不同可以大致分為感應(yīng)雷和直擊雷兩種。感應(yīng)雷是由電磁感應(yīng)或靜電感應(yīng)產(chǎn)生的。雷云接近輸電線路時(shí)，會有異性電荷被感應(yīng)出來，并且由雷云電荷暫時(shí)束縛著。而當(dāng)雷云有機(jī)會放電時(shí)，原來被其暫時(shí)束縛的異性電荷快速釋放成為自由電荷，產(chǎn)生局部的高電位。這種局部的感應(yīng)高電位在低壓架空線路可瞬時(shí)高達(dá)100 kV，作用于有線電視系統(tǒng)的線路也可有50 kV左右的高壓。大地和帶電云層間的放電是產(chǎn)生直擊雷的原因。雷云處于低空并且異性電荷的雷云恰巧不在四周時(shí)，帶電云層向地面或建筑物上感應(yīng)出異性電荷形成放電，其電流瞬間可高達(dá)500 kA。這兩種雷電雖然產(chǎn)生原因不同，但它們對人畜、建筑物都會帶來危害，甚至?xí)鼐€傳入電子設(shè)備，并對其造成損壞。

三、有線電視系統(tǒng)防御雷電的技術(shù)要點(diǎn)

針對有線電視系統(tǒng)易遭受雷電襲擊而受損的情況，應(yīng)采取行之有效的方法避免危害的發(fā)生。

（一）系統(tǒng)天線的防雷電技術(shù)。為了預(yù)防雷電的侵害，施工時(shí)應(yīng)將架設(shè)在建筑物的屋頂上的有線電視系統(tǒng)的室外接收天線及衛(wèi)星接收天線的接地線焊接在一起，并采用接地技術(shù)防雷。天線的豎架桿應(yīng)裝有滿足對天線設(shè)施具有足夠保護(hù)作用的高度的避雷針。避雷針與天線之間的距離應(yīng)不小于3米的寬度。這是因?yàn)閱胃芾揍樀谋Ｗo(hù)范圍呈現(xiàn)傘狀，邊界線為雙曲線形狀的原因。系統(tǒng)天線豎架桿的接地線與建筑物屋頂上原來就有的防雷電接地系統(tǒng)應(yīng)共地連接。

（二）系統(tǒng)前端設(shè)備的防雷技術(shù)。若系統(tǒng)的前端部位受到雷電襲擊時(shí)，可使機(jī)房里面的金屬機(jī)箱及外殼由感應(yīng)產(chǎn)生高強(qiáng)度電壓，對前端設(shè)備造成危害。施工中前端機(jī)房中的所有設(shè)備包含輸送電纜的屏蔽層和金屬管道通常都用接地防雷技術(shù)。前端所有設(shè)備的接地線、屋頂避雷針的接地線、系統(tǒng)交流供電系統(tǒng)的接地線要相連于總接處，而不能只同天線的接地線連接。機(jī)房里面的接地線絕緣層要完整、不老化龜裂。系統(tǒng)內(nèi)部設(shè)備接地、埋入地下的金屬管道與前述防雷接地應(yīng)相連接，或兩者的水平距離大于3米。接收機(jī)、調(diào)制器、光發(fā)射機(jī)等前端設(shè)備只備有過流保護(hù)裝置，一旦出現(xiàn)高強(qiáng)度的雷擊高電壓，則可能有電源燒壞而保險(xiǎn)不熔斷的現(xiàn)象產(chǎn)生，所以為了保護(hù)前端設(shè)備免受雷電的危害，有時(shí)需要在總電源處加裝避雷裝置。

（三）系統(tǒng)分配時(shí)的防雷技術(shù)。當(dāng)系統(tǒng)的外線電纜與建筑物或者架空電纜入戶線路距離比較靠近的時(shí)候，應(yīng)當(dāng)安裝防雷裝置。應(yīng)在電纜的外導(dǎo)電屏蔽層采用接地防雷并在入戶處架設(shè)避雷設(shè)備，不宜直接在兩建筑屋頂鋪設(shè)電纜，可將電纜沿墻降至防雷保護(hù)范圍之內(nèi)，并作好接地處理。

（四）系統(tǒng)中干線的防雷電技術(shù)。系統(tǒng)的干線通常是鋪設(shè)在空曠地帶的地下電纜部分，電纜的屏蔽層和保護(hù)套常常受到雷電的襲擊。施工時(shí)如果所在地的雷電天數(shù)大于20天及土壤電阻率大干100的時(shí)候，應(yīng)采用接地防雷技術(shù)避免雷電的危害。電纜的屏蔽層或金屬保護(hù)套應(yīng)每隔兩千米左右接地一次，鋼絞線每隔250米左右應(yīng)接地一次。地下光纜在施工時(shí)也應(yīng)考慮防雷技術(shù)，因光纜在熔接時(shí)，光纜中的鋼絲間的空隙可在雷電時(shí)放電，使光纖損壞斷裂。通常用導(dǎo)線將接續(xù)盒內(nèi)的光纜鋼絲端頭相連通，就能夠很好地避免光纜受到雷電的損害。

有線電視系統(tǒng)涉及的區(qū)域較廣、線路較長、設(shè)備較多，要在系統(tǒng)的各個部位完成避雷設(shè)施是不切實(shí)際的?；谛畔r(shí)代的雷電防護(hù)應(yīng)全面防護(hù)、綜合考慮、經(jīng)濟(jì)合理，根據(jù)有線電視系統(tǒng)各個環(huán)節(jié)所處的環(huán)境和所需要的防雷等級，不斷探索出適合系統(tǒng)特點(diǎn)的可靠、經(jīng)濟(jì)、方便、高效的防雷措施。

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