廣播電視工程分支器分配器避雷技術(shù)分析

孫善福

【摘要】隨著我國人民經(jīng)濟(jì)水平和生活水平的逐漸提高，為了滿足全國人民的生活需要，我國廣播電視行業(yè)逐漸從以往的有線廣播電視發(fā)展成為了至今的全面聯(lián)網(wǎng)模式。但在我國廣播電視行業(yè)不斷發(fā)展的過程中，一些突出的問題也開始出現(xiàn)在人們眼前，而廣播電視工程分支器分配器防雷問題便是其中最突出的問題之一。對此，為了解決這一問題，本文針對我國廣播電視工程分支器分配器防雷技術(shù)作出了下列研究。本文通過對雷電的傳導(dǎo)認(rèn)識(shí)，利用科技知識(shí)，對分支器、分配器進(jìn)行簡單的改造使其具有避雷的作用。本文介紹了雷電和防雷，以及廣播電視工程分支器、分配器遭受雷擊的原因，針對該情況提出了對分支器、分配器進(jìn)行簡單的改造使其具有避雷的方法。

【關(guān)鍵詞】廣播電視工程;分支器;分配器;避雷技術(shù)

中圖分類號(hào)：TN92? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?DOI：10.12246/j.issn.1673-0348.2022.04.005

雷電是常見的一種自然現(xiàn)象，雷電的形成是由于云和空氣不斷摩擦，從而產(chǎn)生了電荷，而當(dāng)這些電荷增加到一定程度時(shí)，這些電荷就可以透過空氣和云層產(chǎn)生電擊。而這些電擊產(chǎn)生的能量也相當(dāng)龐大，通常來說，可以達(dá)到上萬甚至幾十萬伏的電壓。而一旦雷擊作用在建筑物上將會(huì)對建筑物造成巨大的破壞。而對于廣播電視工程分支器和分配器來說，由于架空線路可以感應(yīng)雷電，因此，當(dāng)雷雨天氣時(shí)，雷電很容易對架空線路產(chǎn)生感應(yīng)，極大地增加了分支器和分配器遭受雷擊的概率，為了避免這一問題的出現(xiàn)，分支器和分配器通常都會(huì)采取一系列的避雷措施。

1. 防雷工作對廣播電視工程發(fā)展的重要性

在科技水平不斷發(fā)展的引領(lǐng)下，微電子技術(shù)日漸成熟，廣播電視工程的發(fā)射裝備也逐漸實(shí)現(xiàn)了由電子管器向全固態(tài)電路以及集成電路的發(fā)展變革。在實(shí)際工程建設(shè)過程中，固態(tài)發(fā)射機(jī)的實(shí)際抗雷電浪涌水平比較低，另外現(xiàn)在廣播電視工程所應(yīng)用的采編、攝影、編輯、錄制集播放設(shè)備受網(wǎng)絡(luò)發(fā)展背景的影響，開始呈現(xiàn)數(shù)字化的發(fā)展局勢。在這一發(fā)展環(huán)境下，設(shè)備需要不斷更新?lián)Q代來滿足廣播電視發(fā)展的需求，對其所涉及的防雷目標(biāo)和技術(shù)都有新的要求。因?yàn)樵趶V播電視工作的工程發(fā)展進(jìn)程中，系統(tǒng)設(shè)備的維護(hù)以及后續(xù)播出的質(zhì)量效果都需要以穩(wěn)定的設(shè)備運(yùn)行基礎(chǔ)為保障，在這當(dāng)中防雷工作的意義不言而喻。所以，廣播電視系統(tǒng)的工作人員要將技術(shù)研究的一個(gè)重點(diǎn)放在防雷工作上。在科學(xué)技術(shù)水平不斷發(fā)展的前提下，防雷技術(shù)也要隨之呈現(xiàn)新的發(fā)展和完善。目前，因?yàn)椴糠止ぷ魅藛T對雷擊的危害認(rèn)識(shí)不足或者未能掌握其中隱含的不確定因素，所以現(xiàn)如今廣播電視工程工作中所應(yīng)用的防雷措施基本為估算性質(zhì)，很難徹底消除雷電所帶來的危害，在落實(shí)防雷工作的過程中要充分考量預(yù)防效果以及經(jīng)濟(jì)投入兩方面的因素，爭取得到技術(shù)和資源的雙重平衡。由此可見，防雷技術(shù)手段的完善和推進(jìn)對于廣播電視工程的完善和發(fā)展具有重要的推動(dòng)作用，有效的落實(shí)相關(guān)技術(shù)手段可以最大可能的降低雷電的危害。

