有线电视传输网络的防雷措施

范光鹏

【摘要】本文通过对大自然雷电的形成，雷电的种类及直接雷与感应雷对有线广播电视系统造成的危害程度的分析，得出了雷击对广播电视系统造成损害的百分之九十以上是属于感应雷的结论。作者详细阐述了对有线广播电视前端系统、有线广播电视传输干线系统和有线广播电视用分配系统三个部分的防雷所采取的不同方法，特别是采取了光缆加固钢丝，线路钢绞线的良好接地与220v供电设备的电源安装漏电过载保护器相结合的方法，是一种行之有效的避雷方法。实践证明也是切实可行的。它的应用对我地有线广播电视防雷减灾工作具有很大的促进作用，同时对减少机器设备的雷击损失，节约维修经费开支，减轻一线维修人员的劳动强度，确保广播电视正常安全播出，将发挥重要作用。

【关键词】广播电视传输系统;防雷措施

每年夏季由于雷雨较多气候异常是有线电视系统发生故障的高峰季节。雷电对有线电视系统的危害十分强烈所以防雷、避雷与接地问题就成了有线电视维护人员征服自然减少灾害损失的一个重要课题。下面我将结合本人的工作实践就如何做好网络的防雷措施谈一些粗浅体会。

一、雷电的形成及雷击对广播电视的损害

雷电是一种大气中的放电现象，产生于积雨云层，积雨云在形成过程中，某些云团带正电荷，某些云团带负电荷。它们对大地的静电感应，使地面或建筑物表面产生异性电荷，当电荷积聚到一定程度时，不同电荷云团之间，或云与大地之间的电场强度可以击穿空气（一般为25-30kv/cm）开始游离放电。随着云对地放电逐渐发展，当到达地面时如建筑物、高低压输电线等），便会产生由地面向云团的逆导主放电。在主放电阶段里，由于异性电荷的剧烈中和，会出现很大的电流（一般为几十千安至几百千安）并随之发生强烈的闪电和巨响。所以雷电是一种自然现象，每年它给人类的破坏性是巨大的，雷击对人民群众的生命财产造成极其严重的威胁。雷电灾害是联合国公布的10种最严重的自然灾害之一。

我国每年因雷击造成人员伤亡达4000人之多，财产损失约为50-100亿元。雷击对有线广播电视系统设备带来的破坏性灾难也是非常严重的。随着电子技术的快速发展，集成电路对电压和电流脉冲的敏感程度越来越高，除直接雷击影响外，雷电引起的过电压和过电流冲击波造成电子设备损坏和工作中断时有发生，会使播出传送系统中的元件及电子模块烧毁，危害播出安全。

笔者在从事广播电视工作多年，感受到在雷电灾害多发地区，90%以上的播出传输故障是雷击造成的。雷电引起的危害在广播电视方面表现十分突出，尤其是对感应雷击的防护，已经成为广播电视技术部门关注和防范的重点。我地每年5—10月为雷雨季节，前后长达6个月以上全县共有12个有线广播电视传输机房，光缆电缆传输干线长达1200多公里，每年被雷击造成的直接经济损失100多万元。城区和各镇乡（街道）广电站维修人员，每到雷雨季节，经常不分白天和黑夜，加班加点突击抢修被雷击的有线电视、数字电视。为尽快修复被雷击的广播电视不顾劳累而拼搏。每年有线广播电视雷击故障抢修占整个故障维修的百分之八、九十之多，牵制了我市广播电视维修人员大量的精力和物力。因此，有线广播电视系统如何做好防雷减灾工作，把雷击造成的损失降低到最低限度，是摆在我们广电工作者面前的重要课题。雷电通常有两种：直接雷和感应雷。直接雷只占整个雷击的10%左右，危害一般较小，可使用避雷针、避雷线和避雷网来防避。有线电视卫星接收如抛物面天线，虽然安装避雷针后，即使在其保护范围内，仍然可能遭到雷击而使高频头、卫星接收机等设备烧坏。烧坏部位大多在电源保险丝、变压器、整流元件。这说明雷击不是从天线直接引入的，而是从电源线引入。可见避雷针虽然保护了建筑物和卫星接收无线的安全，却保护不了置于机房内的有线电视设备，这最主要是由感应雷造成的，通过对所有雷击设备损害部位分析证明，危害最大的是“感应雷”占整个雷击率的90%左右，其危害范围广，雷击程度重，对机房前端系统、传输系统、用户分配系统，有线电视、数字电设设备均遭受破坏性损害。

