有线电视网络避雷措施改进

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0引言

自上世纪八九十年代有线电视开始发展以来，我市有线电视网络迅猛发展，但是整个网络对雷电的抗击力却十分脆弱，尤其夏季的雷阵雨又十分频繁，有线电视网络设备及钢绞线等也会感应到强电压，会被击损坏。这些农村地区,就很明显了,危害相当大，因此很有必要采取各种保护措施来确保防雷。现我们根据多年的实践，总结出了一些防雷措施以及防雷设备的改进经验，为其他有线电视网络的同仁们提供参考。

1防雷接地装置的改进

有线电视网络的避雷通常想到的就是人为地用接地线接地，把雷电引入大地。以前通常的做法是把该接地线只要与有线电视网络设备的网络干支线连在一起就行了，如果避雷接地线与设备的接地线相连，一旦遭雷击时，就会瞬间感应到极高的电压，很容易击坏有线电视设备，但这种做法是不可取的，现正逐渐被淘汰。所以我们改变以往的做法：1.接地线的要求：在有线电视网络的干线上可以用大于φ3.0多股钢绞线与角钢、扁钢或接地棒牢固焊接，要求确保接地线对电阻小于4Ω，而且两至三档杆路须单独接地。2.接地棒的要求：在干线中采用φ16mm，长2m；在支线中采用φ14mm，长1.8m，如土壤干燥的地方，接地棒要埋地下深些,最好不少于3m。3.接地的方式：光接机器、放大器等重要的网络设备须单独接地，两个接地线改变了以往的连在一起的做法，全部独立连接至大地，防变以往将线路钢绞线作为接地线的简单方法。另外，按照不同的土壤成分，电阻率范围可以从几个欧姆到几千欧姆，而且增加土壤的湿度可以迅速降低其电阻率。因此，接地体应该尽可能地安装到地下水位线下或永久性的地下水位。还有土壤的PH值也会影响电阻率，所以，在安装任何接地装置之前，应检测土壤的酸碱度，以确定在特定的土壤条件下，哪种金属的接地器能保证接地装置有最长的使用寿命。而我市主要的土壤就是碱性偏重，现有一部分用作实验的接地体就是考虑针对碱性土壤这一因素而改进的电解质接地系统。该接地系统是由全铜精工制造的接地主体、体内由电解质填充剂、体外固体填充剂和分子焊接高温熔接剂及专用熔接设备共同组成，能够有效地实现接地电阻低、工作接地电阻长期稳定、耐腐蚀性强、能持续负载大电流，确保最高导电性能及长期的使用寿命（外部填充剂与内部填充剂的结合使用可以形成导电性极强的渗透液逐渐流到接地体底部周围的土壤中，起到缓各降阻作用，从而保持阻值的稳定性。就像大树的根部一样，逐渐生出接地根，时间越长，根就越长、越广、越深，以致地阻越来越小）。该接地系统这样设计，就是考虑到了它能不断地自动释放出活性电解离子，大大降低了土壤的电阻率，整个系统能够长期处于离子交换的状态中，使得周围土壤的导电性能可以始终保持在较高的水平，使得应用在各种复杂的地理环境中，并可长期（就如我市碱性土壤为例，20年以上）无需维护保养，省下不少经费。

2防雷保护设备的改进

通常情况下，有线电视网络设备被雷电击坏的大部分的故障是电源部分的故障，习惯上在供电电源上安装耐压值低的氧化锌压敏器件，并在电源输入端安装放电管和保险丝，但是在这种情况下，一般都采用小功率的压敏电阻和气体放电管，无论雷电压多大，均会出现断路，造成不能正常工作，所以很难承受一般的、小型的感应雷电的击打。为此我们经过多次的实践改进，改造出了一种防雷电涌保护器（以下简称防雷保护器）来解决这个技术性的难题。该保护器有泄压放电电路、报警电路与保险装置组成。（该泄压放电电路采用压敏电阻均为大功率的压敏电阻，能有效防止市电的交流电源进入产生的相叠加的瞬间电压；该保险装置采用磷铜保险片，与泄压电路能将叠加电压快速有效对地释放，这样可以遭受多次从供电电源进入的感应雷电而不会受其影响，能正常工作，也解决了以往的在压敏电阻与电源脱开后，造成二次损坏网络设备的技术难题）。本防雷保护器是技术改进方式：该保护器改变了以往的连体式的铝合金外壳结构。

