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有线广播电视网络的防雷技术与应用摘要:雷击是雷雨季节常见的自然灾害现象,对有线广播电视网络的破坏十分严重。
本文分析了雷击对有线广播电视网络损害情况,提出了防范雷击的技术要求和措施,并介绍了一些实际的应用和做法。
关键词:防雷接地有线电视网络电气设计有线广播电视网络由接收天线、前端机房、干线传输系统、用户分配系统和用户终端等几部分组成,是一个庞大的综合传输系统,广泛分布于高层建筑、室外架空线路、地埋线路,也极易遭受雷电的袭击。
雷击引起的网络故障影响大、范围广、维修的难度也很大,如何采取有效的防范措施来避免和减轻雷击破坏,对有线广播电视网络的正常运行极其重要。
1 雷击的种类及其对有线广播电视网络的危害雷击根据其形成的原理可分为直击雷、雷电侵入和波感应雷三类。
(1)直击雷是带电云层与大地的直接放电造成的,它主要的特征是雷电发生迅猛放电,且声光并发。
直击雷主要的损害部位是接收天线、架空杆路和有源设备。
(2)雷电侵入波是由于雷击而在架空线路上或空中金属管道上产生的冲击电压沿线路或管道而迅速传播的雷电波。
雷电侵入波可毁坏电气设备的绝缘,使高压窜入低压,造成严重的触电事故。
(3)感应雷是由于雷雨云的感应或放电电流产生的电磁感应引起的。
感应雷产生过程中,巨大的电流在周围空间产生磁场,由于感应使附近设备感应出较高的电压,使电子设备损坏。
有线广播电视网络遭到感应雷的通道有:接收天线、馈线引入、电源线引入、信号线路引入、接地线路引入等5个部分,其中最常见的是电源线路引入。
因此,感应雷对接收天线、前端机房、干线传输系统、用户分配系统和用户终端均能造成严重损坏。
实践证明,一般直击雷和雷电侵入波对有线广播电视网络破坏的概率较小。
出现概率最大的是感应雷,感应雷击约占网络中雷击故障的90%以上,因其危害大、范围广,也是有线广播电视传输网络安全运行中需要重点解决的问题。
2 有线广播电视网络的防雷技术分析与措施防范雷击除了在设备元器件上加强必要的防护措施外,关键是做好对雷电产生的电流的疏导工,目前来看,良好的接地以及引下线路的布线设计是简便也是最关键的手段之一。
对有线电视传输网络防雷接地的处理摘要：有线电视传输网络遍布城乡，光缆、电缆线路跨越各种复杂地形，做好防雷工作对保证有线电视安全优质播出至关重要，因此，在建网初期，就要按照防雷的技术要求进行调查研究，勘察路由，选择地线的接地点，测量地线沟的土壤电阻率，调阅历年的气象资料，了解雷击区的分布，在掌握有关信息之后，采用对应的接地方法防止雷击。
关键词：有线电视；传输网络；防雷1.引言雷击是网络设备运行的最大杀手，它能造成大面积的传输信号中断和网络设备运行瘫痪，因此准确判断出雷击原因，及时对网络系统采取规范的避雷措施，是人身安全、光电设备和网络正常稳定运行的重要保证。
在现行的各种防雷措施中，最为有效而且使用最广泛的方法是接地，也就是将雷击中产生的电荷完全或部分引入地下，以避免雷击事故发生。
2.雷击的危害特点在社会生产力不断提高的前提下日常生活中的电视机已经从老式的显像管调整到平板电视机，不同种类的等离子、液晶电视机被大幅度应用到各家各户当中。
平时有线电视在进行维修时，工作人员接上机顶盒会发现液晶屏幕上有交流干扰现象，有线电视的声音嘈杂、屏幕上出现横杠滚动等等，都是由于雷电干扰造成的影响。
下面来掌握以下雷击给网络带来危害：（1）直击雷的危害：雷云对网络线路中的有源和无源器件、钢铰线、线缆外导体等直接放电。
