有線廣播電視網絡的防雷技術與應用

摘 要：雷擊是雷雨季節常見的自然災害現象，對有線廣播電視網絡的破壞十分嚴重。本文分析了雷擊對有線廣播電視網絡損害情況，提出了防范雷擊的技術要求和措施，并介紹了一些實際的應用和做法。

關鍵詞：防雷 接地 有線電視網絡 電氣設計

中圖分類號：TM862 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2013）02（a）-0029-02

有線廣播電視網絡由接收天線、前端機房、干線傳輸系統、用戶分配系統和用戶終端等幾部分組成，是一個龐大的綜合傳輸系統，廣泛分布于高層建筑、室外架空線路、地埋線路，也極易遭受雷電的襲擊。雷擊引起的網絡故障影響大、范圍廣、維修的難度也很大，如何采取有效的防范措施來避免和減輕雷擊破壞，對有線廣播電視網絡的正常運行極其重要。

1 雷擊的種類及其對有線廣播電視網絡的危害

雷擊根據其形成的原理可分為直擊雷、雷電侵入和波感應雷三類。

（1）直擊雷是帶電云層與大地的直接放電造成的，它主要的特征是雷電發生迅猛放電，且聲光并發。直擊雷主要的損害部位是接收天線、架空桿路和有源設備。

（2）雷電侵入波是由于雷擊而在架空線路上或空中金屬管道上產生的沖擊電壓沿線路或管道而迅速傳播的雷電波。雷電侵入波可毀壞電氣設備的絕緣，使高壓竄入低壓，造成嚴重的觸電事故。

（3）感應雷是由于雷雨云的感應或放電電流產生的電磁感應引起的。感應雷產生過程中，巨大的電流在周圍空間產生磁場，由于感應使附近設備感應出較高的電壓，使電子設備損壞。有線廣播電視網絡遭到感應雷的通道有：接收天線、饋線引入、電源線引入、信號線路引入、接地線路引入等5個部分，其中最常見的是電源線路引入。因此，感應雷對接收天線、前端機房、干線傳輸系統、用戶分配系統和用戶終端均能造成嚴重損壞。

實踐證明，一般直擊雷和雷電侵入波對有線廣播電視網絡破壞的概率較小。出現概率最大的是感應雷，感應雷擊約占網絡中雷擊故障的90%以上，因其危害大、范圍廣，也是有線廣播電視傳輸網絡安全運行中需要重點解決的問題。

2 有線廣播電視網絡的防雷技術分析與措施

防范雷擊除了在設備元器件上加強必要的防護措施外，關鍵是做好對雷電產生的電流的疏導工，目前來看，良好的接地以及引下線路的布線設計是簡便也是最關鍵的手段之一。

2.1 接收天線。

對天線部分形成危害的主要是直擊雷，因可采用避雷針、避雷線及避雷網來解決。首先確保接收天線及天線的立桿金屬外殼的接地線要整體連接在一起，其接地電阻應小于4 Ω。接收天線的避雷針接地應有獨立走線，不允許和天線、機房工作接地共用，防止造成感應雷擊。避雷針的高度應滿足對天線設施的保護范圍，避雷針與天線的最小距離應大于3 m。

2.2 前端機房。

有線電視前端機房是有線廣播電視傳輸網絡的核心部分，大多處在建筑物的高層，極易遭受雷擊，而且機房內集中了大量的各種電子設備和供電線路，其安全性要求最高，萬一發生雷擊還有可能對值班人員造成人身傷害。此部分雷擊主要是電源感應雷和雷電侵入波，因此需要采用良好的接地，并采用一些必要的防雷設備。

第一，要確保有安全的雷電疏導通路，即采用傳導性能優良的防雷引下線，安全的將雷電電流引入接地極，引線接頭與接地線要確保接觸良好。

第二，機房應做好屏蔽處理，減少雷電的電磁感應對機房傳輸設備及機房內設備的影響。機房內所有設備的輸入、輸出電（光）纜的屏蔽層及金屬管道等，都要牢固接地，但是不能與接收天線的地線連在一起，并且機房的地板必須采用防靜電地板。

第三，信號電纜要與電力電纜分開敷設，所有接收機、調制器、播控臺與相關設備的信號電纜與電源線必須分開鋪設，分兩側走線，并且播出機架要采用金屬屏蔽式結構。

第四，將供電線路進入機房的入口端設置避雷裝置，機房最好采用1∶1的電源隔離變壓器，使用防雷電源插座。

第五，機房內設備電源前端應設置過壓保護裝置，電源線在進入電子設備前可繞幾圈形成小電感，這對阻礙雷電波侵入設備有一定的作用。

第六，機房前端設備的各種接地應保證就近接地，并采用同一電位體，使各接地體之間保持等電位，不產生電位差，并且與建筑接地的地線要分開。埋設的防雷接地線要遠離有線廣播電視設備的工作地線。