2.雷擊的分類

想要有效的規(guī)避雷電所帶來的危害，要從掌握雷擊分類入手，有針對性地找出對應(yīng)的分類以及其產(chǎn)生的原因和危害。首先是感應(yīng)雷，感應(yīng)雷是當(dāng)雷云和放電物體接近到一定程度時(shí)，受電磁場影響引導(dǎo)雷電向物體流動(dòng)，從而使得金屬體尖端呈現(xiàn)放電現(xiàn)象。這一類別的雷擊主要包括以下兩種，一種是電網(wǎng)感應(yīng)雷，另一種是輸線纜的感應(yīng)雷。前者是通過電網(wǎng)傳輸同時(shí)對其所連接的廣播電視造成一定程度的損害，后者指的是通過電纜傳輸同時(shí)作用于和其對應(yīng)的電纜連接的器件形成損害;其次是直擊雷，因?yàn)榇蟛糠蛛娏ρb置都安裝在地面之上，會(huì)受雷云的影響造成放電損壞。這一類別的雷擊放電所產(chǎn)生的能量大且時(shí)間短，其形成的損害會(huì)直接影響到物體本身并造成后續(xù)破壞，極其容易危害人畜生命安全。直擊雷會(huì)經(jīng)由發(fā)射天線以及接收器作用于廣播電視的工程設(shè)施，對其造成嚴(yán)重的損害影響設(shè)備正常運(yùn)行;再有是雷電波，這一類型的雷擊是說在輸電線產(chǎn)生感應(yīng)雷的時(shí)候，形成高電位沖擊波并向各個(gè)方向傳播開來的過程。因?yàn)椴煌纂姷那秩氩ǚ较蚋饔胁顒e，在傳播的過程中也并無明顯的方向規(guī)律。雷電波的出現(xiàn)會(huì)直接影響廣播電視的播出質(zhì)量，嚴(yán)重的情況還會(huì)影響電源終端系統(tǒng)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。

3. 廣播電視工程分支器、 分配器遭受雷擊的本質(zhì)

目前，廣播電視運(yùn)行過程中的主要組成部分，包括鐵塔、電力和網(wǎng)絡(luò)線基本都安裝于高處，特別是一些衛(wèi)星天線的安裝位置在高度上更是有著嚴(yán)格地要求，這些安裝位置會(huì)比較容易受到雷擊。另外因有線廣播電視的衛(wèi)星天線和網(wǎng)絡(luò)線受雷云作用會(huì)引發(fā)雷電流或者受雷電壓影響造成工程施工效果的影響和產(chǎn)品的破壞，這一情況會(huì)給國家?guī)碇苯拥慕?jīng)濟(jì)損失。

3.1 雷擊損害的原因

一般情況下，廣播電視工程的技術(shù)施工人員在設(shè)備的安裝過程中會(huì)結(jié)合地線和材料的性質(zhì)以及施工地點(diǎn)等因素，選擇大于4Ω的接地電阻。還有一些施工人員會(huì)在沒有接地線的情況下，將接地板連接于電線，這兩者之間的電阻也遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于4Ω。這種情況下，一旦出現(xiàn)雷擊，受過大的電阻影響，雷電的電壓和電流難以順利導(dǎo)入到地下，只能由有線電視網(wǎng)絡(luò)的線路和對應(yīng)的連接設(shè)備導(dǎo)入，之后經(jīng)由設(shè)備接地線實(shí)現(xiàn)和大地中和電荷的反應(yīng)。這種情況下，很容易造成過大的電流以及電壓作用于網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，從而造成設(shè)備的損壞。

