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有線電視CATV系統(tǒng)防雷

作者: 時(shí)間:2010-11-11 來(lái)源:網(wǎng)絡(luò) 收藏

眾所周知,雷電是自然現(xiàn)象,雷擊釋放能量很大,它的放電時(shí)間很短,但泄放電流可達(dá)幾萬(wàn)、甚至幾十萬(wàn)安培。因此,直接遭雷擊,在放電通道上毀壞性巨大。即使不是直接雷擊,而是在落雷點(diǎn)附近的建筑物體,由于電磁感應(yīng),在建筑物體上或者在架空線上都會(huì)產(chǎn)生高電壓沖擊波,其感應(yīng)電壓可高達(dá)數(shù)千伏,甚至上萬(wàn)伏。這種高電壓沖擊波,沿著建筑物體或沿著導(dǎo)體迅速傳播,可破壞各種電器設(shè)備,危及人身安全。在中,一旦遭到雷擊,沒有良好措施的系統(tǒng)就會(huì)遭到嚴(yán)重破壞,甚至癱瘓。對(duì)于干線較長(zhǎng)的大系統(tǒng),設(shè)計(jì)更是刻不容緩的大事。本文從雷電的產(chǎn)生機(jī)理以及雷電對(duì)的破壞性闡述雷電,以期讀者對(duì)雷擊有一個(gè)整體的認(rèn)識(shí),進(jìn)而加強(qiáng)并改進(jìn)的措施。

本文引用地址:http://m.butianyuan.cn/article/260669.htm

一、雷電是怎樣形成的

雷電是大氣中的放電現(xiàn)象,多形成在積雨云中,積雨云隨著溫度和氣流的變化會(huì)下停地運(yùn)動(dòng),運(yùn)動(dòng)中摩擦生電,就形成了帶電荷的云層,某些云層帶有正電荷,另一些云層帶有負(fù)電荷。另外,由于靜電感應(yīng)常使云層下面的建筑物、樹木等帶有異性電荷。隨著電荷的積累,雷云的電壓逐漸升高,當(dāng)帶有不同電荷的雷云與大地凸出物相互接近到一定溫度時(shí),其間的電場(chǎng)超過(guò)25~30kv/cm,將發(fā)生激烈的放電,同時(shí)出現(xiàn)強(qiáng)烈的閃光。由于放電時(shí)溫度高達(dá)2000℃,空氣受熱急劇膨脹,隨之發(fā)生爆炸的轟鳴聲,這就是閃電與雷鳴。雷電的大小和多少以及活動(dòng)情況,與各個(gè)地區(qū)的地形、氣象條件及所處的緯度有關(guān)。一般山地雷電比平原多,沿海地區(qū)比大陸腹地要多,建筑越高,遭雷擊的機(jī)會(huì)就越多。

二、雷電的種類及其危害

雷電主要有兩種:“直擊雷”和“感應(yīng)雷”。直擊雷只有雷擊率的10%左右,危害范圍一般較小,可使用針、線和網(wǎng)來(lái)防避。但是安裝避雷針后,CATV系統(tǒng)的電子設(shè)備即使在其保護(hù)范圍之內(nèi),仍然可能遭雷擊而受損,大多數(shù)都是燒保險(xiǎn)絲、電源變壓器、整流元件等,嚴(yán)重的還可能損壞集成電路等元件。這說(shuō)明雷擊不是從天線引人的,而是從電源線引入的,可見避雷針雖保護(hù)了建筑物,卻保護(hù)不了置于其內(nèi)的CATV電子設(shè)備,這主要是感應(yīng)雷造成的。危害大得多的“感應(yīng)雷”占雷擊率近90%,危害范圍甚廣,CATV系統(tǒng)的電子設(shè)備受雷擊損壞,主要是感應(yīng)雷造成的。

三、雷電是如何引入CATV系統(tǒng)的

雷電引入CATV系統(tǒng)主要是從避雷針、天線及引下電纜、架空電纜幾方面引入,首先,由于避雷針尖端具有很小的曲率半徑,雷云逼近時(shí),尖端電荷集中使周圍電場(chǎng)形成電離區(qū),當(dāng)與雷電會(huì)合時(shí),首先是避雷針接閃。其次,盡管避雷針一般都高于天線,但有時(shí)因高度不夠,保護(hù)角不大,使天線和連接的同軸電纜外導(dǎo)體上感應(yīng)出高電壓,若外導(dǎo)體未接地或者接地不當(dāng),其芯線又被屏蔽,就會(huì)使電纜內(nèi)外導(dǎo)體間呈現(xiàn)高電壓,損壞設(shè)備及電視機(jī)。另外,當(dāng)CATV系統(tǒng)附近發(fā)生雷擊時(shí),由于強(qiáng)電磁場(chǎng)會(huì)對(duì)暴露在外的架空電纜發(fā)生作用,使電纜內(nèi)外導(dǎo)體間呈現(xiàn)高電壓,損壞設(shè)備及電視機(jī)。