第七，機房輸入、輸出有金屬纜線時，注意要使其處在避雷針（帶）的保護范圍內，并且電纜外皮要加裝防雷裝置，防止雷電從金屬纜線竄入造成損壞。

2.3 干線傳輸系統。

干線傳輸系統主要包括電（光）傳輸線路、線路有源設備，其分布廣、多處于戶外，也是遭受雷擊最多的部分。雷擊破壞的主要情況有：（1）雷電直接對電（光）纜的金屬鎧裝保護層產生破壞，此種情況多發生在架空線路的場合。（2）雷電襲擊電（光）纜線路附近的金屬件，造成雷電峰值電流在電（光）纜線路周圍大地中流過，從而引起該區域的電（光）纜變形損毀，此種情況多發生在地埋電（光）纜線路的場合。（3）感應雷通過220 V市電供電線路引入線路有源設備，從而造成光接收機、放大器、供電器等有源設備的損壞。干線傳輸系統主要防雷是做好系統的防雷接地和加裝電源防雷裝置。

第一，對于架空線路，在架空的電（光）纜吊線兩端和架空的金屬管道均應接地，其它架空的電（光）纜的屏蔽層及金屬護套、鋼絞線每隔250 m左右，良好接地1次。架空線路的分支桿、引上桿每隔7～8根桿加裝避雷針并按照要求做好良好接地。

第二，對于地埋管道電（光）纜線路，應在引上和引下處將金屬管道或電纜金屬外皮與防雷接地裝置相連，對于空曠地區的地下光電纜的屏蔽層或者金屬護套，應每隔2 km左右接地1次，且接地的電阻應在10 Ω以下。

第三，對于線路有源設備部分，應盡量采用具備防雷功能的線路設備，其安裝位置最好選擇在地面設備箱內或者建筑物的防雷范圍內，除設備安裝位置的桿路、設備箱要良好接地外，光接收機、干線放大器、供電器等有源設備的外殼均應可靠接地。光接收機和放大器的供電盡量采用60 V集中供電方式，并采用具有防雷功能的線路供電器；對于獨立供電的220 V放大器和光接收機，要防止220 V市電感應雷損壞，因此在經常有雷擊的地方要加裝電源防雷器。

2.4 用戶分配系統和用戶終端部分

用戶分配系統主要包括同軸電纜、分支分配器、電纜接頭等，用戶終端部分包括用戶盒、數字機頂盒、電視機等。用戶分配系統的雷擊故障也比較常見，其主要途徑是來自用戶終端的220 V市電感應雷電波侵害。另外，在用戶終端遭受市電竄入的雷擊時，有時用戶還誤以為有線電視線路引入雷擊造成對其家用電器的損壞，因此也經常會產生用戶投訴，所以此部分的防雷措施要很好的解決。

第一，同軸電纜敷設盡量穿管保護或者地埋敷設，并且確保器件和接頭處可靠接地。對于雷擊頻繁的地區，可加裝電纜線路隔離器，也能夠很好避免來自于用戶終端的市電感應雷傷害。

第二，分支分配器盡量安裝在集中分配箱內，分散的平房地區，分支器件盡量要安裝于窗臺、屋檐下，并加裝金屬防護盒，確保可靠接地。對于用戶分支分配器要盡量選用具備高壓隔離電容的元器件，以盡量減少對有線電視網的破壞。另外，對于需要60 V集中供電的線路分支分配器，在雷擊頻繁地區，可采用具有熔斷器保護的器件，以減少對線路損壞范圍的擴大，同時也便于故障的查找。

第三，對于用戶終端部分，在用戶安裝和維修中，必須按照為用戶安裝帶高壓隔離電容的專業用戶盒，避免直接采用接頭連接用戶端設備的情況，否則，當市電線路遭受雷擊時，雷電波會經過用戶的電視機或者機頂盒等進入有線電視網絡而入地，并由此造成對有線電視線路的破壞。另外，有的用戶因追求裝修美觀，會自行采購用戶盒，技術人員要及時給予指導和檢查，避免采用劣質或者不具備防雷功能的用戶盒，如發現不合格的用戶盒，應要求用戶更換采用專業防雷的用戶盒，以避免不必要的損失，同時也是確保用戶自身的安全使用。

根據前面的分析，必須針對有線廣播電視網絡不同環節和不同雷擊情況采取相應的防范措施，才能取得良好的效果。

3 蚌埠廣播電視網絡的防雷工作

蚌埠市地處淮河流域，夏季雷雨季節時雷電頻繁，經常對有線電視網絡帶來很大的破壞，也帶來很大的損失。為此，蚌埠廣電網絡一直把防范雷擊當做一項重點工作來做，并經過不斷實踐和總結，在防范雷擊方面積累了一些經驗和好的做法。

第一，高度重視網絡基礎建設中的防雷工作，在網絡規劃設計、工程施工、工程驗收中，嚴格執行防雷技術的相關要求，以確保最大程度的減少雷擊破壞。

第二、每年都在雷雨季節到來之前，對有線網絡各環節的防雷設施進行全面的檢測，認真做好接地線路、避雷器等的維護工作，發現不合格的及時整改。

第三，積極探索新的防雷技術措施，近兩年在蚌埠市公安監控視頻監控工程中嘗試采用了“等電位”防雷原理的避雷器，由于其對接地要求不高，尤其適用于高架橋梁等不易接地的場合，在實際中也取得了一定的效果，目前正準備逐步推廣應用。

4 結語

總之，有線廣播電視網絡的防雷工作是一項長期的工程，需要高度的重視和不斷的改進，這樣才能取得更好的防雷效果，從而確保有線廣播電視網絡的安全穩定。

參考文獻

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