3.2 分支器或分配器的雷擊過程

一旦產(chǎn)生雷擊形成電流和電壓，其會(huì)經(jīng)由有線電視網(wǎng)絡(luò)完成電纜線的疏導(dǎo)過程，在這個(gè)過程中分支器、分配器和放大器會(huì)通過進(jìn)入大地后的電荷中和完成整個(gè)雷擊的過程。通過對這一過程的分析可知，在產(chǎn)生雷電時(shí)，其形成的電壓和電流會(huì)經(jīng)過分配器、分支器和放大器。雷電所形成的電壓、電流會(huì)經(jīng)過這幾部分的輸入端或者是輸出端，進(jìn)而引入到內(nèi)部電路當(dāng)中最終到達(dá)對應(yīng)的位置。以分支器為例研究其或分配器遭受雷擊的過程，在電路結(jié)構(gòu)上分析，分支器接收直接電流進(jìn)入到輸入端，之后經(jīng)由導(dǎo)電線進(jìn)入分支器的內(nèi)部電路并作用于所對應(yīng)的輸出端口。與此類似的，電壓的運(yùn)行方式也是一樣的。分支器受內(nèi)部構(gòu)造的影響比較容易通過電壓和直流電流，除此之外低頻的交流電流以及電壓的通過也會(huì)比較順利，只有對高頻的電壓和交流電流才會(huì)形成明顯的限制影響。由此可知，高頻的電壓和交流電流作用于分支器的時(shí)候會(huì)產(chǎn)生阻抗變效果，也就是分配器和分支器的實(shí)際作用。在廣播電視工程當(dāng)中，雷電電流和電壓的流動(dòng)形式主要以直流電流和電壓為主，并不是高頻的電流和電壓。根據(jù)這一情況，結(jié)合實(shí)際工程的具體情況展開分析可知，直流電流和電壓的作用并不能規(guī)避雷電電流和電壓對工程本身的阻礙作用，因?yàn)槔纂娭绷鞯碾娏骱碗妷耗軌蛟趥鲗?dǎo)的過程中順利通過。

由此可知，分支器本身并不具備對雷擊的阻礙作用，反而能夠使得雷電的電流和電壓可以快速且順利的經(jīng)由這一主體。另外，根據(jù)對這一產(chǎn)品的應(yīng)用在雷電電流和電壓中的作用分析可知，雷電作用的主要區(qū)域?qū)?yīng)的電流和電壓相對較強(qiáng)，另外因?yàn)椴糠治恢玫你~箔體積相對細(xì)小，其直徑遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于導(dǎo)電線在環(huán)形磁心上進(jìn)行繞數(shù)圈的直徑。根據(jù)這一情況，彼此連接位置的銅箔在外部雷擊作用于自體時(shí)，會(huì)受強(qiáng)大雷擊作用的影響被雷電電流所燒融化，直至飛開。若是銅箔相比于導(dǎo)電線在環(huán)形磁心上進(jìn)行繞數(shù)圈的直徑大，那么相互連接處常會(huì)發(fā)現(xiàn)由于雷擊時(shí)銅箔被燒融化而產(chǎn)生的飛開的線頭。有時(shí)因?yàn)槔纂姷碾娏鬟^于強(qiáng)大，分支器內(nèi)部還會(huì)產(chǎn)生火花以及氣體，并且由于氣體的膨脹作用，將沖開分支器的封蓋，這也是會(huì)經(jīng)常發(fā)現(xiàn)的分支器雷擊現(xiàn)象。通過以上分析可知，在廣播電視工程分支器和分配器作用于雷電預(yù)防工作的過程中，要充分了解雷擊的實(shí)質(zhì)并結(jié)合具體的應(yīng)用環(huán)節(jié)發(fā)展?fàn)顩r總結(jié)對應(yīng)的預(yù)防方法，進(jìn)一步落實(shí)后續(xù)的雷擊預(yù)防工作，這是今后電視廣播工程分支器和分配器防雷擊工作的重點(diǎn)。

