有線(xiàn)電視網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)防雷技術(shù)探討

李昂 李西亮

摘 ?要：文章介紹了雷電的形成及侵襲方式，雷電是有線(xiàn)電視網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)入侵的主要途徑，詳細(xì)介紹了有線(xiàn)電視網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)防雷及應(yīng)采取的具體措施，并討論了防雷系統(tǒng)設(shè)備維護(hù)和管理中的常見(jiàn)問(wèn)題。

關(guān)鍵詞：有線(xiàn)電視網(wǎng)絡(luò);雷擊;防護(hù)措施;維護(hù)管理

隨著電子技術(shù)的發(fā)展，廣播電視系統(tǒng)設(shè)備集成化電路越高，大功率模塊對(duì)電網(wǎng)電壓要求較高，對(duì)浪涌電壓的承受能力減弱，成為雷電入侵的薄弱環(huán)節(jié)。雷擊能破壞有線(xiàn)廣播電視系統(tǒng)設(shè)備，引起大面積信號(hào)中斷，造成重大的安全播出責(zé)任事故。怎樣減少雷擊，防止事故的發(fā)生，現(xiàn)就如何做好有線(xiàn)電視網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)防雷談一些體會(huì)。

1 雷電的形成及侵襲方式

雷電是因強(qiáng)對(duì)流天氣而形成的雷雨云層間和雷云與大地之間強(qiáng)烈瞬間放電。雷擊具有三個(gè)條件：一是形成雷云;二是形成雷電通道;三是引起先驅(qū)放電電場(chǎng)的畸變。只要有了雷云，雷電通道就會(huì)沿著電阻最小的路徑發(fā)展，高層建筑物是促使放電電場(chǎng)畸變而遭受雷擊的主要場(chǎng)所。雷電直接擊中建筑物及建筑物的避雷系統(tǒng)，產(chǎn)生電效應(yīng)、熱效應(yīng)和機(jī)械破壞力，這種方式叫直擊雷;雷擊是在建筑物外部的線(xiàn)纜（電力線(xiàn)、電纜線(xiàn)、通訊線(xiàn)路等）上，雷電流形成的電涌沿線(xiàn)纜擴(kuò)散，進(jìn)而侵入電子設(shè)備這種叫傳導(dǎo)雷;雷電放電時(shí)在周?chē)a(chǎn)生電場(chǎng)和磁場(chǎng)形成局部地區(qū)感應(yīng)高電壓造成設(shè)備損害，這種雷擊叫感應(yīng)雷。

2 我縣有線(xiàn)電視網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)雷擊入侵的主要途徑

我縣有線(xiàn)電視信號(hào)源主要是衛(wèi)星信號(hào)及上級(jí)的光纜信號(hào)，接收衛(wèi)星信號(hào)的天線(xiàn)安裝在廣播電視大樓樓頂，上面有廣播電視信號(hào)塔，防雷設(shè)施，樓頂及四周安裝避雷網(wǎng)、避雷帶等防護(hù)設(shè)施，以防護(hù)直擊雷的侵害。由于有線(xiàn)電視網(wǎng)絡(luò)線(xiàn)路、設(shè)備暴露在室外較長(zhǎng)、較多，電源線(xiàn)路和傳輸線(xiàn)纜侵入設(shè)備的途徑主要是感應(yīng)雷。電源線(xiàn)路感應(yīng)雷的特點(diǎn)是通過(guò)電網(wǎng)對(duì)有線(xiàn)電視網(wǎng)絡(luò)傳輸中的有元器件造成損壞，線(xiàn)纜感應(yīng)雷的特點(diǎn)是通過(guò)傳輸線(xiàn)纜對(duì)與之相連的元器件造成損壞。

3 防雷采取的措施

3.1 機(jī)房前端的雷電防護(hù)

