有線電視網絡避雷措施改進論文

引言

自上世紀八九十年代有線電視開始發展以來，我市有線電視網絡迅猛發展，但是整個網絡對雷電的抗擊力卻十分脆弱，尤其夏季的雷陣雨又十分頻繁，有線電視網絡設備及鋼絞線等也會感應到強電壓，會被擊損壞。這些農村地區,就很明顯了,危害相當大，因此很有必要採取各種保護措施來確保防雷。現我們根據多年的實踐，總結出了一些防雷措施以及防雷設備的改進經驗，為其他有線電視網絡的同仁們提供參考。

1防雷接地裝置的改進

有線電視網絡的避雷通常想到的就是人為地用接地線接地，把雷電引入大地。以前通常的做法是把該接地線只要與有線電視網絡設備的網絡干支線連在一起就行了，如果避雷接地線與設備的接地線相連，一旦遭雷擊時，就會瞬間感應到極高的電壓，很容易擊壞有線電視設備，但這種做法是不可取的，現正逐漸被淘汰。所以我們改變以往的做法：

1.接地線的要求：在有線電視網絡的幹線上可以用大於φ3.0多股鋼絞線與角鋼、扁鋼或接地棒牢固焊接，要求確保接地線對電阻小於4Ω，而且兩至三檔杆路須單獨接地。

2.接地棒的要求：在幹線中採用φ16mm，長2m；在支線中採用φ14mm，長1.8m，如土壤乾燥的地方，接地棒要埋地下深些,最好不少於3m。

3.接地的方式：光接機器、放大器等重要的網絡設備須單獨接地，兩個接地線改變了以往的連在一起的做法，全部獨立連接至大地，防變以往將線路鋼絞線作為接地線的簡單方法。

另外，按照不同的土壤成分，電阻率範圍可以從幾個歐姆到幾千歐姆，而且增加土壤的濕度可以迅速降低其電阻率。因此，接地體應該儘可能地安裝到地下水位線下或永久性的地下水位。還有土壤的PH值也會影響電阻率，所以，在安裝任何接地裝置之前，應檢測土壤的酸鹼度，以確定在特定的土壤條件下，哪種金屬的接地器能保證接地裝置有最長的使用壽命。而我市主要的土壤就是鹼性偏重，現有一部分用作實驗的接地體就是考慮針對鹼性土壤這一因素而改進的電解質接地系統。該接地系統是由全銅精工製造的接地主體、體內由電解質填充劑、體外固體填充劑和分子焊接高温熔接劑及專用熔接設備共同組成，能夠有效地實現接地電阻低、工作接地電阻長期穩定、耐腐蝕性強、能持續負載大電流，確保最高導電性能及長期的使用壽命（外部填充劑與內部填充劑的結合使用可以形成導電性極強的滲透液逐漸流到接地體底部周圍的土壤中，起到緩各降阻作用，從而保持阻值的穩定性。

就像大樹的根部一樣，逐漸生出接地根，時間越長，根就越長、越廣、越深，以致地阻越來越小）。該接地系統這樣設計，就是考慮到了它能不斷地自動釋放出活性電解離子，大大降低了土壤的電阻率，整個系統能夠長期處於離子交換的狀態中，使得周圍土壤的`導電性能可以始終保持在較高的水平，使得應用在各種複雜的地理環境中，並可長期（就如我市鹼性土壤為例，20年以上）無需維護保養，省下不少經費。

2防雷保護設備的改進

通常情況下，有線電視網絡設備被雷電擊壞的大部分的故障是電源部分的故障，習慣上在供電電源上安裝耐壓值低的氧化鋅壓敏器件，並在電源輸入端安裝放電管和保險絲，但是在這種情況下，一般都採用小功率的壓敏電阻和氣體放電管，無論雷電壓多大，均會出現斷路，造成不能正常工作，所以很難承受一般的、小型的感應雷電的擊打。為此我們經過多次的實踐改進，改造出了一種防雷電湧保護器（以下簡稱防雷保護器）來解決這個技術性的難題。該保護器有泄壓放電電路、報警電路與保險裝置組成。（該泄壓放電電路採用壓敏電阻均為大功率的壓敏電阻，能有效防止市電的交流電源進入產生的相疊加的瞬間電壓；該保險裝置採用磷銅保險片，與泄壓電路能將疊加電壓快速有效對地釋放，這樣可以遭受多次從供電電源進入的感應雷電而不會受其影響，能正常工作，也解決了以往的在壓敏電阻與電源脱開後，造成二次損壞網絡設備的技術難題）。本防雷保護器是技術改進方式：該保護器改變了以往的連體式的鋁合金外殼結構。