3.3 電纜腐化造成雷擊損壞

除了以上幾點(diǎn)之外，還有另外一種會(huì)導(dǎo)致雷擊破壞分支器和分配器的原因，因?yàn)榇蟛糠钟芯€廣播電視網(wǎng)絡(luò)在安裝同軸電纜時(shí)，其位于接頭處所用于屏蔽處的接地網(wǎng)線封閉性較低，會(huì)使得網(wǎng)線暴露于外部。經(jīng)過長時(shí)間的風(fēng)吹雨打，同軸電纜的街頭會(huì)受外部因素的腐化而成為絕緣材料體，這樣會(huì)形成較大的電阻作用于接地線。再有，廣播電視分配器和分支器的接頭也會(huì)存在腐化現(xiàn)象，長此以往會(huì)形成自然的脫落，由此會(huì)造成接地線的電阻變成無窮大。所以，當(dāng)導(dǎo)入雷電電流和電壓的過程中，其經(jīng)由電纜將電流作用于分配器和分支器，這兩部分結(jié)構(gòu)的內(nèi)部傳導(dǎo)會(huì)通過電纜線芯繼續(xù)進(jìn)行。通過總結(jié)多年的技術(shù)維修經(jīng)驗(yàn)可知，當(dāng)雷電產(chǎn)生時(shí)，使用年限較長的分配器或者分支器的雷電損壞現(xiàn)象產(chǎn)生幾率和嚴(yán)重程度要遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于新的分配器和分支器，這一情況也會(huì)直接導(dǎo)致在產(chǎn)生雷電電流作用，分支器或者分配器呈現(xiàn)被破壞的局面。

4. 廣播電視分支器和分配器工作原理

4.1分支器的工作原理

分析廣播電視分支器在預(yù)防雷擊過程中的工作原理可知，其主要是指從主線路上將部分信號(hào)傳遞到分之口的功率電平分配器件，分支器在正常運(yùn)行中，可以在主輸出信號(hào)順利通過前提條件下，將部分輸出信號(hào)電平低于主輸出信號(hào)電平的信號(hào)傳遞到相同信號(hào)的電子電路上。通常來說，分支器都具有較好的隔離性，只要主輸出口配備有標(biāo)準(zhǔn)阻抗的同軸電纜或者中斷匹配電阻，分之口開路或短路情況下不會(huì)對輸入口網(wǎng)絡(luò)信號(hào)造成較大影響。廣播電視分支器在廣播電視工程預(yù)防雷擊工作中所體現(xiàn)出來的連號(hào)的隔離性，能夠穩(wěn)定性現(xiàn)有的工作流程實(shí)現(xiàn)預(yù)防工作的有序進(jìn)行。

4.2 分配器工作原理

分析廣播電視分配器在預(yù)防雷擊過程中的工作原理可知，其主要是對高頻信號(hào)進(jìn)行分配的器件，利用分配器可以實(shí)現(xiàn)將同一路輸入信號(hào)均等地分為多路輸出信號(hào)。因此，通常情況下，分配器都具有一個(gè)輸入端和多個(gè)輸出端，而這也是分配器分類的一般條件，根據(jù)分配器的輸出端數(shù)量可以將分配器分為二分配器、三分配器、四分配器等。從分配器電路原理上來看，二分配器和三分配器是較為基礎(chǔ)的類型，而四分配器則是由三個(gè)二分配器組成，六分配器則是由一個(gè)二分配器和三個(gè)三分配器組成。從上述分支器和分配器結(jié)構(gòu)或工作原理中，我們可以發(fā)現(xiàn)，用戶盒里通常都裝有隔離電容，而為了避免電視機(jī)漏電對有線電視系統(tǒng)造成影響，有效地做法應(yīng)該是適當(dāng)?shù)靥岣哂脩魧Ω綦x電容的認(rèn)識(shí)，從而強(qiáng)化用戶的安全意識(shí)。對于廣播電視工程的工作人員來說，只有充分了解不同工程組成部分對后續(xù)應(yīng)用過程會(huì)產(chǎn)生的影響可知，只有從不同組成部分的實(shí)質(zhì)入手細(xì)化作用機(jī)制，才能夠有效的落實(shí)并穩(wěn)定后續(xù)的預(yù)防對策。

5. 廣播電視工程分支器分配器避雷技術(shù)

5.1 分支、分配避雷技術(shù)的基礎(chǔ)理論實(shí)施

想要最大限度的落實(shí)分支器和分配器在廣播電視工程中的避雷效果，就要細(xì)化落實(shí)分支器和分類器的技術(shù)理論基礎(chǔ)，也就是要在接地板和接地線中安裝雙尖端避雷放電針并將其設(shè)置于分配器和分支器上。因?yàn)樵诶讚舻闹饕獏^(qū)域，其電壓和電流相對較大，一旦分配器和分支器的負(fù)載加大，就可以受在接地板和接地線中所安裝雙尖端避雷放電針的影響并將其作用于分配器和分支器上，確保能夠順利將電壓和電流通向大地。這種通過分配器或者分支器作用的預(yù)防雷擊影響的裝置，可以有效的組織雷電的電流以及電壓無規(guī)則的傳導(dǎo)，能夠從最大程度上預(yù)防雷電電壓和電流對其它分配器或者是分支器所造成的損壞。通過科學(xué)地改造能夠使得規(guī)避冷點(diǎn)電壓和電流的電纜實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的眼神，確保其可以作用于對其它分配器和分支器的保護(hù)工作上。