有線(xiàn)電視機(jī)房前端包括廣播電視信號(hào)的接收、傳輸?shù)仍O(shè)施，是各種強(qiáng)電、弱電、信號(hào)線(xiàn)集中的地方，最容易遭受雷擊。如果防雷設(shè)施不到位，雷電引起的沖擊大電流，足以使前端弱電設(shè)備遭受不同程度的損壞、計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)丟失甚至系統(tǒng)癱瘓，造成巨額的經(jīng)濟(jì)損失和嚴(yán)重的停播事故。直擊雷是機(jī)房前端防護(hù)的重點(diǎn)，其目的是保護(hù)機(jī)房不受雷擊的破壞，給機(jī)房?jī)?nèi)的人和設(shè)備提供一個(gè)相對(duì)安全的環(huán)境。通常防護(hù)措施是安裝避雷針，根據(jù)所保護(hù)設(shè)施的高度及范圍來(lái)設(shè)置避雷針的高度，確保前端機(jī)房設(shè)備系統(tǒng)處于避雷針的防護(hù)范圍之內(nèi);機(jī)房房頂和房頂四周要鋪設(shè)避雷網(wǎng)和避雷帶，通過(guò)均勻分布將避雷網(wǎng)、避雷帶就近與地網(wǎng)接通，房頂上的其它金屬設(shè)施亦分別就近與避雷網(wǎng)、避雷帶焊接連通，引下線(xiàn)要使用符合規(guī)范要求的材質(zhì);地線(xiàn)系統(tǒng)采用多級(jí)接地法，接地體埋入土中深度為2米以下，接地體材料用40mm×40mm的熱鍍鋅角鋼，在接地體四周撒上降阻劑（工業(yè)鹽、石墨粉），以減少接地電阻，使接地電阻值小于4歐姆。

3.2 電源線(xiàn)路的雷電防護(hù)

雷電能量主要集中在小于40KHz的低頻段，供電50Hz的工頻線(xiàn)路容易和工頻附近的最大能量諧波分量發(fā)生耦合，加之交流電網(wǎng)大、面廣，雷電波比較容易從電源線(xiàn)路途徑破壞廣播電視網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，在設(shè)備配電處安裝專(zhuān)用防雷器，這是必不可少的防護(hù)措施。低壓配電網(wǎng)采用三級(jí)防雷保護(hù)，能更好地釋放大氣雷電或其他因素產(chǎn)生的高脈沖電壓，降低各設(shè)備接口間的電位差，從而保護(hù)電路上的設(shè)備。根據(jù)IEC防雷規(guī)范中的要求，在系統(tǒng)總配電房前安裝最大放電電流200KA，限制電壓小于1500V的電壓線(xiàn)路浪涌防雷器;在低壓開(kāi)關(guān)分配前的線(xiàn)路上安裝最大放電電流為80KA，限制電壓小于1200V的浪涌保護(hù)器;在每個(gè)需要防護(hù)的設(shè)備（如交換機(jī)、UPS等）電源進(jìn)線(xiàn)處安裝最大放電電流為40KA，限制電壓小于1000V的浪涌保護(hù)器。當(dāng)雷電波沿配電線(xiàn)路侵入時(shí)，浪涌保護(hù)器的電阻瞬間降至很低，近于短路狀態(tài)，雷電流就由此分流入地，消除多余的電壓，隨著電壓的減弱電流也逐漸消失。選擇合適的浪涌保護(hù)器，可有效防止雷電感應(yīng)或其他因素產(chǎn)生的高低壓電的現(xiàn)象。

3.3 電纜網(wǎng)的雷電防護(hù)

有線(xiàn)電視網(wǎng)絡(luò)采用光纜、電纜組成的混合網(wǎng)絡(luò)。電纜網(wǎng)絡(luò)在線(xiàn)路設(shè)備敷設(shè)和安裝維護(hù)時(shí)要注意以下問(wèn)題：同軸電纜屏蔽網(wǎng)和架空支撐電纜用的鋼絞線(xiàn)都要良好接地，在每隔四個(gè)桿檔處設(shè)接地保護(hù)，用一根（根據(jù)土壤電阻率可選擇多根）1.5米長(zhǎng)的50mm×50mm×5mm的角鋼作為接地體打入地下，接地線(xiàn)與支撐鋼絞線(xiàn)用鐵扎頭扎緊成為一體;避免直接在兩個(gè)建筑物之間敷設(shè)電纜;地線(xiàn)電纜在入地和出地時(shí)屏蔽層都要良好接地;同時(shí)要科學(xué)選擇放大器的供電方式，盡可能采用集中供電方式。放大器要帶有防雷器件，并有相應(yīng)防雷地線(xiàn)，地線(xiàn)接地電阻控制在4歐以下，使用市電的放大器，要防止市電引入的感應(yīng)雷損壞放大器，要加裝電源防雷器，220V供電的放大器的電源端要加裝過(guò)壓保護(hù)裝置。

