有線廣播電視傳輸網(wǎng)絡(luò)防雷系的研究與成功應(yīng)用(海寧)

有線廣播電視傳輸網(wǎng)絡(luò)

防雷系統(tǒng)的研究

與成功應(yīng)用

有線廣播電視傳輸網(wǎng)絡(luò)防雷系統(tǒng)的研究與成功應(yīng)用

項(xiàng)目研發(fā)背景

項(xiàng)目研究的內(nèi)容項(xiàng)目的實(shí)踐應(yīng)用和推廣項(xiàng)目取得的成果

一.項(xiàng)目研發(fā)背景

2008年,我臺(tái)的有線電視數(shù)字化發(fā)展由城鎮(zhèn)推向了廣大的農(nóng)村,為解決農(nóng)村廣電網(wǎng)絡(luò)雷擊災(zāi)害日益嚴(yán)重的問(wèn)題，為數(shù)字電視成功走向農(nóng)村提供技術(shù)保障，我們?cè)谵r(nóng)村廣電網(wǎng)絡(luò)實(shí)施雙向化改造規(guī)劃方案中，提出了建設(shè)有線廣播電視傳輸網(wǎng)絡(luò)防雷系統(tǒng)的這個(gè)重要課題。

我市地處錢塘江北岸，全市陸地面積近700平方公里，常住人口64萬(wàn)，用戶18萬(wàn)戶。全市設(shè)11個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)廣電站，其中7個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)站分布在錢塘江邊上。由于水域與陸地的熱力差異，在水陸交界處容易形成積雨云，在陸地上形成的積雨云移到江邊時(shí)，也大多沿著江邊移動(dòng)，所以每年沿江鄉(xiāng)鎮(zhèn)遭受雷擊災(zāi)害特別嚴(yán)重。

我市的年平均雷暴日天數(shù)在40天以上。1、地埋和氣象環(huán)境的影響隨著廣播電視事業(yè)的發(fā)展壯大，網(wǎng)絡(luò)規(guī)模越來(lái)越大，特別是網(wǎng)絡(luò)雙向化改造后，網(wǎng)絡(luò)中采用的各種設(shè)備數(shù)量也越來(lái)越多，就我市的廣電網(wǎng)絡(luò)而言，各種光接收機(jī)、放大器、供電器、ONU、EOC和交換機(jī)等有源設(shè)備的數(shù)量多達(dá)二萬(wàn)余臺(tái)。近年來(lái)，氣候反常導(dǎo)致雷電災(zāi)害增加，對(duì)廣電網(wǎng)絡(luò)的損害也越來(lái)越大。一個(gè)縣市級(jí)網(wǎng)絡(luò)因一次雷擊而損壞成百上千臺(tái)的設(shè)備情況也是常有的事情，在短時(shí)間內(nèi)要使網(wǎng)絡(luò)恢復(fù)正常傳輸，其難度可想而知。2、網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的需要

二.項(xiàng)目研究的內(nèi)容

系統(tǒng)的防雷原理

典型雷電流波形示意圖:

防雷原理:利用防雷器件在感應(yīng)雷擊電壓尚未達(dá)到最大值前通過(guò)全網(wǎng)反復(fù)接地放電，在最短時(shí)間(納秒級(jí))內(nèi)釋放系統(tǒng)中因雷擊而產(chǎn)生的大量脈沖能量，并短路泄放到大地，使線路中的雷擊感應(yīng)電壓就不再增高，降低設(shè)備各接口的電位差，從而保護(hù)線路上設(shè)備安全，達(dá)到理想的防雷效果。有線電視網(wǎng)絡(luò)遭雷擊的三大主要原因：①網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)自身的感應(yīng)雷擊；②從電網(wǎng)上轉(zhuǎn)移過(guò)來(lái)形成的感應(yīng)雷擊。③地電位反擊電壓通過(guò)接地體入侵。電力線感應(yīng)雷電的特點(diǎn)系統(tǒng)的兩大主要構(gòu)成部分1、基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò):采用“多點(diǎn)接地、全網(wǎng)貫通”的接地措施防雷工程的一個(gè)重要方面就是接地以及引下線路的布線工程，整個(gè)防雷工程的效果甚至防雷器件所起作用的好壞都取決于此，廣播電視所有設(shè)備的接地是保障設(shè)備安全，操作人員安全和設(shè)備正常運(yùn)行的必要措施。2、電氣系統(tǒng):采用安裝220V電源防雷保護(hù)器的隔離辦法電源防雷器的主要作是在最短的時(shí)間內(nèi)釋放電路上因感應(yīng)而產(chǎn)生的大量脈沖能量到安全范圍內(nèi),從而保護(hù)我們線路上的設(shè)備。1、基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)的防雷措施

