防雷電技術(shù)在有線電視系統(tǒng)中的應(yīng)用

田實(shí)

摘 要 電視走進(jìn)千家萬戶的同時，有線電視系統(tǒng)的安全運(yùn)行也凸顯其重要的地位。防御雷電逐漸成為有線電視系統(tǒng)工作者的一項(xiàng)十分重要的工作內(nèi)容。有線電視系統(tǒng)受雷電的影響及危害，針對雷電的危害應(yīng)有的若干應(yīng)對措施是文章討論的重點(diǎn)。

關(guān)鍵詞 防雷電技術(shù)；有線電視系統(tǒng)

中圖分類號：TM7 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1671-7597（2014）13-0109-01

隨著人們物質(zhì)生活水平的逐步提高，對精神生活的要求也越來越高。有線電視成為了生活中不可或缺的部分。有線電視系統(tǒng)是把有線電視信號經(jīng)光纜或衛(wèi)星天線輸送，經(jīng)由系統(tǒng)前端處理，在以有線的方式分送給各終端用戶的系統(tǒng)。雷電災(zāi)害所表現(xiàn)出的嚴(yán)重的破壞性主要因其具有高電壓、高強(qiáng)度電流、短時放電、大陡度閃電電流波形以及變化快的特點(diǎn)。從而使其產(chǎn)生熾熱的高溫、聚變的電磁場、強(qiáng)烈的沖擊波和猛烈的電磁輻射等效應(yīng)。可造成起火、爆炸，甚至造成人員傷亡。由于有線電視信號屬于開路信號，所以在信號的傳輸中，雷電災(zāi)害也會對其產(chǎn)生巨大的影響。在工程實(shí)際中，有線電視系統(tǒng)如果沒有防雷措施時遇到雷電的襲擊，會破壞嚴(yán)重直至癱瘓。對有線電視系統(tǒng)來說，防御雷電技術(shù)是完全必要的。對干線比較長的大系統(tǒng)來說，雷電的防御更是不可忽視的。

1 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，會有異性電荷被感應(yīng)出來，并且由雷云電荷暫時束縛著。而當(dāng)雷云有機(jī)會放電時，原來被其暫時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，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。

入侵有線電視系統(tǒng)的雷電危害主要可分為兩種情況：第一種情況是有線電視系統(tǒng)的前端及線路受雷電的直接打擊。第二種情況是有線電視系統(tǒng)的設(shè)備受雷電電磁脈沖的襲擊。研究有線電視雷擊事故現(xiàn)場后發(fā)現(xiàn)，系統(tǒng)容易受到雷電襲擊的設(shè)備部位較為固定，主要有：

1）有線電視系統(tǒng)位于機(jī)房前端的放大器和位于天線前端機(jī)箱部位的電源，使系統(tǒng)電源的保險絲被燒斷，并使保險底座或金屬底殼被擊穿。

2）損壞系統(tǒng)的電源變壓器、系統(tǒng)的三端穩(wěn)壓器和整流元件，損壞系統(tǒng)較長的干線上架空的電纜安裝的干線放大器和分支上的分配器，嚴(yán)重時也可能損壞到集成電路等其他部件。

3）將用戶家里的機(jī)頂盒及有線電視接收設(shè)備損壞或者擊穿。

2 有線電視系統(tǒng)受雷電襲擊的原因

經(jīng)調(diào)查發(fā)現(xiàn)，入侵并破壞有線電視系統(tǒng)部件的雷電電流的來源為：

1）有線電視系統(tǒng)干線架空線路電纜。有線電視系統(tǒng)干線架空線路電纜的外導(dǎo)體在雷電靠近的時候由靜電感應(yīng)所聚積的電荷，與雷云所帶電荷屬于異性電荷。雷云放電，其所帶電荷隨之離開。位于線路電纜外導(dǎo)體上自由移動的感應(yīng)電荷與地面之間形成高電壓，其傳播途徑是沿電纜的外導(dǎo)體。因此產(chǎn)生的高強(qiáng)度電壓波在沒有找到合理的釋放通路的情況下，被傳送到各分配器、干線放大器、及各分支，當(dāng)被傳送到用戶電視終端時，可將其損壞。平房建筑區(qū)遭受感應(yīng)雷襲擊的概率比較大，是這種雷擊事故的多發(fā)地帶。

2）有線電視系統(tǒng)外端的避雷針。有線電視系統(tǒng)外端的避雷針又名防雷針，本來是用來保護(hù)建筑物等避免雷電襲擊的裝置。但因其尖端的曲率半徑小，當(dāng)雷云非常接近時，聚積在尖端的電荷可將周圍的電場發(fā)生畸變形成電離區(qū)。同時會與雷云所含異性電荷匯合完成接閃。釋放出較強(qiáng)的閃電電流，沿電纜下傳產(chǎn)生的感應(yīng)高強(qiáng)電壓造成雷電直擊的危害。

3 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。

1）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。

2）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，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，有時需要在總電源處加裝避雷裝置。

3）系統(tǒng)分配時的防雷技術(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。

4）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。施工時如果所在地的年雷電天數(shù)大于20天及土壤電阻率大干100的時候，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。地下光纜在施工時也應(yīng)考慮防雷技術(shù)，因光纜在熔接時，光纜中的鋼絲間的空隙可在雷電時放電，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。

4 結(jié)束語

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。基于信息時代的雷電防護(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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