其特点是破坏力大、设备损坏严重。
但直击雷大约只占网络线路中雷击事故的10%。
（2）感应雷的危害：雷暴区内雷电流的强大电磁感应作用引起金属导体上产生高电压而放电的现象。
它分为电网感应雷和线缆感应雷。
实践表明，感应雷约占网络线路中雷击事故的90%以上。
（3）雷击中的二次放电：如果避雷设计不符合技术规范，虽然在网络线路中采取了一些避雷措施，但雷击中的二次放电现象仍会对网络线路中的有源器件和无源器件造成损坏。
其原因是：通常在发生雷击时，雷暴区内的雷电电流波峰值可达10～30ka，持续时间几十ns，假设防雷系统接地电阻是10ω，在接地极上则会产生100～300kv的高电压，引起引雷导线上电位上升，对附近的电力线或有线网络设备形成二次放电，造成危害（同样，网络线路中的直击雷和感应雷也可引起多处网络设备的二次放电现象）。
33卫星技术欢迎投稿：@2008年第17期谈有线电视系统的防雷及接地措施◎秦皇岛张勇马思邈对于在广电系统工作的维护技术人员，都熟知雷电对广播发射传输设备的危害，严重时甚至导致整个系统的瘫痪，造成重大的播出事故及无法估量的经济损失。
为有效地保证系统设备的正常运行，确保广播电视节目不间断的优质播出，减少乃至杜绝雷电对设备的损坏，采取有效的切实可行的避雷、防雷措施至关重要。
这里重点讨论有线电视网络的防雷。
夏季雷雨天气较多，从经验的角度讲，每年的有线电视网络故障数量有一半以上都发生在6-8月这三个月的时间里。
因此，做好防雷从而提高维护质量，就会极大程度地增强有限电视网络运行的安全性、稳定性，保证广大有线电视用户的正常收视，提高满意度的同时也能增强综合效益，树立良好的公司形象。
摘要本文介绍了雷电的一些特性及主要的入侵方式，并对系统前端、光节点及电缆网及在施工维护中的防雷接地措施等作一些简单介绍，供同行参考。
击雷打击时，强雷电电压将邻近土壤击穿，进而击穿网络线路电缆外皮，使高压侵入网络系统；（2）、雷云对地面放电时，在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。
3、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。
防雷措施根据以上的雷击特点，结合有线电视网络传输结构具体的防雷措施如下：1.前端的防雷前端是整个有线电视系统的核心，包括各种开路天线、卫星天线、卫星接收机、调制器解调器、光发光收等设备。
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，对企业形象造成影响，因此前端的防雷措施至关重要。
前端的防雷主要分三种：（1）机房的电磁屏蔽传统的屏蔽室一般采用钢板密封焊接，同时采用屏蔽门、滤波器、波导管等设备，由于造价昂贵和施工条件等限制在工程上难以推广。
单从防雷角度考虑，有线电视前端机房的电磁屏蔽只要满足一般要求就可以了，而国家标准是达到B ，要雷电产生及主要入侵形式雷电是自然界中强大的脉冲放电现象一般分为两类，即直击雷和感应雷。
有线电视天线的防雷接地方法有线电视的防雷，接收天线的竖杆上应装设避雷针。
避雷针一般采用直径20mm的圆钢或紫铜，针长在2.5m以上。
安装避雷针时，由于单根避雷针的保护范围呈帐篷状，边界线呈双曲线，所以避雷针的高度应能满足对天线设施的保护，同时避雷针与天线之间的最小水平间距应大于3m，以免天线受到避雷针的屏蔽而影响效果。
避雷针至少应有两根引下线，最好是对称布置。
