浅谈广电网络的防雷技术

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发表于 2020-5-23 22:03:30 | 显示全部楼层 |阅读模式
一、建设广电网络防雷工程的必要性
  有线电视的防雷工程作为各地广电公司工程建设的重要组成部分,在维护网络系统的稳定性、保障电视信号和数据的安全传输方面起着举足轻重的作用,越来越受到广大工程技术人员的重视。广电网络的防雷工程规划建设好了,可以大大降低网络的运维工作量和运维成本,又能最大限度的保障网络各类数据的传输质量,提高信号传输的稳定性,减少用户投诉率,树立网络运营商的良好形象。
  二、雷电的形成
  雷电是大气中的放电现象,多形成在积雨云中,积雨云随着温度和气流的变化会不停地运动、摩擦,就形成了带正负电荷的云层。由于放电时温度高达2000℃,空气受热急剧膨胀,随之发生爆炸的轰鸣声,这就是闪电与雷鸣。雷电的大小和多少以及活动情况,与各个地区的地形、气象条件及所处的纬度有关。一般山地雷电比平原多,沿海地区比大陆腹地要多,建筑越高,遭雷击的机会就越多。
  三、雷电的种类及其危害
  雷电主要有两种:“直击雷”和“感应雷”。直击雷只有雷击率的10%左右,危害范围一般较小,可使用避雷针、避雷线和避雷网来防避。但是安装避雷针后,广电网络的有线电视系统和数据宽带系统的电子设备即使在其保护范围之内,依旧可能遭雷击而受损,这是因为雷击是从电源线引入的,可见避雷针虽保护了建筑物,却保护不了置于其内的电子设备,这主要是感应雷造成的。危害大得多的“感应雷”占雷击率近90%。
  四、雷电入侵有线网络的主要途径
  雷电引入CATV系统主要是从避雷针、天线及引下电缆、架空电缆几方面引入,首先,由于避雷针尖端具有很小的曲率半径,雷云逼近时,尖端电荷集中使周围电场形成电离区,当与雷电会合时,首先是避雷针接闪。其次,尽管避雷针一般都高于天线,但有时因高度不够,保护角不大,使天线和连接的同轴电缆外导体上感应出高电压,若外导体未接地或者接地不当,其芯线又被屏蔽,就会使电缆内外导体间呈现高电压,损坏设备及电视机。
  五、广电网络系统防雷的要点及措施
  1、天线的防雷接地。
  有线电视的接收天线和竖杆一般架设在建筑物的顶端,应把所有的接收天线,包括卫星接收天线的接地焊在一起,接天线的竖杆(架)上应装设避雷针,避雷针的高度应能满足对天线设施的保护。安装独立的避雷针时,由于单根避雷针的保护范围呈帐篷状,边界线呈双曲线,所以避雷针高于天线顶端的长度应大于天线的最大尺寸,避雷针与天线之间的最小水平间距应大于3m。
  2、前端设备的防雷接地。
  当在前端附近发生雷击时,会在机房内的金属机箱和外壳上感应出高电压,危及设备和人身安全。前端设备的电源漏电也会危及人员的安全,因此,对机房内的所有设备,输入输出电缆的屏蔽层、金属管道等都需要接地,不能与天线的接地连接在一起,设备接地与房屋避雷针接地及交流供电系统的接地应在总接地处连接在一起。系统内的电气设备接地装置和埋地金属管道应与防雷接地装置相连,不相连时两者的距离应大于3m。
  3、CATV光节点和数据楼节点的防雷
  光节点和数据楼节点的防雷也非常重要,因为光接收机、交换机、光纤收发器及EPON等设备一旦被雷电击坏会导致整个节点的电视信号或宽带信号中断。光节点和数据节点的防雷措施主要是接地及供电电源的防雷。通常,光机和部分楼道交换机及EPON等设备是有防雷器件,但须有良好接地才起作用,将光节点或数据节点体机箱与接地体连接,并保证所有设备外壳均可靠接地,光节点和数据节点的电源防雷需加装电源防雷器,将市电因感应雷击而产生的大量脉冲能量释放到接地体上,从而保护机箱内用电设备,起到较好的防雷作用。
  4、干线系统的防雷接地。
  敷设于空旷地区的地下电缆,当所在地区年雷雨天数大干20天及土壤电阻率大干100欧姆时,电缆的屏蔽层或金属保护套应每隔2km左右接地一次,以防止感应雷的影响。架空电缆的屏蔽层及金属保护套、钢绞线每隔250m左右接地一次,在电缆分线箱处的架空电缆金属护套,屏蔽层及钢绞线应与线杆拉线共用接地装置。干线放大器及分支分配器等野外干线传输设备的防雷上应采用以下措施:在放大器的选用方面尽可能采用接头两端都有防雷器件的放大器,每个放大器应装避雷地线,在系统接地时,一定努力做到接地电阻最小化,控制在4欧姆以下最好。光缆防雷方面应注意:光缆接续时,分别固定在接续盒两端的支架上的光缆钢丝,自然形成一间隙。当任意一段光缆中的钢丝感应了很高的雷电电压时,就会向另一端钢丝放电,放电过程中产生的巨大火花,使接续盒内光纤断裂损坏。为此,在光缆的熔接过程中,应注意将接续盒内的光缆钢丝端头用导线连通,可有效避免光缆遭雷电侵害。
  5、分配系统的防雷接地。
  电缆进入建筑物时,在靠近建筑物的地方,应将电缆的外导电屏蔽层接地,架空电缆直接引入时,在入户处应增设避雷器,并将电缆外导体接到电气设备的接地装置上,电缆直接埋地引入时,应在入户端将电缆金属外皮与接地装置相连。避免在两建筑物屋顶之间敷设电缆或五类线,可将电缆沿墙降至防雷保护区以内,钢线应作接地处理。CATV系统中的同轴电缆屏蔽网和架空支撑电缆用的镀锌铁线都有良好的接地。系统中设备的输入输出端应有放电保护器,外供电的放大器的电源端应有过压保护装置,或者尽量将外供电的放大器改成60V集中供电,以减少雷电直接窜入的可能,这是防止雷电形成的首要措施。
  总之,广电网络的防雷工程是一项综合性的技术工程,只要正确把握对雷电现象客观规律的认识,采取积极措施,提高技术防护水平,就可显著降低雷害的频度,降低雷击的发生率和危害性,保障系统的稳定性和广播电视信号的安全优质传输,促进广电网络社会效益和经济效益的同步提升。
            
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