1）現外殼是由塑鋼外殼組成，分上下殼體，上、下兩塊殼體之間塗有不導電的密封硅膠，以作絕緣處理，改變了以往的連接導線。

2）在下方裝有電源線、接地線以入網絡設備的電源插口，電源插口隱蔽在外殼下方，能有效地防止雨淋。

3）在保護器內裝有雷電保護的電子線路板和元器件。電子線路還是採用原來的泄壓電路、報警電路和磷銅保險裝置。泄壓電路Ⅰ由大功率壓敏電阻R1、R2、R3等組成，採用限制電壓為560V；泄壓電路Ⅱ包括氣體放電管V，限制電壓為470V；磷銅保險片由磷銅保險片BX1、BX2、和BX3構成。報警電路電容C、整流二極管D、蜂鳴器Y、帶觸點開關K構成。在這次技術改造中，電子線路中的大功率壓敏電阻R1、R2分別接地改成了串聯並接地，用導線連接到保護器接地螺絲上。

同時把磷銅保險片BX1的一端與大功率壓敏電阻R1另一端相連，而磷銅保險片BX1另一端接電源線L端，同樣磷銅保險片BX2的一端與大功率壓敏電阻R2另一端相連，磷銅保險片BX2另一端接電源N端，而大功率壓敏電阻R3一端直接與電源L端相連，另一端與磷銅保險片BX3相連，再連接到電源N端；電容C1一端與電源N端相連，電容C1的另一端與蜂鳴器Y1與整流二極管湧電保護器應用於由光機提供的信號源的幹線圖D1並聯後相連，另一端與帶觸點開關K1以及帶觸點開關K3的一端相連；電容C2一端與電源L端相連，電容C2的另一端與蜂鳴器Y2與整流二極管D2並聯後相連，另一端與帶觸點開關K2相連。

氣體放電管V一端與電源L端相連，另一端電源N端相連，起到將疊加電壓快速有效對地釋放的作用。採用磷銅保險片保險裝置，當被雷電擊打時，壓敏電阻自身的温度會升高，由於採用低熔點焊錫焊接，焊錫便熔化，磷銅保險片便會自動彈開，從而不會造成電路短路，不影響網絡設備的正常工作。值得關注的是，以上所述的磷銅保險片在用低温焊錫與壓敏電阻焊接時，改變了磷銅保險片與壓敏電阻一面呈平行狀態安裝，採用垂直安裝方式，並把磷銅保險片末梢的長度略長於壓敏電阻的中心約2mm，有效地防止壓敏電阻的發熱會直接導致保險片的失靈。壓敏電阻的中心位置必須預焊錫焊牢，焊錫點直徑大於磷銅彈片寬度2mm。焊錫點不宜太小，如焊錫點太小，在雷電擊打時焊錫容易發熱至熔點而導致磷銅保險片與壓敏電阻脱離。

本防雷保護器改造後的優點：該保護器輕巧，便於安裝，通流容量大，抗雷擊能力強，對接地線要求低。值得一提的是，當電路瞬間產生雷電過電壓或操作過電壓時，大功率壓敏電阻立即導通，向電源另一端釋放電壓，快速將兩端電壓釋放，同時也對地釋放電流。幾乎同時氣體放電管V將多餘殘壓釋放。當雷電擊中電源L線時，電流因電壓的作用迅速流經R1，向地線泄放電壓。如果沒有接地線電壓會向其它壓敏電阻繼續泄放到N線上，但此時的殘壓仍然較高。經過多次實踐證明，從L線進入的雷電才會產生較高的電壓，但能從一定程度上防範，但雷電一般情況下很難從N線進入，這也是防雷保護器技改的一個新亮點。在圖2中，建議每隔一放大器或光機安裝一隻防雷保護器，可以使整個網絡設備都能有效地避雷。如果光機前端的線路用的是光纜，那麼防雷器可以直接安裝在光機上，沒有必要使用信號分離器，直接使用過流分支即可。在圖3中，為了更有效地防雷擊，建議每一放大器或重要的有線電視設備均安裝一隻防雷保護器，可以將雷擊壞設備的損失降至最小。

3結束語

有線電視防雷的措施或設備是形形色色的，同時現有的技術對防雷能起到一定的效果，從某種意義上説能有效地避雷，但只能説是讓損失減少一些而已，並未做到從本質上防雷，所以説能讓雷電不擊壞有線電視網絡設備，或把雷電應用起來，才是每個從事有線電視的技術的新的挑戰。