二、前端机房设备的避雷接地办法

前端是整个有线电视系统的核心，雷击发生在前端机房附近，会在机房内的金属机箱和外壳上感应出高压电，危及设备和人身安全，前端设备的电源漏电也会危及人员安全。因此，对机房内的所有设备金属外壳、输入输出电缆屏蔽层、光缆加固钢丝和屏蔽层接地，设备外壳接地与交流供电系统的接地在总接地处把它连接起来。机房接地线的埋设：接地极采用φ50mm镀锌钢管，长度为1.5m，地上部分留80cm，上端打φ10mm的圆孔2个，埋入地下端削成30°角斜面，在深0.6-0.8m的地线沟内，第二个桩长度为0.70m埋入地下端削成30°角斜面，便于打桩，每1.0m处打一个桩，上面留20cm，便于焊接，地线埋设长度一般为20-25米，具体根据土质而定，凝土可以短一点，如少质土需延长，每个桩上面用5×2mm镀锌扁铁焊接后连成一体，焊接时整个钢管周围都要焊接严密，以增加扁铁与钢管的接触面。为了减小接地电阻，可在整条在沟内先填埋40-50公斤中性降阻剂（如食盐、铁屑等长效化学降阻剂）。对整条沟先填埋20cm厚的细土并夯实，用地阻摇表检测接地电阻，是否达到规定值，如未达到，延长接地线长度，直至接地电阻达到规定指标，然后回填夯实，填平整条沟。地线埋好后把前端机房所有设备金属外壳，包括ups机箱外壳接地线连在一起，引至避雷接地极上端处，用3孔夹板固定连接。

三、光缆传输和用户分配系统的防雷措施

从光缆传输和用户分配系统每年所造成的设备雷击情况看，90%以上是从设备电源线上窜入高压电流，击坏光接收机和放大器。击坏光接收机、放大器、设备电源部分的保险丝，变压器和整流元件，严重时击坏光接收机、放大器放大模块或造成整个放大器或光收机报废。针对上述情况，采取了以下措施。

1.做好光缆防雷

因为光缆在制造过程中，为了增加其抗拉强度，在光缆中增加了两根钢丝。在光缆接头包施工操作时，我们一般只注意光缆熔接，而忽视了光缆的防雷。通常将两端光缆钢丝，分别固定在接头包两端支架上，自然形成了间隙。这样当任意一段光缆中感应很高的雷击电压时，就会向另一端钢丝放电，放电过程中产生巨大火花，使接头包内光纤断裂损坏，为防止这种现象。在光缆熔接时，先把接头包内的光缆钢丝两端用导线连通，再与吊挂光缆的钢绞线连通。有效避免光缆遭受雷电侵害。

2.随着当地低压电网的改造，低压电网越来越规范

有线电视的网络随着“光进铜退”光接点也越来越接近用户，线路放大器逐步减少。我们根据这些条件，将有源设备的取电点推到了用户表箱的漏保后，这样就增加了取电的安全性。对于一些未能改造的电网，则根据情况我们自己加装漏保和电源防雷器。

3.光节点处加装地线

因我们地区光缆的改造使得电缆网的覆盖片区半径缩小到150米—200米的范围内。这样我们以光节点为中心点，在此处用1.5米长50mm×50mm×5mm镀锌角铁做为接地体打入地下，为方便施工，在角铁的上端焊接双槽夹板夹持做避雷线的7*1.4的钢绞线并涂抹防锈漆，避雷线与支撑钢绞线也用双槽夹板压紧连接并用铁丝扎紧。这样接地处即能保护有源设备也为电缆网提供了保护。

经过2013年夏季的实际使用情况看，只要不是有直击雷落下，雷雨后的设备损坏率只有常年同期的30%左右。提高了单位的经济效益。