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同轴电缆系统的防雷新方法(黎文亮)

2/14/2005来源:通信线缆人气:11378

同轴电缆系统的防雷新方法(黎文亮) 近年来有线电视蓬勃发展,如何满足人们希望随时都能看到稳定的电视节目,同轴电缆 系统防雷成为有线电视工作者比较迫切需要解决的问题,但防雷方法林林总总,需加以总结 以供选择使用。 同轴电缆系统的防雷方法有接地防雷法、眼压防雷洁、隔离防雷洁等。 接地法就是在每一个放大器或者其他容易遭受雷击的器件单独装设接地线,使雷电产生 的能量释放到大地,对器件起保护作用。其要点一是接地电阻尽量小,二是必须和电源接地 线分开,否则不起防雷作用。但如果系统较大.需要防雷保护的器件较多且分散的话,在每 个器件上都安装良好的接地线,势必引起工程量的增大。 限压法就是在设备的端口处并按一个限压型防雷器件,使电缆的感应雷电压限制在一定 幅度范围之内,从而保护设备,其缺点是防雷器件本身经过放电后,容易失效或烧毁。 隔离法就是使电缆及其所连接的器件屏蔽在雷电感应区域之外,在实践中一般采取埋地 铺设法,即电缆沿地下管道铺设,因大地的屏蔽保护不会感应雷电,但是埋地铺设工程量大, 资金投入多,而且在楼房入户区域必须架空入户,不可能采用这种方法,还须采用其他方法 防雷,以维护系统的稳定性。 上述几种防雷方法和普通平行型电缆或双绞型电缆系统的防雷方法相类似。其实由于同 轴电缆的结构具有特殊性,而且主要用于传输高频信号,因此还可采取一些结构特殊的。造 价低廉的防雷方法。下面将介绍平行防雷法. 同轴电缆为不平衡电缆,当有雷电发生时,外层导体产生感应电动势;内导体受外层导 体屏蔽不受影响,在一定长度的电缆上,内外导体的感应压差从一端累积到另一端可能性很 大,足以损坏相连设备。但是,当我们在电缆中串接平衡转换装置,使内外导体受感应的机 会相等,那就可以有效地消除因雷电产生感应压差,达到防雷目的。 从实践得知,雷电波的频谱位于几十赫至一兆赫之间,其能量主要集中于几十千赫频段 上,而按国家规定,电视调制信号的频谱却位于四十几兆赫以上,和雷电波的频谱有一段很 大的间隔,很容易用简单的滤波器将两者区分开来,便于我们制造平衡转换装置。图1是其 中电路结构的平行转换防雷器。 C1、C2和C3为高通滤波器,其作用一是让电视信号通过;二是保持信号传输的不平行结 构(C1、C2表征外层导体多点耦合)和两端连接的电缆匹配;三是阻断雷电波沿外层导体继 续累积。L1和L2为低通滤波器,作用一是防止信号“短路”;二是让已感应雷电的外层导体 上的感生电动势转入另一端内导体,防止再受感应,让没感应雷电的内导体连结另一端的外 导体,使两端电缆的外导体受感应的机会均等,累积至电缆端口处.内外导体受感应的强度 一样,有效地消除了内外导体之间的感应压差,达到防雷目的。 在CATV系统中,放大器有两种供电方式,独立市电供电和集中低压过流供电(又分为直 流供电和交流供电两种情况)。其中独立市电供电的放大器,每一级均有可能从市电网中引 入音电流,须另外考虑电源城防自,且当其中一级所在区域停电时,将影响信号下一级传输, 所以较少用之于多级传输.在集中低压过流型放大器传输系统中,只需一个供电器,只要其 工作正常,而同级电缆既充当信号传输线,也充当输电线,即使其中一个放大器所在区域停 电,也不影响信号传输,而且放大器没有电源线,不须考虑电源线引雷问题,所以常用于多 级传输系统中,但有其利必有其弊,因在过流型放大器中,输入端与输出端的芯线低频短路 连接,以使供电电流流过,等效于将与输入输出端连接的同轴电缆延长连接起来.雷电发生 时,外层导体受感应,内层导体不受感应且已连接在一起,增加了内外层导体感应压差的强 度。对放大器来说,也增加了防止从同轴电缆引人感应雷击的难度,但使用平衡防雷器将会 使这一问题迎刃而解。 具体用法如下: 1.在低压交流供电系统中,如果在供电器上采用接地法防雷(因为供电器另有供电引 线,接地防雷并不多余),位输出电压不受雷电影响,在连接供电器和第一个放大器的同轴 电缆的一半长度处装上平衡防雷器,那么,除非雷击放电点非常接近电缆的某一端(这种机 会微乎其微),否则,可认为放电点与防雷器两端的电缆距离相等或接近相等,防雷器两端 的电缆受雷击感应强度接近或相等,在放大器端口处的电线内外层导体受感应的压差得到消 除,保护了放大器,同理,在第一个放大器和第二个放大器之间连接的电缆一半处也装上一 个防雷器,第二个放大器也得到保护,如此类推,由这个供电器提供电源的每一个放大器, 无须采用接地法或其他防雷方法也可得到有效的防雷效果,大大降低施工强度,节省了成本。 而且,对于单管半波整流的放大器,因防雷器的“换相”作用,使交流电的上下半周均得以 利用,提高了电源的利用率。低压交流供电过流系统平衡防雷法示意图如图2所示。 独立市电供电放大器系统也可采用以上按法防止从同轴电线处引入感应雷击,但是防备 从电源引线引入的雷击得采取其他方法。 2.在低压直流过流供电系统中,因防雷器的“换相’作用,必须两两相连,使极性相 反的内外层导作再回复供电器输出时的极性,使同型号的放大器能得到供电,其防雷效果也 和交流供电一样。直流供电过流系统平衡防雷法示意图加留3所示。 以上是以“频分”的手段达到平衡的防雷方法,不仅适用于CATV系统,其他信号频率与 雷电频率可分开的同轴电统传输系统也可使用。 如果信号频率和雷电波频率相同或相近时,可采用“时分”的方法达到平衡,即在平时 电缆呈“宜通”状态,受雷电咸应时,将两端的内外导体互接,使两端的外导体受感应的机 会相等,也可保持内外导体的感应压基平衡,避免感应雷击的投寄。