5.2 分支器、分配器要對直擊雷形成應(yīng)對措施

在實(shí)際中，容易對分子器和分配器造成影響的雷擊主要是感應(yīng)雷和直擊雷。其中直擊雷可以迅速發(fā)生放電現(xiàn)象，如果不能有效的將其導(dǎo)入大地，很容易導(dǎo)致遭受直擊雷的物體受到破壞。因此，分支器、分配器避雷技術(shù)必須要對直擊雷采取一定的應(yīng)對措施。而感應(yīng)雷則主要是由云層的靜電作用產(chǎn)生的，它能夠使地面某一范圍帶上異種電荷，從而通過脈沖電流對周圍導(dǎo)線或金屬物體產(chǎn)生電磁感應(yīng)，進(jìn)而對物體造成損害。通常來說，在雷雨天氣，架空電力線路必然會(huì)對雷電作出感應(yīng)。若雷電傳入電源線路進(jìn)入電視機(jī)，很可能將電視機(jī)某些部件擊毀，而當(dāng)電視機(jī)某些器件損壞后，雷電有可能竄入電視信號(hào)線。而通常情況下用戶分支器、分配器的耐壓強(qiáng)度僅僅在100V左右，因此，當(dāng)雷電傳入電視信號(hào)線時(shí)，很容易將分支器和分配器破壞。近年來，我國分支器、分配器防雷技術(shù)得到了較大發(fā)展，一些廣播電視臺(tái)所在地的網(wǎng)絡(luò)防雷措施做得比較好，但入戶分支器和分配器的防雷依然是一個(gè)難點(diǎn)。在分支器和分配器的防雷技術(shù)上，最基礎(chǔ)的部分是在分支器和分配器進(jìn)行避雷放電針地板和接地線的安裝。當(dāng)處于雷擊高發(fā)區(qū)時(shí)，雷擊釋放的巨大的負(fù)載可以通過避雷放電針地板和電線，將超出部分的雷電電壓和電流導(dǎo)入大地。通過這種方式可以在一定程度上阻斷雷電電壓和電流向其它方向傳導(dǎo)，從而實(shí)現(xiàn)對分支器和分配器的保護(hù)。

5.3 充分發(fā)揮電纜衍生功能對分支器和分配器的保護(hù)作用

目前在對分支器和分配器進(jìn)行優(yōu)化改造之后，分支器和分配器不再起到將雷

電電壓和電流繼續(xù)延伸的功能，而是利用電纜的繼續(xù)延伸功能將雷電電壓和電流進(jìn)行引導(dǎo)，從而進(jìn)一步提高了對分支器和分配器的保護(hù)作用。但值得注意的是，在分支器和分配器避雷技術(shù)理論中，電路雙尖端避雷鏈接到放電針底邊和接線兩者并不是相互貫通的，需要分別設(shè)置避雷線特別需要注意的是，在分支分配避雷技術(shù)的基礎(chǔ)理論中，電路的雙尖端避雷連接到電針接地板和接地線是互不相通的，要分別作避雷線，最佳距離為8米。

6. 結(jié)語

綜上所述，從目前來看，我國廣播電視分支器、分配器防雷技術(shù)已經(jīng)得到了一定的發(fā)展。但在入戶分支器、分配器防雷方面還尚有欠缺。因此，在今后的防雷工作中，還需要進(jìn)一步從不同角度分析雷擊對入戶分支器、分配器的作用，從而研究出針對于入戶分支器和分配器的防雷方案。另外，從雷擊產(chǎn)生的角度來說，雷擊是一種自然現(xiàn)象，難以進(jìn)行人為控制，因此預(yù)防雷擊的最好方法，只能是通過有效地防雷措施減少雷擊對分支器和分配器的危害，而要實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)，最重要的也是從防雷技術(shù)上進(jìn)行優(yōu)化。

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