3.4 光纜網(wǎng)的雷電防護(hù)

光纜網(wǎng)采用光信號(hào)傳輸有線(xiàn)電視信號(hào)，本身不帶電具有防范雷擊的特點(diǎn)。我縣城區(qū)有線(xiàn)電視實(shí)現(xiàn)了光節(jié)點(diǎn)直接覆蓋，光節(jié)點(diǎn)的防雷措施主要是接地及電源防雷。光接收機(jī)本身是防雷器件，但需要良好的接地才能正真起作用，將光節(jié)點(diǎn)機(jī)箱與接地體連接，光接收機(jī)和供電箱的外殼與光節(jié)點(diǎn)機(jī)箱連接，并保證所有設(shè)備外殼均可靠接地;光節(jié)點(diǎn)的電源防雷要加裝電源防雷器;在雷擊多發(fā)地段光接機(jī)輸出端加裝信號(hào)防雷器;在設(shè)置接續(xù)盒時(shí)，將接續(xù)盒內(nèi)的光纜鋼絲端頭用導(dǎo)線(xiàn)連通，并用導(dǎo)線(xiàn)與吊掛光纜的鋼絞線(xiàn)連通，防止任意一根鋼絲感應(yīng)了較高的電壓時(shí)，向其它鋼絲放電產(chǎn)生火花而使接續(xù)盒內(nèi)的光纖斷裂損壞。

3.5 信號(hào)源及通信系統(tǒng)的雷電防護(hù)

盡管在機(jī)房前端電源線(xiàn)路上安裝了三級(jí)防雷保護(hù)裝置，由于雷電會(huì)在各種線(xiàn)路上（如通訊雙絞線(xiàn)、網(wǎng)線(xiàn)、電纜線(xiàn)等）感應(yīng)到過(guò)電壓，仍會(huì)影響到信號(hào)源及通訊系統(tǒng)的正常運(yùn)行，特別是對(duì)于暴露在室外的線(xiàn)路，雷擊時(shí)所產(chǎn)生的巨大瞬變磁場(chǎng)，在一公里范圍內(nèi)的金屬環(huán)路上所產(chǎn)生的強(qiáng)大瞬變電流，對(duì)于信號(hào)及網(wǎng)絡(luò)傳輸線(xiàn)路來(lái)說(shuō)，所感應(yīng)的過(guò)電壓足以一次性破壞網(wǎng)絡(luò)，即使不是特別高的過(guò)電壓，不能夠一次性破壞設(shè)備，但每一次的過(guò)電壓沖擊都加速了網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的老化，所以網(wǎng)絡(luò)信號(hào)防雷對(duì)于整體防雷來(lái)說(shuō)，也是非常重要的環(huán)節(jié)。在信號(hào)線(xiàn)路上安裝信號(hào)防雷器，對(duì)防感應(yīng)雷是一種行之有效的好方法。對(duì)于通訊網(wǎng)絡(luò)，可在網(wǎng)絡(luò)信號(hào)線(xiàn)進(jìn)入路由器之前安裝專(zhuān)用信號(hào)防雷器，在系統(tǒng)主干交換機(jī)、主服務(wù)器以及各分交換機(jī)、服務(wù)器的信號(hào)線(xiàn)入口處分別安裝RJ45接口的防雷器。信號(hào)防雷器的選型應(yīng)綜合考慮工作電壓、傳輸速率、接口形式等。所有防雷器均應(yīng)良好接地。

