有线电视系统防雷分析论文

摘要：每当春夏季节雷雨天气来临，有线电视网如果没有系统的防雷技术经常会受到雷击的伤害，有线电视设备如放大器、分支器、分配器、用户盒等经常受到不同程度的损坏，甚至导致整个有线电视网瘫痪，更有甚者危及到人们的安全。以下是小编精心整理的《有线电视系统防雷分析论文(精选3篇)》，供大家参考借鉴，希望可以帮助到有需要的朋友。

有线电视系统防雷分析论文 篇1：

浅析有线电视系统的防雷问题

摘要：在有线电视系统中，防雷设计是一项十分重要的工作，也是若干有线电视工作者长期研究的课题。本文首先分析了雷电对有线电视系统的影响，针对雷电的危害，提出了有线电视系统防雷的若干措施。

关键词：雷电；有线电视系统；防雷

一　引言

有线电视系统是将通过光缆接入的有线电视信号，或由大楼通过卫星天线和一组优质共用天线接收的开路电视系统信号，经前端处理后，以有线方式将电视信号分送到电视系统的各终端用户。在有线电视系统中，防雷设计是一项十分重要的工作，也是若干有线电视工作者长期研究的课题。雷电灾害的严重性表现在它具有巨大的破坏性上，其特点电压高，闪电电流幅值大，变化快，放电时间短，闪电电流波形陡度大。雷电的破坏作用在于强大的电流，炽热的高温，猛烈的冲击波，剧变的電磁场以及强烈的电磁辐射等物理效应，给人类社会带来极大的危害，造成人员伤亡、巨大破坏、起火爆炸、严重损失。雷电也常常使有线电视设备严重损坏，在实际工程当中，没有良好防雷措施的系统一旦遭到雷击就会遭到严重破坏，甚至瘫痪。对于干线较长的大系统，防雷设计更是刻不容缓的大事。在有线电视系统中，防雷设计是一项十分重要的工作，这里我们根据自己的工作实践和学习谈谈对雷电对有线电视系统的影响以及对雷电的防范举措。

二　雷电对有线电视系统的影响

对有线电视系统影响的雷击主要有两种：“直击雷”和“感应雷”。直击雷是带电云层和大地之间放电造成的。当雷云很低，周围又没有异性电荷的雷云时，就会在地面或者建筑物上感应出异性电荷，形成带电云层向地面或者建筑物放电；放电电流可达到几十甚至几百千安，放电时间为50～100us，这种放电就是直击雷。直击雷对建筑物和人、畜安全危害甚大。对于有线电视系统，直击雷只有雷击率的10％左右，尽管破坏力大，但危害范围一般较小，可使用避雷针、避雷线和避雷网来防避。安装了避雷针后，有线电视系统的电子设备即使在其保护范围之内，仍然可能遭雷击而受损，大多数都是烧保险丝、电源变压器、整流元件、三端稳压器，严重的还可能损坏集成电路等元件。这说明雷击不是从天线引入的，而是从电源线引入的，可见避雷针虽保护了建筑物，却保护不了置于其内的有线电视电子设备，这是感应雷造成的。感应雷电分为静电感应和雷电流产生的电磁感应两种原因所引起。静电感应是当带电的云层(雷云)靠近输电线路时，会在它们上面感应出异性电荷，这些异性电荷被雷云电荷束缚着，当雷云对附近的目标或接闪器(避雷针是最早、最常用的接闪器)放电时，其电荷迅速中和，而输电线路上束缚的电荷便为自由电荷，形成局部感应高电位。这种感应高电位发生在低压架空线路时亦可达100KV，在有线电视线路上可达40～60KV，而且它可以沿着线路传人电子设备，造成损害。电磁感应是雷击后巨大的雷电流在周围空间产生交变磁场，由于电磁感应使附近设备感应出高电压，从而使设备损坏。“感应雷”占雷击率近90％，危害范围甚广，有线电视系统的电子设备受雷击损坏，主要是感应雷造成的。

三　有线电视系统防雷的措施

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。建筑物已有防雷接地系统时避雷针和天线竖杆的接地应与建筑物的防雷接地系统共地连接。无论是新的接地线还是原建筑的接地线，接地电阻都应小于4。