1）现外壳是由塑钢外壳组成，分上下壳体，上、下两块壳体之间涂有不导电的密封硅胶，以作绝缘处理，改变了以往的连接导线。

2）在下方装有电源线、接地线以入网络设备的电源插口，电源插口隐蔽在外壳下方，能有效地防止雨淋。

3）在保护器内装有雷电保护的电子线路板和元器件。电子线路还是采用原来的泄压电路、报警电路和磷铜保险装置。泄压电路Ⅰ由大功率压敏电阻R1、R2、R3等组成，采用限制电压为560V；泄压电路Ⅱ包括气体放电管V，限制电压为470V；磷铜保险片由磷铜保险片BX1、BX2、和BX3构成。报警电路电容C、整流二极管D、蜂鸣器Y、带触点开关K构成。在这次技术改造中，电子线路中的大功率压敏电阻R1、R2分别接地改成了串联并接地，用导线连接到保护器接地螺丝上。同时把磷铜保险片BX1的一端与大功率压敏电阻R1另一端相连，而磷铜保险片BX1另一端接电源线L端，同样磷铜保险片BX2的一端与大功率压敏电阻R2另一端相连，磷铜保险片BX2另一端接电源N端，而大功率压敏电阻R3一端直接与电源L端相连，另一端与磷铜保险片BX3相连，再连接到电源N端；电容C1一端与电源N端相连，电容C1的另一端与蜂鸣器Y1与整流二极管涌电保护器应用于由光机提供的信号源的干线图D1并联后相连，另一端与带触点开关K1以及带触点开关K3的一端相连；电容C2一端与电源L端相连，电容C2的另一端与蜂鸣器Y2与整流二极管D2并联后相连，另一端与带触点开关K2相连。气体放电管V一端与电源L端相连，另一端电源N端相连，起到将叠加电压快速有效对地释放的作用。采用磷铜保险片保险装置，当被雷电击打时，压敏电阻自身的温度会升高，由于采用低熔点焊锡焊接，焊锡便熔化，磷铜保险片便会自动弹开，从而不会造成电路短路，不影响网络设备的正常工作。值得关注的是，以上所述的磷铜保险片在用低温焊锡与压敏电阻焊接时，改变了磷铜保险片与压敏电阻一面呈平行状态安装，采用垂直安装方式，并把磷铜保险片末梢的长度略长于压敏电阻的中心约2mm，有效地防止压敏电阻的发热会直接导致保险片的失灵。压敏电阻的中心位置必须预焊锡焊牢，焊锡点直径大于磷铜弹片宽度2mm。焊锡点不宜太小，如焊锡点太小，在雷电击打时焊锡容易发热至熔点而导致磷铜保险片与压敏电阻脱离。本防雷保护器改造后的优点：该保护器轻巧，便于安装，通流容量大，抗雷击能力强，对接地线要求低。值得一提的是，当电路瞬间产生雷电过电压或操作过电压时，大功率压敏电阻立即导通，向电源另一端释放电压，快速将两端电压释放，同时也对地释放电流。几乎同时气体放电管V将多余残压释放。当雷电击中电源L线时，电流因电压的作用迅速流经R1，向地线泄放电压。如果没有接地线电压会向其它压敏电阻继续泄放到N线上，但此时的残压仍然较高。经过多次实践证明，从L线进入的雷电才会产生较高的电压，但能从一定程度上防范，但雷电一般情况下很难从N线进入，这也是防雷保护器技改的一个新亮点。在图2中，建议每隔一放大器或光机安装一只防雷保护器，可以使整个网络设备都能有效地避雷。如果光机前端的线路用的是光缆，那么防雷器可以直接安装在光机上，没有必要使用信号分离器，直接使用过流分支即可。在图3中，为了更有效地防雷击，建议每一放大器或重要的有线电视设备均安装一只防雷保护器，可以将雷击坏设备的损失降至最小。

3结束语

有线电视防雷的措施或设备是形形色色的，同时现有的技术对防雷能起到一定的效果，从某种意义上说能有效地避雷，但只能说是让损失减少一些而已，并未做到从本质上防雷，所以说能让雷电不击坏有线电视网络设备，或把雷电应用起来，才是每个从事有线电视的技术的新的挑战。

作者：吴巧明 单位：江苏有线网络发展有限责任公司海门分公司