另外，對(duì)于信號(hào)和通訊網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的電源線(xiàn)要進(jìn)行特殊防護(hù)，也可大大減少感應(yīng)雷所造成的破壞。進(jìn)入系統(tǒng)總配電房的電壓進(jìn)線(xiàn)，應(yīng)采用金屬鎧裝敷設(shè)，電纜鎧裝層的兩端應(yīng)良好接地;如果電纜沒(méi)有鎧裝層，則就將電纜穿鋼管埋地，鋼管兩端接地，埋地的長(zhǎng)度應(yīng)不小于15米。這樣可以大大減少電源線(xiàn)感應(yīng)過(guò)電壓的可能性。

3.6 合理布線(xiàn)及其他的雷電防護(hù)

進(jìn)出機(jī)房的電力線(xiàn)、通訊線(xiàn)和信號(hào)傳輸線(xiàn)宜采用屏蔽電纜埋地敷設(shè)，電纜屏蔽層宜采用兩端接地，長(zhǎng)度小于1.5米的屏蔽電纜只在室內(nèi)接地;采用非屏蔽電纜時(shí)，必須穿金屬管埋地敷設(shè)，電力電纜長(zhǎng)度宜大于15米;室內(nèi)信號(hào)傳輸線(xiàn)與設(shè)有屏蔽層的建筑物外墻平行敷設(shè)距離宜大于1米，場(chǎng)地條件不允許時(shí)，信號(hào)線(xiàn)傳輸線(xiàn)路應(yīng)采用屏蔽電纜或非屏蔽電纜穿鋼管敷設(shè)，電纜屏蔽層或鋼管應(yīng)與走線(xiàn)架或接地匯集線(xiàn)連接;機(jī)房?jī)?nèi)安裝吊裝橋架、電力線(xiàn)路橋架、弱電線(xiàn)路橋架和防靜電地板下的金屬橋架應(yīng)分開(kāi)敷設(shè)，橋架做好等電位連接和接地處理。另外，電源線(xiàn)與信號(hào)線(xiàn)、高頻線(xiàn)與低頻線(xiàn)、進(jìn)線(xiàn)與出線(xiàn)必須分開(kāi)敷設(shè)，室內(nèi)信號(hào)傳輸線(xiàn)路與電力線(xiàn)路平行靠近敷設(shè)時(shí)，其間距應(yīng)符合有關(guān)要求，條件不具備時(shí)，宜采用屏蔽電纜，電纜護(hù)套和電纜屏蔽層應(yīng)接地。

4 防雷系統(tǒng)的維護(hù)和管理

對(duì)防雷系統(tǒng)的維護(hù)和管理是防雷的關(guān)鍵。雷雨季節(jié)來(lái)臨之前，應(yīng)對(duì)防雷系統(tǒng)進(jìn)行一次全面的檢查與維護(hù)。定期對(duì)接地系統(tǒng)的阻值進(jìn)行測(cè)量，接地是排泄直接雷擊和雷電電磁脈沖干擾能量的最有效手段之一，特別是機(jī)房屏蔽接地、機(jī)殼接地、電源接地、工作電路接地、保護(hù)接地等，要統(tǒng)一就近與機(jī)房共用地網(wǎng)做可靠的電氣連接，應(yīng)確保接地阻值不大于1歐姆;培訓(xùn)機(jī)房工作人員，要密切注意天氣情況，雷雨天氣應(yīng)立即啟用UPS電源;定期對(duì)接地點(diǎn)的連接情況進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)有連接不良、腐蝕老化等情況應(yīng)及時(shí)修復(fù)或更換;定期檢查防雷器的工作情況，發(fā)現(xiàn)有劣化指示和報(bào)警功能的防雷器，及時(shí)實(shí)行故障維修;防雷系統(tǒng)投入使用后，應(yīng)建立管理制度，對(duì)防雷系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、安裝、屏蔽工程圖紙、年檢記錄等，均應(yīng)及時(shí)歸檔，妥善保管;對(duì)雷擊事件發(fā)生后，應(yīng)及時(shí)調(diào)查分析原因提出改進(jìn)措施并實(shí)施。

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