浅谈有线电视系统防雷措施

浅谈有线电视系统防雷措施

李常青

雷是一种大气中的放电现象，常常使有线电视设备严重损坏。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严重，据不完全统计，夏季有线电视故障率占全年的70％以上，而由于雷击造成的有线电视故障也不在少数。在有线电视系统中，防雷设计是一项十分重要的工作。本文从雷击的产生机理以及雷电的分布规律阐述雷电对有线电视系统的影响，以期读者对雷击有一个整体的认识。下面我将结合本人的工作实践，浅谈一下有线电视系统的防雷。

一、雷电的特点及入侵途径

雷击一般分为三类：直击雷、感应雷和雷电侵入波。据统计，目前直击雷造成的灾害已明显减少，可使用避雷针、避雷线和避雷网来防护。而感应雷虽然没有直击雷那么强烈，但它发生的概率要比直击雷高得多，占了近80％～90％，而且这种感应雷的过电压可以通过电源线、天馈线、输出电缆等传输得很远，使其影响范围扩大。有线电视系统的电子设备受雷击损坏，主要是感应雷造成的。感应雷它所包含的能量并不很大，有一定的规律可循，是可以通过各种正确有效的避雷措施来防范的。因雷电流的电磁感应作用引起金属导电体上产生极高电压而放电，称之为感应雷。有线电视系统的电子设备即使在其保护范围之内，仍然可能遭雷击而受损，大多数都是烧保险丝、电源变压器、整流元件、UPS稳压电源，严重的还可能损坏集成电路等元件，这些都是由感应雷造成的。

一般来讲，雷电入侵主要通过以下三个途径：

（1）地电位反击电压通过接地体入侵：雷电击中避雷针时，在避雷针接地体附近将产生放射状的电位分布，对靠近它的电子设备接地体产生高压地电位反击，入侵电压可高达数万伏。（2）由各种传输网络入侵：由通信及网络线路入侵分为两种情况：①雷云对地面放电时，在通信及网络线路上感应出上千伏的过电压，击坏与线路相连的网络系统设备。②当地面突出物遭直击雷打击时，强雷电电压将邻近土壤击穿，进而击穿通信及网络线路电缆外皮，使高压侵入网络系统。（3）由电源线路入侵：市电供电设备及线路遭受雷击时，在220/380伏电源线上出现的雷电过电压平均可达10000伏，雷电冲击波沿电源线侵入微电子设备及系统，系统设备受到毁灭性的打击，造成很大的经济损失。所以我们应该依据雷电的不同特点制定出相应的防雷措施来减少损失。

二、防雷措施

1.前端的防雷措施

前端是整个有线电视系统的核心，前端包括各种卫星天线、卫星接收机、调制器、复用器、QAM调制器、光发及UPS稳压电源等设备。万一这些设备被雷击损坏，除造成严重的经济损失外，还会造成大范围的停播，对有线传输公司的形象造成不良影响，因此前端的防雷措施至关重要。前端的防雷主要分两种：户外设施防雷和室内设备防雷。

（1）户外设施防雷措施有：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加入信号防雷器，这种防雷保护器的主要功能是使信号顺利通过，而万一出现雷电造成异常高电压时，其内部的放大管立即起作用，阻止雷电对设备造成损坏；③接收天线一定要设置避雷针或把接收天线安装在建筑物避雷系统保护范围之内，以避免雷击。接收天线一般架设在楼顶上，很容易将雷电引入前端，若是这样就要单独设置避雷针。接收天线应处于避雷针45度保护伞之内，避雷针要采用直径20mm的圆钢或紫铜（采用铁质材料时应经镀锌处理），引下线可采用10mm的圆钢或25×4mm的扁钢，沿建筑物外墙或竖杆敷设，也可与建筑物的防雷接地系统实行共地连接，天线的防雷接地一定要做好接地电阻应小于4Ω。④天线输出端应装有线电视专用避雷器。若是线路过长使用了天线放大器也应该使用带有气体放电管或快速反应保护二极管的天线放大器。

（2）室内设备防雷措施有：①前端设备的接地要用专用的铜板接地以保证接地良好，接地母线表面要光滑完整。做好工作接地，在有线电视系统中是很重要的，因为交流电源一般是由中性线不接地的低电压供电网提供的，使用这种低压供电网提供的交流电源的电器设备应采取保护接地措施，即实施工作接地。这种保护接地措施就是把电器设备的金属外壳、机架等用接地装置与大地可靠连接，确保了机房内工作地电位为零电位；②电源系统应安装专用的防雷器以防感应雷从电源系统侵入。当市电因雷击或其他因素产生高脉冲电压时，将会损坏电路上的设备，它的作用是在最短时间内释放电路上因感应雷击而产生的大量脉冲能量到安全地线上，从而保护机房内前端设备的安全。

2.干线的防雷措施

一般情况下，干线多为光纤，并借助光电收发器实现与分配网连接。因为光纤是非金属的，因此，对光纤作防雷措施的必要性不大，主要考虑光节点设备防雷接地要做好，因为光接收机一旦被雷电击坏，不但经济上受到损失，而且会导致整个节点的电视信号中断。主要做法是将光节点机箱与接地体连接，光接收机和供电箱的外壳与光节点机箱连接，并保证所有设备外壳均可靠接地，把感应雷击而产生的大量脉冲能量释放到接地体上并且还起到漏电保护的作用。此外设备所有电源也应该设有避雷器以防感应雷。若干线是同轴电缆则防雷要复杂些，对于地埋线则每公里接地一次，而架空线缆则要每隔250米左右接地一次。电缆进入建筑物应做好接地，再就是系统设备的输入输出端应有气体放电保护管，户外的设备供电电源也应装有过压保护装置。

3.分配网的防雷措施

分配网的自身特点是：用户放大器分支分配器数量多、分布广。放大器选用方面尽可能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，地线接地电阻应达到国家标准，使雷电产生的能量释放到地线上，对放大器起保护作用。使用市电的放大器，还要防止市电引入的感应雷损坏放大器，因此可采取在经常有雷击的地区加装电源防雷器，220伏供电的放大器的电源端应有过压保护装置。不可能每一个器材都装防雷器，但是可以在容易遭受雷击地区的线路和器材上装上避雷器或安装接地线。而对不容易发生雷击地区的线路和器材也可以通过做好接地线及220伏供电线上多绕几个圈形成小电感，对防雷也能起到很好的作用。

结　束　语

有线电视系统防雷工作是一项非常重要的技术工程，采取以上措施可显著降低雷害发生的频度，这就要求我们工程技术人员从前端到用户每一个环节都要做到万无一失。在有线电视的设计施工中，本着科学严谨的工作态度做好设计施工工作。维修人员在工作中也要克服麻痹思想，尤其是在雷击多发季节，做好防雷系统的检查、维护、记录工作，使有线电视系统始终都处于一个安全的、良好的工作状态，为城乡广大用户提供不间断、高质量的有线电视信号。

〔作者单位：山东德州广电有线传输公司〕