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，机房内接地母线表面应完整，绝缘线的老化层不应有老化龟裂现象。一般前端设备，如调制器、接收机、光发射机等没有过压保护，而只有过流保护，一旦有雷击往往会出现电源烧坏而保险不断的情况，针对此种情况应在总电源处加装避雷器，以更好地保护前端设备。

3　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20d及土壤电阻率大干100时，电缆的屏蔽层或金属保护套应每隔2km左右接地一次，以防止感应电的影响。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。另外就是不可忽视的光缆防雷，因为光缆在制造过程中，为了增加光缆的抗拉强度，在光缆中增加了钢丝。在设置接续盒时，只注意了光缆的熔接。使用通常方法，将两段光缆的钢丝，分别固定在接续盒两端的支架上，自然形成一间隙。这样，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。为防止这种现象发生，在光缆的施工过程中，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。

4　分配系统的防雷接地。有线电视电缆进入建筑时，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器设备的接地装置上，不要直接在两建筑物屋顶之间敷设电缆，可将电缆沿墙降至防雷保护区以内，但不得妨碍车辆的通行，钢线应作接地处理。有线电视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，220V供电的放大器的电源端应有过压保护装置，或者尽量将系统中220V供电的放大器改为60V集中供电，以保证有线网络的独立性和自给性，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。

以目前人类对雷电认识和对防雷、避雷的研究，有线电视系统的防雷、避雷是可以做得很好的。但有线电视是一个涉及区域很大、线路很长、设备很多的大系统，要在系统所有的器件和线路上都装上可靠的避雷装置，财力上是不允许的。我们需要的是因地制宜地根据系统各个环节所在的环境和所需的防雷等级，不断探索出适合当地特点的，可靠、经济、方便、高效的防雷措施。

作者：吕秋霞

有线电视系统防雷分析论文 篇2：

浅析有线电视系统防雷技术

摘   要：每当春夏季节雷雨天气来临，有线电视网如果没有系统的防雷技术经常会受到雷击的伤害，有线电视设备如放大器、分支器、分配器、用户盒等经常受到不同程度的损坏，甚至导致整个有线电视网瘫痪，更有甚者危及到人们的安全。本文主要考虑了有线电视前端、光节点、电缆网三个方面的防雷技术，针对避雷针，接地线等技术进行了专门的研究，系统的对整个有线电视系统的防雷技术改造进行了探讨。

关键词：避雷针  强电保护地线  避雷器  CATV系统

当雷雨季节到来时，由于有些地区的有线电视系统避雷设施不完善，整个有线电视系统经常会受到雷击的伤害，重则导致整个有線电视网瘫痪，甚至危及到人的安全。针对此种情况，本文从有线电视前端、光节点、电缆网三个方面入手，对整个系统进行全面防雷改造。

1  对有线电视前端进行防雷改造

考虑到包括开路天线、卫星天线、卫星电视接收机、光发光收这些设备的机构特点，我们的前端防雷改造主要是包括：（1）接收天线的防雷改造;（2）电源部分的防雷改造。

1.1 接收天线的防雷改造

（1）要把接收天线安装在一个合适的地理位置，要做到既能保证无障碍接收信号又能有效的避开雷区。

（2）在安装卫星电视接收机的地方必须安装避雷针，避雷针主要是保护下方45°～60°的伞形区。避雷针的要求针长在2.5m以上，一般采用直径20mm的圆钢或紫铜作为材料。为避免因为避雷针的屏蔽而影响到接收天线的实际效果，避雷针距离接受天线的最小水平距离至少要大于5m。避雷针对称布置两条引下线，每根引下线必须是整根线，两根引下线的距离在20m以内。引下线的要求：长度在30m以内，直径10mm的圆钢或者铁条，沿建筑物外墙铺设，并设最短路径接地，从地面上1.7m到地面下0.5m处采用钢管保护。把避雷针、天线竖杆的接地、建筑物的防雷接地系统与埋入地下的接地体焊接相连;如果建筑物无专门的防雷接地，必须要设置专门的接地装置。避雷针的接地体顾名思义就是指与避雷针相连并埋在地下的金属物件，通常用钢管、钢针、角钢等做成，长度应取2～3m，埋入地下4m以下。避雷针接地体注意不能与其它接地体混用，必须独立的接地。防直击雷接地装置的冲击接地电阻应该小于4Ω，越小越好。各根垂直接地体之间的距离在3～5m。接地体与接地体之间、接地体与接地线之间的连接要采用搭接焊，而接地体埋设的位置必须距建筑物5m以外，并注意不应埋在堆放垃圾、杂物等的地方。在接地体的周围可以埋入长效接地降阻剂，以便有效的降低接地电阻。从天线竖杆上引下的同轴电缆最好采用双屏蔽电缆，如果采用单屏蔽电缆的话，最好要穿金属管敷设。双屏蔽电缆的外层或者单屏蔽电缆穿的金属管应予竖杆有良好的电气连接，并且应该将合适的避雷器安装在在屏蔽层与电缆芯之间。

