有线电视传输网络防雷技术研究

摘 要：有线电视网（CATV系统）在雨季中最大的故障源就是雷击。众所周知，雷电是自然现象，雷击释放能量很大，它的放电时间很短，但泄放电流可达几万、甚至几十万安培。因此，直接遭雷击，在放电通道上毁坏性巨大。即使不是直接雷击，而是在落雷点附近的建筑物体，由于电磁感应，在建筑物体上或者在架空线上都会产生高电压冲击波，其感应电压可高达数千伏，甚至上万伏。这种高电压冲击波，沿着建筑物体或沿着导体迅速传播，可破坏各种电器设备，危及人身安全。在CATV系统中，一旦遭到雷击，没有良好防雷措施的系统就会遭到严重破坏，甚至瘫痪。对于干线较长的大系统，防雷设计更是刻不容缓的大事。

关键词：有线电视；传输网络；防雷技术；

0.引言

雷电是大气中的放电现象，多形成在积雨云中，积雨云随着温度和气流的变化会向下运动，运动中摩擦生电，就形成了带电荷的云层，某些云层带有正电荷，另一些云层带有负电荷。另外，由于静电感应常使云层下面的建筑物、树木等带有异性电荷。随着电荷的积累，雷云的电压逐渐升高，当带有不同电荷的雷云与大地凸出物相互接近到一定程度时，将发生激烈的放电，同时出现强烈的闪光。由于放电时温度高达2000e，空气受热急剧膨胀，随之发生爆炸的轰鸣声，这就是闪电与雷鸣。

1.雷电的种类及其危害

雷击一般分为三类，即直击雷、感应雷和雷电侵入波。直击雷只有雷击率的10%左右，危害范围一般较小，可使用避雷针、避雷线和避雷网来防护，而感应雷虽然没有直击雷那么强烈，但它发生的概率要比直击雷高得多，而且这种感应雷的过电压可以通过电源线、天馈线、输出电缆等传输得很远，使影响范围扩大，有线电视系统的电子设备受雷击损环，主要是感应雷造成的。感应雷所包含的能量并不很大，有一定的规律可循，是可以通过各种正确有效的避雷措施来防范的。有线电视系统的电子设备即使在其保护范围之内，仍然可能遭雷击而受损，大多数都是烧保险丝、电源变压器、整流元件等，严重的还可能损坏集成电路等元件，这些都是感应雷造成的。一般来讲，雷电入侵主要通过以下三个途径：（1）由电源线路入侵。（2）由各种传输网络入侵。（3）地电位反击电压通过接地体入侵。

2.有线电视系统的防雷措施

2.1 交流电源的防雷

应当有明确规范，在交流变压器的初级、次级和低压电缆进入机房交流配电屏前加装相应的过电压保护器。通常，许多有源有线电视设备仅在交流输入端加装氧化锌避雷器，保护的程度不足，应当三级设防。采用相应的抗雷电和过电压组件，组件中包括空气放电器、压敏电阻和抑制二极管，能有效地抗拒因雷电的过电压引起的设备损失。为防止闪电雷击及操作过电压（包括合闸）对用电设备或配电设备的危害，电力变压器低压侧的每根相线应分别就近对地加装火花间隙放电保护器，变压器外壳、低压侧的交流零线以及与变压器相连的电力电缆的金属外皮应就近接地，低压电源经电力电缆引入室内低压配电盘之前，相线及零线应分别加装过电压保护器。低压配电盘向用户负荷侧送电的空气断路器端也应加装过电压保护器。要注意的是越向后的过电压保护器的保护时间应越短。

2.2 信号传输通路

信号传输通路通常是最直接和经常受到雷击影响的部位。特别是在信号传输缆线为明线的情况下，如果不加以特别注意，很容易造成干线放大器的损坏。信号传输线的雷击影响主要集中在两个方面：一是过电压的感应；一个是由于地电位的不同造成危害。对于过电压的感应，目前比较好的解决方法是采用具有良好屏蔽特性的传输线，如物理发泡同轴电缆，除有良好的编织层外，还有一层铝管，可以有效地降低外界的干扰。最好的传输方式是使用光缆，雷电信号在光缆上不会产生任何的感应。过电压的危害主要是在干线放大器的输入端致使感应电压幅度过大，引起功率放大模块的损坏。地电位的不同，也会造成危害，在机房的干线电缆输出端，干线电缆的外皮必须直接接地。目前，干线放大器普遍采用了铸铝外壳，在施工中，要注意干线的地与铸铝外壳可靠连接。对于干线放大器，并不要求每个放大器在本地必须接地，如果那样，两个放大器连接电缆的中间点为最高电位点。实际上，只要所有的干线电缆均保证地的连接良好，在中心机房的输出端一端接地，并保证接地电阻很小即可（接地电阻R≤4Ω，对有集成块设备的重要场合，大都做成R≤0.5Ω）。如果在整个信号传输链路中多端接地，在发生雷电的情况下，很容易由于电位的不同，造成地电流，反而造成设备的损坏。