引下线间距离不应大于20m，当大于20m时应在中间多引一根引下线。
引下线长度不超过30m，其材料可采用直径10mm的圆钢或50mm×5mm的扁钢，沿建筑物外墙敷设（和墙壁间的距离为100～150mm），并设最短路径接地。
在地面上1.7m至地面下0.5m处的引下线要采用钢管等保护措施。
当建筑物已有防雷接地系统时，避雷针和天线竖杆的接地与建筑物的防雷接地系统共地连接；当建筑物无专门的防雷接地可利用时，应设置专门的接地装置。
防直击雷接地装置的冲击接地电阻应小于4Ω。
接地体可采用50mm×5mm的角钢或直径为50mm、壁厚约4mm的钢管做成。
水平接地体埋设深度应在0.8m以上，其有效长度应按2ρ来确定，其中ρ为该地段的土壤电阻率，单位为Ω·m。
垂直接地体的长度不应小于2.5m，各根垂直接地体之间的距离应在3～5m。
接地体之间或接地体与接地线之间的连接要采用搭接焊，焊接的长度应足够。
接地体埋设位置应距建筑物3m以外，并注意不应埋在堆放垃圾、灰渣等的地方。
为了降低接地电阻，可将长效接地降阻剂埋在接地体周围。
沿天线竖杆引下的同轴电缆应采用双屏蔽电缆或采用单屏蔽电缆穿金属管敷设，双屏蔽电缆的外层或金属管应与竖杆有良好的电气连接，并且电缆芯与屏蔽层之间应加装合适的避雷器。
论有线电视传输系统的防雷设计摘要:本文介绍了有线电视传输系统(以光缆传输为主)的防雷方案设计。
文章介绍了雷电对人类生活的危害和有线电视传输系统的组成,根据雷电的形成过程和雷击大地时雷电流的分布规律,分析了光缆遭遇雷击的原因,提出了避开雷区、雷点,阻止光缆诱导雷电,引接雷电入地的光缆防雷设计思路,介绍了光缆的防雷设计与安装的方法、架空和埋地光缆防雷措施的不同之处,讨论了架空和埋地光缆的几种防雷接地方法,提出其优缺点,总结出有线电视传输系统的防雷措施。
关键词:雷电光缆架空埋地避雷线接地避雷器1 引言每年春夏季,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。
1.1 雷电产生原理雷电是发生在雷雨云中的电学现象,并且,也只有雷雨云才可能造成雷电。
因此,雷雨云的存在就成了雷电发生的先决条件。
在大多数情况下,雷雨云在产生雷电的同时,还伴随着降水,雷雨云在气象学里叫积雨云。
只有发展成熟并伸展得很高的积雨云才有雷电现象出现。
积雨云是空气强对流的产物。
由于地面吸收太阳辐射的升温远高于大气层,所以白天地面温度升高较多,夏日这种升温更为明显,所以近地面气层由于热传导和热辐射的作用,温度也随之升高。
气体升温必然膨胀,密度减小,压强也随着降低,根据动力学原理大气就产生上升运动,而对流层上部的气层相对说来密度较大,就产生下沉运动,这就是所谓对流。
热气流在上升过程中膨胀降压,与高空低温下沉气流进行热交换,于是上升气流中的水汽逐渐凝结而形成云。
在强对流过程中,云中的雾滴进一步降温,变成过冷却水滴、冰晶,并随高度逐渐增多,在冻结高度(-10℃),由于过冷水滴大量冻结,从而释放潜热,使云顶向上发展,达到对流层顶(大约10km)附近后,向水平方向展开,形成云砧,这是积雨云的显著特征,积雨云发展到鼎盛时期,气象学上称之为秃积雨云。
有线电视防雷技术探讨应用科技赵国荣(姚安县栋川镇文化服务中心，云南楚雄675300)?”晶要】有线电梗。
是一个庞大的网络，它包括多个环节；耍使每个环节在雷雨时都能正常工作，就必须要捌|好防蔷工作。
’蓉交通连雷电膏?l j有线电视系统的危害分析，讨论了有线电视系统的防雷及其在实际工作中的技术持施。
