【雷电防护技术在有线电视系统中的应用】 有线电视系统的技术有哪些

来源:党团工作 发布时间:2019-03-12 05:36:05 点击:

  摘要:随着电子技术的不断发展,有线电视系统中各种测量、控制及相关的电子产品的应用也越来越广泛。但是微电子设备及元器件有着过电压耐受能力差、绝缘差等特点,如果受到雷击过压的冲压,不仅会导致有线电视系统中断运行,甚至有可能造成系统整体瘫痪,因此在有线电视系统中雷电的防护十分重要。本文就针对有线电视系统中雷电防护技术的应用展开讨论。
  关键词:雷电防护;有线电视;应用
  
  一、雷电入侵的主要途径及有线电视系统的防雷要求
  (一)雷电入侵的主要途径
  通常有线电视系统受到雷电灾害的袭击主要包括以下三种途径:第一,电源线路,当市供电系统受到雷电袭击时,电源上会生成高达上万伏的雷电过压,雷电的冲击波会沿着电源线进入到有线电视系统中,其相关的电子设备或者元器件等就会受到超高雷电过压的打击而造成毁灭性的损坏。第二,传输网络,雷电对通信和网络的入侵通常又分为两种情况,一种是地面突出物受到直击雷的侵袭,网络系统受到超高雷电过压,它可以把附近的土壤击穿,进而击穿网络电缆的外皮,并最终袭击整个网络系统造成晶体管或者集成电路的损毁;还有另外一种是雷云对地面放电,此时通信网络线路中会感应出超高过电压,从而与线路相连接的系统设备就会受到损毁。第三,接地体,当雷电击中避雷设施时,避雷设备附近的接地体会产生以其为圆心的放射状圆形电位分布,此时电子设备的接地体会受到其所产生的高压地电位的反击,受到高达上万伏入侵电压的侵袭。
  (二)有线电视系统的防雷要求
  有线电视系统大概可以分为前端、干线及分配网络等几个部分,其中干线通常使用1310光传输系统;以前分配网络大多采用电缆传输,现在正在逐渐发展为光纤传输,光放大器及光接收机也正慢慢取代电缆放大器。在有线电视系统中,前端机房的防雷措施保证其规范性,比如接地良好、在供电回路中设置避雷设备、建筑物中设置避雷针以及等电位连接等等,可以有效的防止雷击。而干线及分配网络由于其设备数量多、设备未接地或者接地电阻值与规范要求不符、设备价值低、公布广、室外安装以及多样的供电方式等因素,使其在防雷保护方面相对复杂。下面我们就针对有线电视系统中各部门的防雷进行分别讨论。
  二、有线电视系统的防雷措施
  (一)前端部分
  在进行机房防雷时,基于网络整体综合防雷体系的角度设计,其可以分为外部及内部防雷两大部分。
  1、外部防护
  其中外部防护的主要对象就是直击雷,将其所生成的强大机械力对机房建筑的损坏将至最小甚至没有。具体实现的方法比较接近于天线的防护:安装接闪器接闪,采用引下线分流的方式对其加以保护。因为雷电带来的雷电流可以高达数十万安培,所以要特别注意有效及时的排放电流。在对直击雷的预防中,要保证引线的良好接地,通常可以通过和机房建设筑同时接地来实现,这要不仅可以减少接地电阻,也可以保证防护直击雷的效果。此外,可以通过增加电磁屏蔽的方法减弱机房中雷电电磁感应的环境。
  2、内部防护
  内部防护的主要对象包括雷电波及感应雷。通常内部防护所保护的是机房内的相关设备,防止其受到雷电的侵袭后出现工作异常。雷电流可以通过机房中的电源线、各种金属管道以及相关的信号线等媒介直接或者间接的连接机房设备,因此如果受到雷电流的侵袭则会造成不可估量的后果。所以最有效的方法就是在雷电流与设备连接前将其损耗掉或者导走。一般采用多级保护的模式以提高其安全性,浪涌保护器可以限制进入设备的浪涌雷电流值。此外,由于雷电电磁感应会产生感应电压,不同的金属会因此而产生不同的电位,最终出现二次放电现象,此时可以将所有的金属物体串接起来,使其与大地等电位。
  (二)干线部分
  1、接收天线
  严格说来天线属于有线电视系统中的外部设备,其防雷措施通常由雷电引导系统构成。引导系统又包括接地装置、引下线以及接闪器等。其中接闪器通常是金属构件及金属材质的屋面,其主要作用是将雷电流导向引下线,接地装置再将其引入大地释放,使得雷电流不会经过设备对其产生影响。最常规的接闪器当数避雷针,一旦天空中雷云带着强电流靠近天线,会改变其周围的电场,此时基于电荷喜好集中于尖端的特点,在天线的顶端设置避雷针可以将大量的电荷聚休起来,诱导云层向避雷针放电,此时周边电器所聚集的电荷会相应的减少,进而发生雷击事故的机率也大幅下降。如果雷云要向避雷针放电,大量的雷电流会经过避雷针,引线再将其导入大低,雷电的大部分能量会被消耗掉,从而降低雷电造成的损失。尽管这种方法比较古老,但是经过长期大量的实践验证,证明了其防雷的有效性。此外,要注意天线和避雷针的接触点至少在两个以上,而且避雷针的保护范围要保证比天线的海拔高度要高,并且对于避雷针和接地装置连接的可靠性等问题也要经常检查。
  2、干线传输网
  因为有线电视系统中的电子设备受到雷电电磁脉冲的袭击时,其路径是各不相同的,因此相应的防雷措施也要有针对性的进行综合防护。电子设备与各种导线互相连接,一旦雷电能作用于其上时,所生成的感应电流就会经过传输网络然后侵入到电子设备中,如果雷电电流足够大会对电子元器件产生影响,甚至会导致其误操作或者损坏等严重后果。此外,系统中的电子元器件受到雷电侵袭时,其绝缘层及导线有可能受到地电位的反击而被损坏。因此,针对干线传输网络的防雷可以采取以下措施减少其危害:系统中的各个电子设备均进行等电位连接;在电源线及信号线路穿金属管进行屏蔽铺设,尽量将其电磁感应效应的影响减至最弱;将建筑、机房以及设备的屏蔽进行有机的联系,以形成一个整体性的、系统性及防护体系;此外,还可以设置浪涌保护器,对传输网中侵入的雷电电流和感应电流加以限制。
  (三)分配网部分
  分配网中包括各类的金属管、光缆以及电缆或者其它的引入线,在进行分配网的防雷时,这些管路、线缆等各自对应的出、入口要连接建筑物的防雷接地装置,以保证其和大地的电位相同,尤其是在出、入口处,要保证传输线的金属外皮连接对应的电子设备的接地装置。由于即使雷击发生的地点比较远电缆中也会流入少量的雷电电流,并且雷电电流具有趋肤效应,再加之金属管具有屏蔽的作用,因此在防止电磁感应效应时,线缆的电磁屏蔽可以通过金属管来实现,而且可保证屏蔽外壳电气连通的良好性。如果线缆加套金属管无法全程实现,则可以将金属管穿在线缆的进入前端及尾端设备前再埋地引入,然后在入户端把各金属防雷装置良好接地。这种方法提高了传输线缆的抗雷电干扰能力,防雷效果比较好。
  参考文献:
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