四、CATV系統(tǒng)防雷的要點(diǎn)及措施

1、天線的防雷接地。的接收天線和豎桿一般架設(shè)在建筑物的頂端,應(yīng)把所有的接收天線,包括衛(wèi)星接收天線的接地焊在一起,接天線的豎桿(架)上應(yīng)裝設(shè)避雷針,避雷針的高度應(yīng)能滿足對(duì)天線設(shè)施的保護(hù)。

安裝獨(dú)立的避雷針時(shí),由于單根避雷針的保護(hù)范圍呈帳篷狀,邊界線呈雙曲線,所以避雷針高于天線頂端的長(zhǎng)度應(yīng)大于天線的最大尺寸,避雷針與天線之間的最小水平間距應(yīng)大于3M。建筑物已有防雷接地系統(tǒng)時(shí)避雷針和天線豎桿的接地應(yīng)與建筑物的防雷接地系統(tǒng)共地連接。無(wú)論是新的接地線還是原建筑的接地線,接地電阻都應(yīng)小于4歐姆。

2、前端設(shè)備的防雷接地。如果在前端附近發(fā)生雷擊,則會(huì)在機(jī)房?jī)?nèi)的金屬機(jī)箱和外殼上感應(yīng)出高電壓,危及設(shè)備及人身安全。前端設(shè)備的電源漏電也會(huì)危及人員的安全,因此,對(duì)機(jī)房?jī)?nèi)的所有設(shè)備,輸入、輸出電纜的屏蔽層,金屬管道等都需要接地,不能與天線的接地接在一起,設(shè)備接地與房屋避雷針接地及交流供電系統(tǒng)的接地應(yīng)在總接地處連接在一起。系統(tǒng)內(nèi)的電氣設(shè)備接地裝置和埋地金屬管道應(yīng)與防雷接地裝置相連,不相連時(shí)兩者的距離應(yīng)大于3米,機(jī)房?jī)?nèi)接地母線表面應(yīng)完整,絕緣線的老化層不應(yīng)有老化龜裂現(xiàn)象。一些前端設(shè)備如調(diào)制器,接收機(jī)等沒有過(guò)壓保護(hù),而只有過(guò)流保護(hù),一旦有雷擊往往會(huì)出現(xiàn)電源燒壞而保險(xiǎn)不斷的情況,針對(duì)此種情況應(yīng)在總電源處加裝避雷器,以更好的保護(hù)前端設(shè)備。

3、干線系統(tǒng)的防雷接地。敷設(shè)于空曠地區(qū)的地下電纜,當(dāng)所在地區(qū)年雷雨天數(shù)大于20天及土壤電阻率大于100歐姆時(shí),電纜的屏蔽層或金屬護(hù)套應(yīng)每隔 2KM左右接地一次。以防止感應(yīng)電的影響。架空電纜的屏蔽層及金屬護(hù)套、鋼絞線每隔250M左右接地一次,在電纜分線箱處的架空電纜金屬護(hù)套,屏蔽層及鋼絞線應(yīng)與線桿拉線共用接地裝置。另外就是不可忽視的光纜防雷,因?yàn)楣饫|在制造過(guò)程中,為了增加光纜的抗拉強(qiáng)度,在光纜中增加了鋼絲。在設(shè)置接續(xù)盒時(shí),只注意了光纜的熔接。使用通常方法,將兩段光纜的鋼絲,分別固定在接續(xù)盒兩端的支架上,自然形成一間隙。這樣,當(dāng)任意一段光纜中的鋼絲感應(yīng)了很高的雷電電壓時(shí),就會(huì)向另一端鋼絲放電,放電過(guò)程中產(chǎn)生的巨大火花,使接續(xù)盒內(nèi)光纖斷裂損壞。為防止這種現(xiàn)象的發(fā)生,在光纜的施工過(guò)程中,應(yīng)注意將接續(xù)盒內(nèi)的光纜鋼絲端頭用導(dǎo)線連通,并用導(dǎo)線將其與吊掛光纜的鋼絞線連通,可有效地避免光纜遭雷電侵害。

4、分配系統(tǒng)的防雷接地。電纜進(jìn)入建筑物時(shí),在靠近建筑物的地方,應(yīng)將電纜的外導(dǎo)電屏蔽層接地,架空電纜直接引入時(shí),在入戶處應(yīng)增設(shè)避雷器,并將電纜外導(dǎo)體接到電氣設(shè)備的接地裝置上,電纜直接埋地引入時(shí),應(yīng)在入戶端將電纜金屬外皮與接地裝置相連。不要直接在兩建筑物屋頂之間敷設(shè)電纜,可將電纜沿墻降至防雷保護(hù)區(qū)以內(nèi),但不得防礙車輛的通行,鋼線應(yīng)作接地處理。CATV系統(tǒng)中的同軸電纜屏蔽網(wǎng)和架空支撐電纜用的鍍鋅鐵線都有良好的接地。系統(tǒng)中設(shè)備的輸入輸出端應(yīng)有放電保護(hù)器,220V供電的放大器的電源端應(yīng)有過(guò)壓保護(hù)裝置,或者盡量將系統(tǒng)中220V供電的放大器改成主路60V集中供電,以保證有線網(wǎng)絡(luò)的獨(dú)立性和自給性,以減少雷電直接竄入的可能,這是防止雷電形成的首要措施。

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