从而消除或减少雷电对设备的危害。
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彩有线电视系统是通过光缆接入有线电视信号或由大楼通过卫星天线和一组优质共用天线接收的开路电视系统信号经前端处理后，以有线方式将电视信号分送到电视系统的各终端用户。
这些电子设备存在着绝缘强度低、过电压和过电流耐受能力差、对电磁干扰敏感等缺点，它们极易遭受雷电过电压、电涌的损害，因此对有线电视防雷技术进行研究具有一定的现实意义。
1雷电的危害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。
在雷电灾害多发地区，90％以上的播出传输事故是感应雷击造成的。
雷电通常分为“直击雷”和“感应雷。
直击雷主要对建筑物和人、畜安全造成危害范围一般较小，可使用避雷针、避雷线和避雷网来防避。
“感应雷”是因静电感应和雷电流电磁感应两种原因引起的金属导电体上产生极高电压放电的现象“感应雷”危害范围甚广，有线电视系统的电子设备受到雷击损坏，主要是由”感应雷”造成的。
归纳起来，雷电的危害如图1所示：图1雷电的危害2有线电视网络前端的防雷措施前端包括各种开路天线，卫星天线，卫星接收机，调制解调器，光发光收等设备，它是整个有线系统的离沁开路天线、卫星天线、卫星接收机．．般装设在建筑顶部或屋面上。
架设天线时既要保证接收信号的质量又尽量要避开雷区。
福建地处我国东南部，属亚热带湿润季风气候，夏秋之交多台风，也是雷电的高发地区，据气象部门统计，全省年平均雷暴日高达107天，主要集中在4～9月份。
雷电灾害是影响福建省尤溪县有线电视网络的主要故障之一。
如今，网络正朝着数字化方向发展，对防雷减灾工作提出了更高的要求。
做好有线电视网络系统中设备、设施、器材的防雷与接地工作，对保护设备、避免或减轻雷电干扰、减少事故发生、确保人员生命安全都具有十分重要的意义。
一、雷电现象、种类
雷电是大气层中带电荷的雷云放电现象。
雷云放电所产生的强大电流使周围空气或物体产生高温，将造成有线电视㈧
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防雷应重点考虑直击雷及感应雷。
为防止机房遭雷击，可采用以下措施：
(1)在低压线进入机房的第一根电线杆上，加接FS—O．
22K V低压避雷器，以防塞沿电源引入的雷电波，降低侵入机房雷电过电压的幅值。
在设备受到过电压冲击时，保护装置能快速动作，释放能量，使设备免受损坏。
(2)在相线与避雷地线、零线与避雷地线之间各装一只
FS—O．22kV氧化锌无间隙避雷器，不仅可以有效防雷，还可以防止由于三相四线进户零线断线引起的中性点位移而产生的危及人体和机器设备安全的过电压。
(3)在机房加装1：1的电源隔离变压器。
使用防雷电源
有线电视网络防雷与接地
设备的严重损坏。
雷击主要有两种形式：直击雷和感应雷。
直击雷危害范围一般较小，但强度较大，可使用避雷针、避雷线和避雷网来预防。
感应雷危害较大、危害范围较广，有线电视系统中的电子设备受雷击损坏主要是由感应雷造成的。
据统计，直击雷占雷击率的10％左右，感应雷则占雷击率的90％。
因此，有线电视系统必须采取相应的措施，尽量避免和减少感应雷造成的危害。
二、有线电视系统的防冒与接地
有线电视网络系统防雷主要分为4个部分：前端、干线(含超干线)、分配系统和电源。
