防雷電技術在有線電視系統中的應用

樓一峰

摘要：隨著電子技術的不斷發展，有線電視系統中各種測量、控制及相關的電子產品的應用也越來越廣泛。但是微電子設備及元器件有著過電壓耐受能力差、絕緣差等特點，如果受到雷擊過壓的沖壓，不僅會導致有線電視系統中斷運行，甚至有可能造成系統整體癱瘓，因此在有線電視系統中雷電的防護十分重要。本文就針對有線電視系統中雷電防護技術的應用展開討論。

關鍵詞：雷電防護；有線電視；應用

一、雷電入侵的主要途徑及有線電視系統的防雷要求

（一）雷電入侵的主要途徑

通常有線電視系統受到雷電災害的襲擊主要包括以下三種途徑：第一，電源線路，當市供電系統受到雷電襲擊時，電源上會生成高達上萬伏的雷電過壓，雷電的沖擊波會沿著電源線進入到有線電視系統中，其相關的電子設備或者元器件等就會受到超高雷電過壓的打擊而造成毀滅性的損壞。第二，傳輸網絡，雷電對通信和網絡的入侵通常又分為兩種情況，一種是地面突出物受到直擊雷的侵襲，網絡系統受到超高雷電過壓，它可以把附近的土壤擊穿，進而擊穿網絡電纜的外皮，并最終襲擊整個網絡系統造成晶體管或者集成電路的損毀；還有另外一種是雷云對地面放電，此時通信網絡線路中會感應出超高過電壓，從而與線路相連接的系統設備就會受到損毀。第三，接地體，當雷電擊中避雷設施時，避雷設備附近的接地體會產生以其為圓心的放射狀圓形電位分布，此時電子設備的接地體會受到其所產生的高壓地電位的反擊，受到高達上萬伏入侵電壓的侵襲。

（二）有線電視系統的防雷要求

有線電視系統大概可以分為前端、干線及分配網絡等幾個部分，其中干線通常使用1310光傳輸系統；以前分配網絡大多采用電纜傳輸，現在正在逐漸發展為光纖傳輸，光放大器及光接收機也正慢慢取代電纜放大器。在有線電視系統中，前端機房的防雷措施保證其規范性，比如接地良好、在供電回路中設置避雷設備、建筑物中設置避雷針以及等電位連接等等，可以有效的防止雷擊。而干線及分配網絡由于其設備數量多、設備未接地或者接地電阻值與規范要求不符、設備價值低、公布廣、室外安裝以及多樣的供電方式等因素，使其在防雷保護方面相對復雜。下面我們就針對有線電視系統中各部門的防雷進行分別討論。

二、雷電對有線電視系統的入侵

對有線電視系統可造成危害的雷電由其產生原因的不同可以大致分為感應雷和直擊雷兩種。感應雷是由電磁感應或靜電感應產生的。雷云接近輸電線路時，會有異性電荷被感應出來，并且由雷云電荷暫時束縛著。而當雷云有機會放電時，原來被其暫時束縛的異性電荷快速釋放成為自由電荷，產生局部的高電位。這種局部的感應高電位在低壓架空線路可瞬時高達100 kV，作用于有線電視系統的線路也可有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出異性電荷形成放電，其電流瞬間可高達500 kA。這兩種雷電雖然產生原因不同，但它們對人畜、建筑物都會帶來危害，甚至會沿線傳入電子設備，并對其造成損壞。

三、有線電視系統防御雷電的技術要點

針對有線電視系統易遭受雷電襲擊而受損的情況，應采取行之有效的方法避免危害的發生。

（一）系統天線的防雷電技術。為了預防雷電的侵害，施工時應將架設在建筑物的屋頂上的有線電視系統的室外接收天線及衛星接收天線的接地線焊接在一起，并采用接地技術防雷。天線的豎架桿應裝有滿足對天線設施具有足夠保護作用的高度的避雷針。避雷針與天線之間的距離應不小于3米的寬度。這是因為單根避雷針的保護范圍呈現傘狀，邊界線為雙曲線形狀的原因。系統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應共地連接。

（二）系統前端設備的防雷技術。若系統的前端部位受到雷電襲擊時，可使機房里面的金屬機箱及外殼由感應產生高強度電壓，對前端設備造成危害。施工中前端機房中的所有設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。前端所有設備的接地線、屋頂避雷針的接地線、系統交流供電系統的接地線要相連于總接處，而不能只同天線的接地線連接。機房里面的接地線絕緣層要完整、不老化龜裂。系統內部設備接地、埋入地下的金屬管道與前述防雷接地應相連接，或兩者的水平距離大于3米。接收機、調制器、光發射機等前端設備只備有過流保護裝置，一旦出現高強度的雷擊高電壓，則可能有電源燒壞而保險不熔斷的現象產生，所以為了保護前端設備免受雷電的危害，有時需要在總電源處加裝避雷裝置。

（三）系統分配時的防雷技術。當系統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，應當安裝防雷裝置。應在電纜的外導電屏蔽層采用接地防雷并在入戶處架設避雷設備，不宜直接在兩建筑屋頂鋪設電纜，可將電纜沿墻降至防雷保護范圍之內，并作好接地處理。

（四）系統中干線的防雷電技術。系統的干線通常是鋪設在空曠地帶的地下電纜部分，電纜的屏蔽層和保護套常常受到雷電的襲擊。施工時如果所在地的雷電天數大于20天及土壤電阻率大干100的時候，應采用接地防雷技術避免雷電的危害。電纜的屏蔽層或金屬保護套應每隔兩千米左右接地一次，鋼絞線每隔250米左右應接地一次。地下光纜在施工時也應考慮防雷技術，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。通常用導線將接續盒內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。

有線電視系統涉及的區域較廣、線路較長、設備較多，要在系統的各個部位完成避雷設施是不切實際的。基于信息時代的雷電防護應全面防護、綜合考慮、經濟合理，根據有線電視系統各個環節所處的環境和所需要的防雷等級，不斷探索出適合系統特點的可靠、經濟、方便、高效的防雷措施。

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