（3）加入信号防雷器，分导雷电发生时的浪涌电流，防止雷电将电器击坏。

1.2 电源部分的防雷

（1）工作接地、防雷接地、保护接地是机房内防雷的重中之重，接地是指电力系统和电气装置的中性点、电气设备的外露导电部分和装置外导电部分经由导体与大地相连。工作地线由电力系统运行而设置的，就是统一前端设备的标准电位，正常情况下，会有细小的不平衡电流流入接地电极，它能够保证系统的稳定工作，能够有效的减少外界电磁场对系统干扰但是当有强电流经过接地电极时，保证整个系统受到继电保护装置的保护。工作接地要同机房里的卫星接收机、混合器、信号处理器、调制解调器、前端放大器和机架等前端设备连接在一起。强电保护地线的作用是消除来自交流供电电源及传输干线感应的强电和雷电干扰，以保证设备正常工作和人身安全。强电保护地线要同交流稳压器外壳、输入交流电源避雷器的接地线、干线输出馈电器外壳以及干线避雷器连接在一起。

（2）必须安装电源防雷器，防止各种市电因雷击等等原因产生高脉冲电压，造成设备的损坏。

（3）机房必须安装在线式UPS电源，因为有线电视传输频带宽的影响，各种频率的用电设备的干扰通过电源进入机房，会造成频道或段频带的干扰，影响到节目质量。同时，因为电脑的进引入，对有线电视系统的造成的干扰极其严重。为了用电设备的稳定运行和安全，有线机房必须要安装具备抗干扰能力很强的在线式UPS电源。

2  光节点的防雷措施

光节点的防雷尤其重要，如果光接收机一旦被雷电破坏后，将会导致电视信号中断。光节点的防雷措施包括接地及电源的防雷。合理的接地是将光节点的机箱与接地体相连接，光供电箱和接收机的外壳与光节点的机箱连接，一定要保证所有设备外壳均是可靠接地。而光节点的电源防雷需要加装电源防雷器，可以将因市电感应所产生的脉冲能量有效的释放到接地体上，因此保护光节点内的用电设备，从而起到较好的防雷的效果。

3  电缆网的防雷措施

地下电缆的其屏蔽层或金属护套应每隔2km左右接地一次。架空电缆最容易遭受雷击，架空电缆应每隔5～10根电杆处在这几个地方装设防雷接地线：分支杆、安装干线放大器的电杆、引上杆和郊区直线线路。架空电缆向建筑内引入时，必须要在入户的地方加装避雷器并切要作接地处理。特别是当架空的有线电视电缆与电力线共杆时，必须要这样做。它不仅一定程度上减轻雷电的危害，也同时能消除电网对有线电视的强电感应危害。电源线在进入其他电子设备之前绕上几个小圈，这样能形成小电感，对阻挡雷电波侵入设备可以起到一定作用。在系统接地时，一定注意尽量减少接地电阻，控制在4Ω之下。此外。传输线埋地敷设并不能阻止雷击的发生，采用带屏蔽层的线缆或线缆穿钢管埋地敷设，有效保持钢管的电气连通，这对防护电磁干扰和电磁感应非常有效。

系统中设备的输入输出端应有放电保护器，每个放大器箱应该安装避雷地线，220V供电的放大器的电源端应有过压保护装置，可以保证有线网络自给性和独立性，能够防止雷电直接窜入的可能，这是防止雷电形成很重要的措施，是注意的重点。