雷电进入系统的路径主要是有线电视系统前端设备的天馈、干线中的同轴电缆以及通过载承纲缆、铁线和电源串入，而干线长和用户分配网相当一部分均安装或敷设在室外、野外，遭受雷击的可能性最大。
实践也证明，有线电视系统相当多的故障与防雷措施不当有关。
1、前端防雷
前端防雷可参考G850057—1994《建筑物防雷设计规范》中所规定的建筑物和构筑物的防雷措施。
正朝着宽带信息网络方向发展的有线电视网络，其前端不仅有广播电视传输设备，还有计算机网络、通信网络，它们之间相互联通。
因此，有线电视前端的防雷又有别于一般建筑物，一旦发生雷击，由于雷电脉冲电场和磁场的作用，会通过传导、交链和耦合的式，经电源线路、电缆(光缆)线路、通信线路和计算机网络侵入到建筑物内，造成计算机控制的设备发生误动作或出现死机现象，严重时甚至造成设备损坏。
故而前端机房的
文／黄显鑫
插座，构成4道保护墙。
机房内引出同轴电缆的屏蔽端(采用内供电的，即供电器的输出端)。
防雷接地、屏蔽接地、工作交流接地(N)、直流接地、机架接地、绝缘接地、接收机接地、放大器和供电器接地，安全保护接地采用就近接地和同一接地体，使各接地之间保持等电位，不存在电位差。
接地电阻按以上各类接地电阻最小值确定，定期采用专用接地测试仪检测，根据测试结果采取相应措施，以确保接地良好。
(4)卫星天线引入同轴电缆。
采用双屏蔽层的同轴电缆(接入网电缆)或单屏蔽层的同轴电缆，穿金属护套管敷设，外屏蔽层的上端与天线竖竿连接，下端与接地干线连接。
同时，接收机与调制器、播控台与调制器的信号电缆与电源线分沟敷设。
播出机架采用全金属屏蔽式构造。
电源线若从机架顶部布线，信号电缆则走下方：电源线若走左边，信号电缆则走右边。
(5)播出机房地板须采用防静电地板，信号电缆与电力电缆分沟敷设。
播出机架采用全金属屏蔽式构造。
电源线从顶部布线，信号电缆则在下方行走，并确保机架良好接地。
这样，一方面能有效抑制信号相互干扰，另一方面能有效地避免500～2000m开外雷击所造成的电磁脉冲的危害，尤其是对采用数字压缩技术发送的数字电视信号的危害。
2、传输网络防雷
在有线电视传输网络中，由于钢绞线接地点少，感应电动势不能在很短的时间内完全释放，此时钢绞线可视为一条传输线路，感应电动势直接从钢绞线输送到网络的每台放大器或进入前端机房，使得与钢绞线直接连接的放大器等有源
1562007年第六期i 拳峦铸糖
设备也遭到损坏。
由于防止这种雷击的方法比较复杂，在处理的过程中，可采用以下措施：
(1)在主干线网络中利用水泥杆将钢绞线多点入地。
在已埋设的电线杆上，用长20—30m、直径8～10m m的钢筋线材(具体长度由电线杆的高度而定，一般比电线杆长15～20m)，一端焊上夹板固定在钢绞线上，另一端将多出电线杆底部的部分焊接成网状。
埋设时，每根电线杆埋深1．2～14m，将多出的钢筋弯曲在电线杆的周围或另外挖沟埋设(如土壤电阻高于200Q，要填入降阻剂)，另一端将夹板固定在钢绞线上，将夹板和螺钉涂上黄油，钢筋沿电线杆而下，用8～10号铁丝固定。
每处理三根间隔3根(一般有线电视站的主干线放大器是每300m一级，电线杆50m一挡)，这样，每个放大器不仅自身接地，而且两端也同时接地，起到了良好的接地作用。
(2)利用水泥杆中密集的钢筋网将钢绞线多点入地。
将水泥杆中的钢筋网稍加改造埋入地下，使网络在每根电线杆处也能接地。
这样，既节省材料和人工费用，降低网络建设成本，又使整个网络的接地效果更好。
在采用新的水泥杆时，向生产水泥杆的厂家提出，将水泥杆两端的钢筋预留40cm左右，将其焊在一起，顶部用长50cm左右，直径8～10m m的钢筋线材焊上夹板，底部用长15～20m、直径8～10m m的钢筋线材，将预留的钢筋焊在一起。
