防雷电技术在有线电视系统中的应用

楼一峰

摘要：随着电子技术的不断发展，有线电视系统中各种测量、控制及相关的电子产品的应用也越来越广泛。但是微电子设备及元器件有着过电压耐受能力差、绝缘差等特点，如果受到雷击过压的冲压，不仅会导致有线电视系统中断运行，甚至有可能造成系统整体瘫痪，因此在有线电视系统中雷电的防护十分重要。本文就针对有线电视系统中雷电防护技术的应用展开讨论。

关键词：雷电防护；有线电视；应用

一、雷电入侵的主要途径及有线电视系统的防雷要求

（一）雷电入侵的主要途径

通常有线电视系统受到雷电灾害的袭击主要包括以下三种途径：第一，电源线路，当市供电系统受到雷电袭击时，电源上会生成高达上万伏的雷电过压，雷电的冲击波会沿着电源线进入到有线电视系统中，其相关的电子设备或者元器件等就会受到超高雷电过压的打击而造成毁灭性的损坏。第二，传输网络，雷电对通信和网络的入侵通常又分为两种情况，一种是地面突出物受到直击雷的侵袭，网络系统受到超高雷电过压，它可以把附近的土壤击穿，进而击穿网络电缆的外皮，并最终袭击整个网络系统造成晶体管或者集成电路的损毁；还有另外一种是雷云对地面放电，此时通信网络线路中会感应出超高过电压，从而与线路相连接的系统设备就会受到损毁。第三，接地体，当雷电击中避雷设施时，避雷设备附近的接地体会产生以其为圆心的放射状圆形电位分布，此时电子设备的接地体会受到其所产生的高压地电位的反击，受到高达上万伏入侵电压的侵袭。

（二）有线电视系统的防雷要求

有线电视系统大概可以分为前端、干线及分配网络等几个部分，其中干线通常使用1310光传输系统；以前分配网络大多采用电缆传输，现在正在逐渐发展为光纤传输，光放大器及光接收机也正慢慢取代电缆放大器。在有线电视系统中，前端机房的防雷措施保证其规范性，比如接地良好、在供电回路中设置避雷设备、建筑物中设置避雷针以及等电位连接等等，可以有效的防止雷击。而干线及分配网络由于其设备数量多、设备未接地或者接地电阻值与规范要求不符、设备价值低、公布广、室外安装以及多样的供电方式等因素，使其在防雷保护方面相对复杂。下面我们就针对有线电视系统中各部门的防雷进行分别讨论。

二、雷电对有线电视系统的入侵

对有线电视系统可造成危害的雷电由其产生原因的不同可以大致分为感应雷和直击雷两种。感应雷是由电磁感应或静电感应产生的。雷云接近输电线路时，会有异性电荷被感应出来，并且由雷云电荷暂时束缚着。而当雷云有机会放电时，原来被其暂时束缚的异性电荷快速释放成为自由电荷，产生局部的高电位。这种局部的感应高电位在低压架空线路可瞬时高达100 kV，作用于有线电视系统的线路也可有50 kV左右的高压。大地和带电云层间的放电是产生直击雷的原因。雷云处于低空并且异性电荷的雷云恰巧不在四周时，带电云层向地面或建筑物上感应出异性电荷形成放电，其电流瞬间可高达500 kA。这两种雷电虽然产生原因不同，但它们对人畜、建筑物都会带来危害，甚至会沿线传入电子设备，并对其造成损坏。

三、有线电视系统防御雷电的技术要点

针对有线电视系统易遭受雷电袭击而受损的情况，应采取行之有效的方法避免危害的发生。

（一）系统天线的防雷电技术。为了预防雷电的侵害，施工时应将架设在建筑物的屋顶上的有线电视系统的室外接收天线及卫星接收天线的接地线焊接在一起，并采用接地技术防雷。天线的竖架杆应装有满足对天线设施具有足够保护作用的高度的避雷针。避雷针与天线之间的距离应不小于3米的宽度。这是因为单根避雷针的保护范围呈现伞状，边界线为双曲线形状的原因。系统天线竖架杆的接地线与建筑物屋顶上原来就有的防雷电接地系統应共地连接。

（二）系统前端设备的防雷技术。若系统的前端部位受到雷电袭击时，可使机房里面的金属机箱及外壳由感应产生高强度电压，对前端设备造成危害。施工中前端机房中的所有设备包含输送电缆的屏蔽层和金属管道通常都用接地防雷技术。前端所有设备的接地线、屋顶避雷针的接地线、系统交流供电系统的接地线要相连于总接处，而不能只同天线的接地线连接。机房里面的接地线绝缘层要完整、不老化龟裂。系统内部设备接地、埋入地下的金属管道与前述防雷接地应相连接，或两者的水平距离大于3米。接收机、调制器、光发射机等前端设备只备有过流保护装置，一旦出现高强度的雷击高电压，则可能有电源烧坏而保险不熔断的现象产生，所以为了保护前端设备免受雷电的危害，有时需要在总电源处加装避雷装置。

（三）系统分配时的防雷技术。当系统的外线电缆与建筑物或者架空电缆入户线路距离比较靠近的时候，应当安装防雷装置。应在电缆的外导电屏蔽层采用接地防雷并在入户处架设避雷设备，不宜直接在两建筑屋顶铺设电缆，可将电缆沿墙降至防雷保护范围之内，并作好接地处理。

（四）系统中干线的防雷电技术。系统的干线通常是铺设在空旷地带的地下电缆部分，电缆的屏蔽层和保护套常常受到雷电的袭击。施工时如果所在地的雷电天数大于20天及土壤电阻率大干100的时候，应采用接地防雷技术避免雷电的危害。电缆的屏蔽层或金属保护套应每隔两千米左右接地一次，钢绞线每隔250米左右应接地一次。地下光缆在施工时也应考虑防雷技术，因光缆在熔接时，光缆中的钢丝间的空隙可在雷电时放电，使光纤损坏断裂。通常用导线将接续盒内的光缆钢丝端头相连通，就能够很好地避免光缆受到雷电的损害。

有线电视系统涉及的区域较广、线路较长、设备较多，要在系统的各个部位完成避雷设施是不切实际的。基于信息时代的雷电防护应全面防护、综合考虑、经济合理，根据有线电视系统各个环节所处的环境和所需要的防雷等级，不断探索出适合系统特点的可靠、经济、方便、高效的防雷措施。

参考文献：

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