4  接地装置的维护和实验

要经常检查，保证接地装置不会因为各种原因失去作用。为了准确的试验和测量接地电阻，应在春季雷雨之前进行，这时土壤导电率最低。当我们重新装设或修理接地装置以后，也必须要进行测量。测量接地电阻，要用接地电阻测量仪测量。

总之，整个CATV系统的接地，一定要做到接地电阻的最小化，接地电阻越小防雷效果就越好。有线电视系统的防雷技术是一项综合的知识，不允许在任何一个环节出漏洞。在做系统的防雷效果设计时，一定要科学严谨，切实做好整个系统的防雷设计。

参考文献

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[6] 陈胜权，李精华，李兴富.CATV网络易遭雷击的成因与防范对策[J].桂林航天工业高等专科学校学报，2005（2）：71-72.

作者：王文峰

有线电视系统防雷分析论文 篇3：

有线电视系统的防雷研究

摘要 分析雷电对有线电视系统的危害和受雷击的原因，指出有线电视系统中的防雷要点及措施，强调全面的防雷措施是保证有线电视系统安全可靠运行的关键。

关键词 有线电视；防雷；可靠运行

雷电是一种常见的大气放电现象。在夏天，当地面含水蒸汽的空气受热不断地上升到高空，形成积雨云，在上升的过程中，由于气流的摩擦以及地球磁场的影响，云的不同部位聚集着大量的正电荷或负电荷，形成雷雨云，而地面因受到近地面雷雨云的电荷感应，也会带上与云底相反极性的电荷。当云层里的电荷越积越多，达到一定强度时，就会把云层击穿，打开一条狭窄的通道强行放电，发出耀眼的强光，这就是闪电，而闪电通道上的高温会使空气急剧膨胀，从而产生冲击波，这种强烈的冲击波活动形成了雷声。由于雷电释放的能量相当大，它所产生的强大电流、灼热的高温、猛烈的冲击波、剧变的静电场和强烈的电磁辐射等物理效应给人们带来了多种危害。

1 雷电的危害

雷电对人类的危害是人所共知的。由于有线电视系统设施的特殊性，使其受雷害的程度相对更大，因此如何采取有利的防雷措施，是一个重要的问题。本院所在地属于雷雨多发地区，今年进入雷雨季节以来，本院陆续发生过多起雷击引起放大器和交换机等弱电设备损坏的事故。校园网交换机损坏5台，有线电视放大器损坏了8个；学院办公楼多台计算机的网卡损坏，原因是连接办公楼的网络线都在室外，线路较长，且无防雷措施，容易受到感应雷电的干扰。

2 雷电对有线电视系统的损害

雷电对有线电视系统的损害主要分2个方面。一是闪电对有线电视系统前端和线路的直击；二是闪电的电磁脉冲对系统设备的袭击，也称感应雷击。多次观察处理有线电视雷击现场，发现受损部位主要为以下几处。

2.1 前端放大器被击毁天线前端箱内的电源被损坏，电源保险烧断，保险底座与金属底壳击穿。分配放大器被击毁。

2.2 干线架空电缆上的干线放大器和分支、分配器损坏

2.3 用户终端盒及接收设备损坏

3 有线电视受雷击的原因

通过分析，认为引入有线电视系统中的雷电电流主要来自2个方面。

3.1 避雷针避雷针是接闪器。由于其尖端处曲率半径很小，在雷云逼近时，其尖端电荷集中使周围电场畸变，形成电离区。当它与云中的异号电荷汇合时，首先接闪的就是避雷针，并形成很强的闪电电流（一般可达1×104 A），经引下线入地。同时，闪电电流在四周产生很强的脉冲电磁场，对其附近的设备外壳及电缆外导体产生旁侧闪击，使它们感应上很高的电压，从而导致上述第一种损害发生。

3.2 有线电视系统中架空干线电缆它除了易遭直击雷外，还有闪电对其袭击而产生的感应雷过电压波，它的概率比直击雷大得多。尤其平房建筑区，是这种雷击事故的多发地带。 当雷云到来时，靠近的电缆外导体由于静电感应而积聚起大量的与雷云下端电荷异号的电荷，雷云放电时，云下端的电荷消失。这时，电缆外导体上感应的电荷就可以自由移动，它与地面物之间的电场就可以产生对地面很高的电压，并沿电缆外导体向两端传播。由此形成的感应雷过电压波与电缆线架空高度成正比，与落雷点到电缆线的最短距离成反比。