埋设时，将顶端的夹板夹在钢绞线上，将夹板和螺钉涂上黄油，埋深1．2～1．4m，并将多出的钢筋弯曲在电线杆的周围或另外挖沟再埋(如土壤电阻高于200n，要填入降阻剂)。
水泥杆本身的压力使其与地紧密接触，这样便使得所有的电线杆同时接地。
经测试，每根电线杆的接地电阻均不大于10Q，钢绞线接地电阻不大于3n。
3、有线电视接地系统
传统的接地一般采用独立接地，即防雷接地、工作接地和保护接地是各自独立的系统，并要求通信接地装置与防雷接地装置的接地体间距不应小于20m。
近年来发现采用独立接地方式的计算机网络和有线电视网络易遭雷击，如接地系统之间由地电位反击引起M odem和网卡首先击穿。
而一幢楼房分别做几个相互独立，没有电气连接的接地装置相当困难(尤其是在城市)，各接地体之间的距离至少要几米乃至20m。
基于上述两个原因，独立接地系统已不适应现代通信网络、有线电视系统和计算机网络的发展。
原邮电部Y D J26—1989《通信局(站)接地设计暂行技术规定》、电力部D L548—1994《电力系统通信站防雷运行管理规程》、G Y J31—1987《广播电视微波站(台)工程设计规范》以及G B50057—1994《建筑物防雷设计规范》都明确地作出“共同接地”的规定。
“共同接地”是指所有接地体连成一体，其作用是为了防雷安全，因此会衰减其他接地的作用。
例如，对于电子设备防干扰，要求单点接地，否则在地线两处触点上的电位差会反馈到电子线路上，成为干扰信号。
而从防雷的要求来看，均压才能避免“反击”。
“共同接地”状态下的接地电阻
求南锫糖2007年第六期(总第三十四期)取值，应采用几个接
地电阻中最小的一个
取值，如防雷接地规
定其电阻值为4Q，保
护接地规定其电阻值
为4Q，工作接地规定
其电阻值为2Q，则
“共同接地”的电阻值
应取2Q。
“共同接地”
的接地方式在工程中
的应用是有条件的，
首先是严格的一点接地方式
图1为“共同接地”示意图。
4、接地电阻测量
图1
不是随意的混接和就近接地。
各类防雷接地装置，随着时间的推移和环境变化，可能出现与原设计标准不符的现象，这样就会增加雷击危害。
因此，必须对防雷接地装置进行经常性的检查维修和定期测量，以保持防雷接地装置的保护性能。
接地电阻测量仪有电桥型、比流计型、电位计型和晶体管型等，这些测量仪器都有被测接地体、电压辅助地极、电流辅助地极三个接线端钮。
测量时，被测接体同其它接地极必须保持适当的距离，一般为20米和40米，所用连接线的截面不小于1．5平方毫米，各种引线均与大地绝缘，仪器的电压辅助地极引线与电流辅助地极引线之间距离不小于1米(如图2所示)，然后，以2
图2用接地电阻测量仪测量接地电阻
1、被测接地体
2、电压地极
3、电流地极
4、电阻测量仪
转／秒的速度转动仪器手柄，即可产生适当的交变电流沿被测接地体和电流辅助构成回路，稳定后，可直接从刻度盘上读到被测的接地电阻。
对同一个防雷接地装置，可反复在不同的方向测量3～4次，取其平均值，这样结果比较准确。
蠢黟嚣圈一i i；¨i=i i i i ii ii j ii ij||i 1、刘修文：《有线电视维护与检修技术》，机械工业出版社2()()5年版
(作者单位：福建省尤溪县广播电视事业局)
(责任编辑：章晓峰)
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