浅谈有线电视网络系统防雷接地

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摘要：雷电对有线电视系统的危害十分强烈，在有线电视系统中，防雷设计是一项十分重要的工作。文章为笔者根据多年工作实践和经验，就雷电对有线电视系统的影响以及在有线电视设备的防护工作中常见的防范措施进行了探讨。
Abstract: Lightning damage to the cable system is very strong. In the cable television systems, lightning protection design is a very important job. This article discussed lightning’s impact on cable television system and the common preventive measures in the protection work of cable television equipment, based on many years of practice and experience.
关键词：雷电；有线电视；网络系统；防雷措施
Key words: lightning；cable television；network system；lightning protection measures

        0  引言
        当人类社会进入电子信息时代后，雷灾出现的特点与以往有极大的不同，可以概括为：①受灾面大。②从二维空间入侵变为三维空间入侵。③雷灾的经济损失和危害程度大大增加了，它袭击的对象本身的直接经济损失有时并不太大，而由此产生的间接经济损失和影响就难以估计。为此，当今防雷工作的重要性、迫切性、复杂性大大增加了，雷电的防御已从直击雷防护到系统防护，我们必须站到历史时代的新高度来认识和研究现代防雷技术，提高人类对雷灾防御的综合能力。
        1  雷电的产生与破坏性后果
        雷电是雷云层接近大地时，地面感应出相反电荷，当电荷积聚到一定程度，产生云和云之间以及云和大地之间放电，迸发出光和声的现象。雷电灾害具有巨大的破坏性，其所带来的灾害后果是十分严重的。雷电的破坏作用不仅给人类社会带来极大的危害，造成人员伤亡、巨大破坏、严重损失。雷电也常常使有线电视设备严重损坏，在实际工程当中，没有良好防雷措施的系统一旦遭到雷击就会遭到严重破坏，甚至瘫痪。对于干线较长的有线电视大系统，防雷设计就更是刻不容缓的大事。
        2  雷电对有线电视系统的影响
        在有线电视系统中，防雷避雷设计是一项非常重要的工作，也是有线电视工作者长期以来一直在研究的课题。本文是我们根据多年的工作实践和学习，总结出雷电对有线电视系统的影响以及防范举措。雷电可分为直击雷、感应雷（包括静电感应和电磁感应）和球形雷。对有线电视系统影响的雷击主要有两种：“直击雷”和“感应雷”（包括静电感应和电磁感应）。这里，我们主要介绍一下这两种雷电。
        2.1直击雷雷电对有线电视系统的影响  直击雷是带电云层和大地之间放电造成的。强大的雷电流经过地面建构筑物和地面设备入地，霎那间产生高温高热和巨大的机械振动力使物体遭到破坏。雷电流通过具有电阻或电感的物体产生很大的电压降和感应电压，破坏绝缘，使雷电流通过，所到之处物体受热汽化、剧烈膨胀，产生超强大冲击性机械力。破坏人体组织，建筑物结构、设备部件等。 
        2.2 感应雷电对有线电视系统的影响  感应雷电可以分为雷电流产生的电磁感应和静电感应两种。有线电视系统的电子设备主要是受感应雷击损坏造成的。电磁感应雷是由于雷电放电时，巨大的冲击雷电流在周围空间产生迅速变化的强磁场引起的，这种迅速变化的磁场可以在邻近的导体上感应出很高的电动势，从而使设备损坏，“电磁感应雷”占雷击率近90％，危害范围甚广。静电感应雷是由于带电积云接近地面，在架空线路导线或其他导电凸出物顶部感应出大量电荷引起的。

3  前端的防雷措施
        3.1 接收天线的防雷  ①确定好接收天线地理位置，架设天线时既要保证接收信号的质量又要避开雷区；②架设避雷针、避雷线，这是一种普遍而又比较有效的防雷措施，由于接收天线一般架设在楼顶上，很容易将雷电引入前端，特别是卫星天线，防雷措施一定要考虑周全，一方面要使接收天线在避雷针的保护区内，另一方面还要降低避雷针的接地电阻。③天线馈线、同轴电缆、光纤等的屏蔽网和架空支撑等附属设施都要有良好的接地，组成良好的接地网，接地电阻要控制在4Ω以内。
        3.2 电源部分的防雷  ①安装电源防雷器，当市电因雷击或其它因素产生高脉冲电压时，将会损坏电路上的设备，所以在有线电视机房要安装“三相电源防雷器”。它的作用是在最短时间内把电源线路上因感应雷击而产生的大量脉冲能量释放到安全地线上，从而保护机房内的前端设备。②机房安装在线式UPS电源，由于有线电视传输频带宽，会有各种频率的用电设备干扰通过电源引入机房，造成某个频道或某段频带的干扰，影响播出质量。同时现代有线机房对电脑的进一步引入，而电脑产生的干扰具有功率较大、频带较宽、不定时的特点，对有线电视系统的干扰极其严重。所以为了用电设备的稳定和安全，现代有线机房必须安装具备一定抗干扰能力的在线式UPS电源。③做好三种接地工作。第一种接地——防雷接地，指过电压保护装置或设备的金属结构的接地。如避雷器的接地、避雷针构架的接地等，也称过电压保护接地；第二种接地——保护接地，指正常情况下将电气设备外壳及不带电金属部分与大地可靠联接；第三种接地——工作接地，指电力、通讯等系统中利用大地做导线，根据系统运行的需要，实现其可靠性及固有性能的接地。如供电系统中的三相四线制中的地线。不过在有线电视系统中，所使用的交流电源大多数是由中性线不接地的低电压供电网所提供，所以工作接地起到了保护设备和保护工作人员人身安全的作用。
        4  电缆网的防雷措施
        电缆网的防雷：①市电受到雷电击中时，电缆网设备由于异常高电压产生的脉冲电流而造成损坏；②雷电通过同轴电缆感应使电缆网设备受到雷击。其预防措施如下：①放大器及分支分配器的防雷。采用接头两端都有防雷器件的放大器，每个放大器箱应装避雷地线（电阻小于10Ω），使雷电产生的能量释放地线上，以保护放大器，若使用市电的放大器，还要防止放大器由于市电引入的感应雷而被损坏，对此可采取在经常有雷击的地区加装电源防雷器。②整个网络多点接地，组成接地网，使线路受感应雷的机会减小。操作方法：让有线电视网络系统中的同轴电缆屏蔽网和架空支撑电缆用的钢绞线具有良好的接地，在每隔10个杆档处，用1根（根据土壤电阻率可选择多根）50mm×50mm×5mm的1.5m长的角钢作为接地体打入地下，设接地保护，避雷线与支撑钢绞线用铁扎头扎紧成为一体。在系统接地时，由于接地电阻大防雷效果就差，一定注意接地电阻的最小化、控制在8Ω以下为最好。
        5  结语
        以现阶段人类对雷电的认识和对防雷及其避雷方面的研究，做好有线电视系统的防雷、避雷的是可以实现的。
参考文献：
[1]张小石,罗佳俊,曾祥标.微型断路器在防雷中的应用[J].广东气象，2010，（1）.