对沿海农村双向电视网雷电防护的探讨

赵建志 戴 鹏

(镇海区新闻中心,浙江宁波 315200)

对沿海农村双向电视网雷电防护的探讨

赵建志 戴 鹏

(镇海区新闻中心,浙江宁波 315200)

沿海农村地处雷电高发区。雷电是一种破坏性极强的自然现象,其对农村双向电视网的危害极大。文章阐述了农村双向电视网安装有效的防雷系统的重要性,并提出了防雷接地的具体措施。

双向网;避雷线;接地体

近些年来,由于全球气候变暖,气候反常导致雷电灾害增加。雷电是一种自然现象,是指雷云层接近大地时,地面感应出相反的电荷。当电荷积聚到一定程度的时候,产生云和云间以及云和大地之间的放电,进而迸发出光和声的现象,雷击时所释放的能量非常巨大。雷击主要可以分为两种,一种是直接雷击,指低层雷云与大地之间发生放电,放电经过建筑物、各种电器设备等,这些东西在雷电所引起的强大电流作用下将遭到破坏。直接雷击的放电时间很短,但泄放电流可达到几万、甚至几十万安培。另外一种是感应雷,指雷电产生的静电感应与雷中电流产生的电磁感应在金属导体上产生的感应电压,其电压高达数万伏,这种高压冲击波沿着建筑物或导体迅速传播,如果感应到正在联机的导线上,就会对电器设备产生强烈的破坏,甚至危及人身安全,感应雷约占雷击率的90%,危害范围很广。

沿海农村地处海边,由于地理位置和气候因素,每年都有许多次大规模的雷击事件发生,在农村双向网络系统中,线路和设备大多架空,大量的供电设备都安装在户外,很容易遭受雷电的袭击,一旦遭遇雷击,如果没有稳定的防雷系统的保护,双向电视网络就会遭到严重破坏,不但带来经济损失,同时给线路维护人员增加了大量的工作量。因此,农村双向电视网络安装良好的防雷系统就变地十分的必要。

一、雷电的危害

雷电的危害在我们的实际工作中常常遇到,感受也颇为深刻。笔者从事有线电视网络外线维修工作多年,经历着有线电视网络的发展,从过去以放大器级联作为主干线路传输发展到如今的HFC(光纤、同轴电缆混合网)双向网络。网络技术不断地提升,但雷电问题却一直困扰着我们每一个线路维护工作者。一直以来,由于我们没有重视电视网络防雷这方面的意识,没有给系统安装完善的防雷装置,特别在设备采用220v市电直接供电的时候,感应雷电经常会从电源线直接窜进设备,轻则烧掉设备的保险丝,重则设备的主板直接烧坏报废,对有线电视网络造成严重的经济损失。如果设备由于雷击碳化,那220v电源便会直接窜进电缆,危及电视观众的生命和财产,那更是致命的。现在农村电视网络经过双向改造,主干线由光缆代替了以往的大多电缆,电视信号质量变地越来越优良,同时存在着各种各样本来可以避免却又发生了的雷击事故,下面针对有线电视网络的现状,分析如何安装有效的防雷系统,减少雷击带来的损害。

二、农村双向网防雷的具体措施

农村双向电视网的传输线路可以分为杆线和管线两种,而在农村,线路大多为杆线 (因为立杆比较简单,花费比较低,各部门线路互相靠挂比较容易),即电杆上架设电视主干线路传输电视信号。在农村电视双向网络中,除了少量落地箱用于摆设光接收机和光分路器以外,考虑安全性等因素,大多数有源设备安置于电线杆上的箱子当中,没有接地。农村双向网改造之后,原有的60v供电放大器都用光接收机覆盖,各个设备都采用了220v市电电源直接供给的方式。在这个系统当中,电缆和支撑电缆的钢绞线、220v供电的设备都暴露于空气当中,一到雷雨季节,很容易受到雷击,将感应电压引入系统设备当中,使线路和架空设备受到损伤。

1、主干电缆的接地

在外线施工过程中,我们一般用电线杆来架设主干线,先架设好钢绞线,再用35m/m或者25m/m的挂钩在钢绞线上架设主干电缆 (现在一般用-9电缆,线路损耗低),其中钢绞线便成为-9电缆的避雷线了。钢绞终结开始于引上杆,结束于终端杆。钢绞线架设后,用压板压紧于包箍后,两头钢绞终结处杆子必须板线于地锚块,以防电杆倾斜。在主杆线中,我们可以每隔几根电线杆接一根用于避雷的钢绞线,钢绞线可以先扎在三角铁上然后紧扣于电杆包箍,避雷钢绞线沿水泥杆延伸至地面,钢绞线往地面的同时用粗铅丝分断捆绑在电线杆上以便外观整齐。接地体一般用抗腐蚀处理后的镀锌角钢、扁钢及其焊接体,也可以用镀铜钢棒或紫铜,但是缺点为投资大。有些山区,山脚,沙石地等土壤硬度比较高,电阻比较高,可采用石墨电极材料做成的接地体,它具有良好的稳定性、抗腐蚀性、导电性、抗老化性、吸湿性和包湿性。防雷接地作为一项重要的安全保护措施,国标有严格的规定,一般接地体的电阻必须小于4欧姆,可以用ZC-8型测试仪测量。