这样的过电压波沿着电缆外导体传送，如果没有很好的泄放回路，当传到干线放大器、分支、分配器，或传到用户终端时，足以损坏它们。

4 有线电视系统中防雷要点及措施

结合多年从事学院有线电视线路设计和维护工作的经验，笔者认为有线电视系统中防雷要点及措施应重点从6个方面考虑。

4.1 架设有线电视前端天线时的防雷处理 在架设有线电视前端天线时，避雷针与天线竖杆、底座及部件连接均应焊接，并在焊接后的部位涂防腐漆。天线底座的引下线应通过建筑物上的避雷带接地。为减小引下线电感及电阻，引下线不应少于2根，并尽量采用截面积和表面积较大的导体。进入前端箱的天线电缆应加装分流雷电流入地的避雷器，馈线的金属外皮与避雷器应可靠、就近接地。

4.2 天线前端箱及其内部的防雷处理天线前端箱及其内部的设备外壳采用铜编线就近连通接地，以进一步减轻雷击。因为避雷针是引雷入地的，依靠这一作用可避免天线前端受直击雷的损坏，但是它不能防止闪电的脉冲电磁场危害，为此要加其它配套的防雷措施。

4.3 在有线电视前端的总电源线加入保护电路由于会有一部分雷电通过前端电源线引入，击毁有线电视系统设备，故加此保护电路很有必要。将3支氧化锌压敏电阻按图1连接，其中Z1、Z2是防雷击用的，Z3可进一步防止线路内出现意外高压，作保护用的。3支压敏电阻的标称击穿电压可取市电电压有效值的2.5倍，电流应取5kA级的。由于系统电源变压器的绝缘程度大于压敏电阻击穿电压，当雷电到达有线系统时，Z1、Z2被击穿，从而保护了电源。

4.4 有线电视系统中架空干线电缆的防雷对于干线放大器，应首选内部带有防雷保护的。当干线电缆遭受雷击时，其外导体带有高电位，较长的架空电缆金属外导体易感应雷过电压波，故应将它们的外导体接地，达到拦截沿电缆传播的过电压波并泄放入地的目的。因此，架空电缆线路在分支杆、引上杆、安装干线放大器的电杆以及郊区旷野直线线路，每隔5～10根电杆处应装设防雷接地线。架空电缆直接引入建筑时，在入户处加装避雷器，并同样做接地处理。尤其当有线电视架空电缆与架空电力线共杆时，这个措施更为重要。它不仅可减轻雷电的危害，也能消除电网对有线电视造成的强电感应危害。 此外，不宜直接在两建筑屋顶铺设电缆，应将电缆沿墙降至防雷保护区以内。

4.5 电源防雷根据有线电视配电房建设的要求，配电系统电源防雷应采用三级防护，由于避雷器生产厂家的设计思想各不相同，相应其避雷器的性能特点也不尽一致。第一级保护产品一般安装在建筑物输入电源总配电室配电柜上，或楼内单位输入电源的主配电盘上。主要用于保护整幢建筑物用电设备或单位的主要用电设备。第二级保护主要安装在机房配电柜上，保护有线电视配电房内UPS机房空调、照明等用电设备。第三级保护主要安装于各个电视设备的电源配线端，用于保护最终的设备。通过电源防雷的三级保护，可以消除从电源回路进入的各种电源浪涌的冲击。

4.6 信号系统防雷信号系统浪涌电压的主要来源是感应雷击、电磁干扰、无线电干扰和静电干扰。同轴电缆受到这些干扰信号的影响，会使传输中的数据产生误码，影响传输的准确性和传输速率。排除这些干扰将会改善电视信号的传输状况，信号系统的接口种类繁多，应根据其不同的特点，选择不同的防雷保安设备以限制进入设备接口信号幅值不超过设备安全运行值。

5 结束语

只有采取正确、全面的防雷措施才是保证弱电设备安全可靠运行的关键。以上措施是有线电视施工过程中所应注意的，只有同时考虑，效果才能显著，才能减少不必要的经济损失。

作者：高皖亮　徐　军