3.接地问题

在现行的各种防雷措施中，最为有效而且使用最广泛的方法是接地，也就是将雷击中产生的电荷完全或部分引入地下，以避免雷击事故发生。

有线电视传输网络遍布城乡，光缆、电缆线路跨越各种复杂地形，做好防雷工作对保证有线电视安全优质播出至关重要，因此，在建网初期，就要按照防雷的技术要求进行调查研究，勘察路由，选择地线的接地点，测量地线沟的土壤电阻率，调阅历年的气象资料，了解雷击区的分布，在掌握有关信息之后，可采用以下几种接地方法防止雷击。

（1）利用建筑物的避雷地线

有线电视网络的网络建设往往与各种建筑物相依，可充分利用建筑物中的接入线路，因为建筑物有良好的避雷地线，可对有线电视传输网络起到很好的避雷作用，供电避雷地线的接地电阻在4Ω以下。

（2）在架空架高设线路的钢绞线多点接地

在架空架设的有线电视传输网络的中，采用直径6.6mm的钢绞线作为电缆、光缆架空的支撑线，再用35mm直径的挂钩将缆线挂在钢绞线上，在每8-10个杆档处（约0.5km左右，如山区平原等多雷区域可适当增加接地点）接1根避雷钢绞线沿电杆下至接地处，再将1.5m长的50mm×50mm×5mm的角钢作为接地体打入地下，避雷钢绞线与支撑钢绞线用铁扎头扎紧成为一体。为改善接地效果，在接地处埋入降阻剂，使避雷线接地电阻小于4Ω。这样，整个网络多点接地，组成接地网。

（3）特殊地段要特殊处理

在有线电视线路经过的特殊地段（如山冈、丘陵等）要增加接地体的数量或将接地体焊接成地网，对电阻率大的土壤应采取换土、加降阻剂等方法减小接地电阻，使接地电阻小于10Ω，在地埋位置特殊的地方应架设专用水泥杆并装置避雷针、地线、接地体等。

（4）有线电视传输网络中的设备应接地

有线电视传输网络中的有源设备（放大器、光接收机、电源供给器等）外壳都要与支撑钢绞线连接，并在设备两侧加装地线、接地体以增加避雷效果，在干线、支干线线路终端处加装地线、接地体。

（5）有线电视传输网络中要接防雷设备

有线电视传输网络中的干线放大器、光接收机、供电器、楼栋放大器、输入输出口部位都应安装低压避雷器、DL型避雷器或其他放电保护设备，这些设备的供电电源线（220V）可加装速熔保险丝、低压避雷器，以防止雷电从供电电源线窜入造成设备损坏。

（6）楼栋放大器接地

楼栋放大器安装处用角钢接地体打入地下，用钢绞线与“楼放”外壳相连，该地线与整个网络的支撑钢绞线相连，这样整个网络就有近万个接地体与地相接，总接地电阻很小，构成了庞大的地线网。

4.结语

有线电视系统的防雷是一项综合的技术工程，任何一个环节出了漏洞，都会影响整个系统的防雷效果。在做系统的防雷设计时一定要本着科学严谨的态度，切实做好系统的防护设计。

参考文献

[1]张文华.谈谈有线电视系统的防雷及避雷[J].才智，2011，25：309.

[2]崔四海.浅析有线电视系统的防雷问题[J].内蒙古教育（职教版），2011，05：63-64.

[3]张宁，史宁宽，赵宇.论有线电视传输系统的防雷设计[J].科技创新导报，2012，11：19-21.

[4]唐青.浅述有线电视系统的防雷问题[J].科技信息，2013，20：634-635.

[5]吕秋霞.浅析有线电视系统的防雷问题[J].今日科苑，2013，24：72.

推荐访问： 防雷 有线电视 技术研究 传输 网络