2、双向网野外器材的接地

农村双向网改造之后,通过户外光分路器均分光信号(一般为1550nm光信号,损耗为0.2db/KM)到各个点,减少了大多放大器数量,除了少量无法接通220v市电电源的地方和其他无必要双向网转换的少数地区还保留60v集中供点放大器。除了钢绞线接地外,野外器材也必须独立安装避雷接地线,而且引线用铜芯电缆最为适宜,因为铜芯电缆电阻比较低,能加快雷击电流放电。有些野外放大器和光接收机直接承挂于钢绞线上,器材的外壳 (目前大多都用铝壳)必须接上单独的接地线,有些设备离电杆两头拉线较远,一旦遭受雷击,电流是来不及通过拉线进地泄放的。在农村双向网中,现有的设备大多采用金属箱安装器材 (光接受机和放大器),设备采用220v电源供电,我们一般可以采用防雷模块和箱子接地的同步方式进行避雷,在设备供电前增加一个防雷模块并将箱子接地防雷。

在留有的少量放大器当中,农村双向网系统尽量采用60v集中供电,以保证网络的独立性,这样减少雷电直接窜入网络的可能。

3、光缆线路的防雷

农村双向网络当中,由于减少了放大器数量,光缆到各个光点,增放了很多光缆。光缆的主要材料是石英,最外面是防水防腐蚀的外包层,一般是聚合材料,第二层是铝皮,铝片皮面有钢丝、填充物和光纤束管,其中的钢丝是为增加光缆拉力而存留的。在双向网熔接当中,光缆线路较长,需要中间破头,将光缆进行打包或者终端。在这个过程当中,需把打包的光缆当中的钢丝固定在接头盒的支架上,几段钢丝之间自然形成了一间隙。当其中一段光缆的钢丝感应雷电高压后,由于钢丝尖端电荷密集,电荷密集的地方导体外电场强度大,单位距离上的电压强度就大,空气容易击穿放电,所以钢丝之间的间隙便形成了尖端放电,产生的火花可以损伤接头里面的光纤。在双向网络改造过程当中,为防止这种现象出现,我们在做完光纤熔接工作后,还要把接头盒内光缆钢丝的端头用导线连接在一起,然后再用导线将其与支承光缆的钢绞线连接在一起,经过这样最简单的处理后,即可有效的防止光缆遭受雷击的破坏。

4、电视终端的防雷

在农村双向网改造后,电视网络升级,用户可以直接通过stp(set-top box)进行电视点播,以往的普通型机顶盒都置换成高清的互动形机顶盒,丰富的娱乐信息跟好看的节目随时随地的可以得到查询跟收看,但是如何做到电视终端的防雷成为用户自己最关心的保护措施。

电视机点播有线电视机顶盒,需要两种信号,一种是电视信号,通过面板终端进入机顶盒,还有一种是电源线路,用户机顶盒根本电视机工作都需要220v的市电。要有效放雷,就要在这两种线路上防止雷击电波的侵入,一般措施是主要在线路上安装相应的防雷电波侵入装置,也有是我们说的防雷模块,并有效接地,但是目前位置最有效的方法还是在雷雨天气断开电视信号线和工作电源。

三、结束语

农村双向网是有线电视网络技术的提升,是群众对电视信号质量的品位提升,也是党与政府对老百姓的民生服务。在双向网改造过程中投入了大量的人力、智力和高价值的设备,如果由于雷击造成设备和线路的损害,那是得不偿失的。把雷击引入大地,既可防止这些损害的形成,又可屏蔽杂波信号对主信号的影响,加强电视信号质量。因此,农村双向网防雷系统的正确安装,不但可以增长双向网线路和双向网设备的寿命,而且也保证电视的安全播出,减少了外线维护工作人员维修负担。

[1]卢炳瑞.防雷电安全技术 (四) [M].北京:中国言实出版社,2004.

[2]周志敏,周纪海,纪爱华.电子信息系统防雷接地技术 [M].北京:人民邮电出版社,2004.

[3]王芝.《浅述农村有线电视防雷问题》.编号:1007 -7731(2008)16-142-02.

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1008-7508(2012)05-0119-02

2012-03-21

赵建志 (1983～),浙江宁波人,镇海区新闻中心技术员/助理工程师,有线数字电视网络/数字电视网络维护。戴鹏 (1984～),浙江宁波人,镇海区新闻中心技术员/助理工程师,有线电视光缆传输/数字电视网络维护。