防雷电技术在有线电视系统中的应用

田实

摘 要 电视走进千家万户的同时，有线电视系统的安全运行也凸显其重要的地位。防御雷电逐渐成为有线电视系统工作者的一项十分重要的工作内容。有线电视系统受雷电的影响及危害，针对雷电的危害应有的若干应对措施是文章讨论的重点。

关键词 防雷电技术；有线电视系统

中图分类号：TM7 文献标识码：A 文章编号：1671-7597（2014）13-0109-01

随着人们物质生活水平的逐步提高，对精神生活的要求也越来越高。有线电视成为了生活中不可或缺的部分。有线电视系统是把有线电视信号经光缆或卫星天线输送，经由系统前端处理，在以有线的方式分送给各终端用户的系统。雷电灾害所表现出的严重的破坏性主要因其具有高电压、高强度电流、短时放电、大陡度闪电电流波形以及变化快的特点。从而使其产生炽热的高温、聚变的电磁场、强烈的冲击波和猛烈的电磁辐射等效应。可造成起火、爆炸，甚至造成人员伤亡。由于有线电视信号属于开路信号，所以在信号的传输中，雷电灾害也会对其产生巨大的影响。在工程实际中，有线电视系统如果没有防雷措施时遇到雷电的袭击，会破坏严重直至瘫痪。对有线电视系统来说，防御雷电技术是完全必要的。对干线比较长的大系统来说，雷电的防御更是不可忽视的。

1 雷电对有线电视系统的入侵

对有线电视系统可造成危害的雷电由其产生原因的不同可以大致分为感应雷和直击雷两种。感应雷是由电磁感应或静电感应产生的。雷云接近输电线路时，会有异性电荷被感应出来，并且由雷云电荷暂时束缚着。而当雷云有机会放电时，原来被其暂时束缚的异性电荷快速释放成为自由电荷，产生局部的高电位。这种局部的感应高电位在低压架空线路可瞬时高达100 kV，作用于有线电视系统的线路也可有50 kV左右的高压。大地和带电云层间的放电是产生直击雷的原因。雷云处于低空并且异性电荷的雷云恰巧不在四周时，带电云层向地面或建筑物上感应出异性电荷形成放电，其电流瞬间可高达500 kA。这两种雷电虽然产生原因不同，但它们对人畜、建筑物都会带来危害，甚至会沿线传入电子设备，并对其造成损坏。

入侵有线电视系统的雷电危害主要可分为两种情况：第一种情况是有线电视系统的前端及线路受雷电的直接打击。第二种情况是有线电视系统的设备受雷电电磁脉冲的袭击。研究有线电视雷击事故现场后发现，系统容易受到雷电袭击的设备部位较为固定，主要有：

1）有线电视系统位于机房前端的放大器和位于天线前端机箱部位的电源，使系统电源的保险丝被烧断，并使保险底座或金属底壳被击穿。

2）损坏系统的电源变压器、系统的三端稳压器和整流元件，损坏系统较长的干线上架空的电缆安装的干线放大器和分支上的分配器，严重时也可能损坏到集成电路等其他部件。

3）将用户家里的机顶盒及有线电视接收设备损坏或者击穿。

2 有线电视系统受雷电袭击的原因

经调查发现，入侵并破坏有线电视系统部件的雷电电流的来源为：

1）有线电视系统干线架空线路电缆。有线电视系统干线架空线路电缆的外导体在雷电靠近的时候由静电感应所聚积的电荷，与雷云所带电荷属于异性电荷。雷云放电，其所带电荷随之离开。位于线路电缆外导体上自由移动的感应电荷与地面之间形成高电压，其传播途径是沿电缆的外导体。因此产生的高强度电压波在没有找到合理的释放通路的情况下，被传送到各分配器、干线放大器、及各分支，当被传送到用户电视终端时，可将其损坏。平房建筑区遭受感应雷袭击的概率比较大，是这种雷击事故的多发地带。

2）有线电视系统外端的避雷针。有线电视系统外端的避雷针又名防雷针，本来是用来保护建筑物等避免雷电袭击的装置。但因其尖端的曲率半径小，当雷云非常接近时，聚积在尖端的电荷可将周围的电场发生畸变形成电离区。同时会与雷云所含异性电荷汇合完成接闪。释放出较强的闪电电流，沿电缆下传产生的感应高强电压造成雷电直击的危害。

3 有线电视系统防御雷电的技术要点

针对有线电视系统易遭受雷电袭击而受损的情况，应采取行之有效的方法避免危害的发生。

1）系统天线的防雷电技术。为了预防雷电的侵害，施工时应将架设在建筑物的屋顶上的有线电视系统的室外接收天线及卫星接收天线的接地线焊接在一起，并采用接地技术防雷。天线的竖架杆应装有满足对天线设施具有足够保护作用的高度的避雷针。避雷针与天线之间的距离应不小于3米的宽度。这是因为单根避雷针的保护范围呈现伞状，边界线为双曲线形状的原因。系统天线竖架杆的接地线与建筑物屋顶上原来就有的防雷电接地系统应共地连接。

2）系统前端设备的防雷技术。若系统的前端部位受到雷电袭击时，可使机房里面的金属机箱及外壳由感应产生高强度电压，对前端设备造成危害。施工中前端机房中的所有设备包含输送电缆的屏蔽层和金属管道通常都用接地防雷技术。前端所有设备的接地线、屋顶避雷针的接地线、系统交流供电系统的接地线要相连于总接处，而不能只同天线的接地线连接。机房里面的接地线绝缘层要完整、不老化龟裂。系统内部设备接地、埋入地下的金属管道与前述防雷接地应相连接，或两者的水平距离大于3米。接收机、调制器、光发射机等前端设备只备有过流保护装置，一旦出现高强度的雷击高电压，则可能有电源烧坏而保险不熔断的现象产生，所以为了保护前端设备免受雷电的危害，有时需要在总电源处加装避雷装置。

3）系统分配时的防雷技术。当系统的外线电缆与建筑物或者架空电缆入户线路距离比较靠近的时候，应当安装防雷装置。应在电缆的外导电屏蔽层采用接地防雷并在入户处架设避雷设备，不宜直接在两建筑屋顶铺设电缆，可将电缆沿墙降至防雷保护范围之内，并作好接地处理。

4）系统中干线的防雷电技术。系统的干线通常是铺设在空旷地带的地下电缆部分，电缆的屏蔽层和保护套常常受到雷电的袭击。施工时如果所在地的年雷电天数大于20天及土壤电阻率大干100的时候，应采用接地防雷技术避免雷电的危害。电缆的屏蔽层或金属保护套应每隔两千米左右接地一次，钢绞线每隔250米左右应接地一次。地下光缆在施工时也应考虑防雷技术，因光缆在熔接时，光缆中的钢丝间的空隙可在雷电时放电，使光纤损坏断裂。通常用导线将接续盒内的光缆钢丝端头相连通，就能够很好地避免光缆受到雷电的损害。

4 结束语

有线电视系统涉及的区域较广、线路较长、设备较多，要在系统的各个部位完成避雷设施是不切实际的。基于信息时代的雷电防护应全面防护、综合考虑、经济合理，根据有线电视系统各个环节所处的环境和所需要的防雷等级，不断探索出适合系统特点的可靠、经济、方便、高效的防雷措施。

参考文献

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