在各架空桿路的終端桿，轉(zhuǎn)角桿、分線桿和直線線路每隔10～15檔處等位置的吊線一律用16*2000圓鋼作接地體；在各光接收機(jī)、放大器和供電器安裝點(diǎn)接地體一律采用5mm×50mm×2000mm角鐵作接地體進(jìn)行加強(qiáng)接地,具體接地做法為：選取4.0鐵絲或5.4以上(含5.4)鋼絞線作接地連接線，上部高出桿頂端20CM，中間串過(guò)抱箍固定，向下分別與吊線和接地體用鐵絲綁扎15-20cm相連接。所有架空或安裝于防雨箱內(nèi)的設(shè)備，外殼都用導(dǎo)線分別與接地線連通接地，確保所有設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)接地良好。接地體和整個(gè)網(wǎng)絡(luò)并聯(lián)后接地電阻一般都在4歐姆以下。

⑴多點(diǎn)接地：將整個(gè)基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)中的吊線、拉線和接地線三線之間相互全線貫通。吊線與吊線之間貫通具體做法為：選用5.4以上(含5.4)鋼絞線，將相鄰的二條吊線用鋼絞線連接，并用3.0鐵絲綁扎15-20cm的辦法相連接；吊線與拉線之間具體做法為：選用5.4以上(含5.4)鋼絞線或3.0以上(含3.0)鐵線連接，并用3.0鐵絲綁扎15-20cm的辦法相連接；確保整個(gè)基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)中的吊線、拉線和接地線三線之間全線貫通并接觸良好。⑵全網(wǎng)貫通：基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)接地電阻抽樣測(cè)試情況海寧市廣播電視臺(tái)防雷接地電阻測(cè)試記錄表2、電氣系統(tǒng)的防雷措施

220V電源防雷措施:在整個(gè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中的所有220V電源接入點(diǎn),在220V有源設(shè)備前面按要求串接一臺(tái)220V電源防雷（過(guò)壓）器,確保所有的用電設(shè)備的電源都經(jīng)過(guò)220V電源防雷（過(guò)壓）器的有效過(guò)濾,保護(hù)了設(shè)備的用電安全。

220V電網(wǎng)電源空氣開(kāi)關(guān)220V電源防雷器60V供電器220VONU60V光接收機(jī)放大器60V交換機(jī)220V電網(wǎng)電源空氣開(kāi)關(guān)220V電源防雷器電源插線板220V光接收機(jī)放大器220VONU220V交換機(jī)電氣系統(tǒng)設(shè)備統(tǒng)程圖一電氣系統(tǒng)設(shè)備流程圖二電源防雷保護(hù)器的工作原理及特點(diǎn)

電源防雷保護(hù)器的技術(shù)特點(diǎn)

該設(shè)備選用最新高速浪涌保護(hù)器件，通過(guò)運(yùn)用三級(jí)保護(hù)電路，用分流（限幅）技術(shù)將雷電過(guò)電壓（脈沖）進(jìn)行逐級(jí)的牽制和泄放的措施，達(dá)到對(duì)用電設(shè)備的有效保護(hù)。具有殘壓低、反應(yīng)速度快、泄放雷電流量大等優(yōu)越防雷性能。與已有技術(shù)相比，具有如下四大特點(diǎn)：

4、過(guò)壓保護(hù)。采用繼電器過(guò)電壓保護(hù)電路能夠在電源電壓持續(xù)超過(guò)280V時(shí)自動(dòng)切斷輸出電路，當(dāng)電壓恢復(fù)正常后又能自動(dòng)恢復(fù)電源輸出。因此具有防電源過(guò)電壓的效果。

1、安全性好。采用兩級(jí)串聯(lián)“三聯(lián)避雷器件構(gòu)建的均衡和入地泄放雷電流”全保護(hù)模式的防雷裝置(L-N、L-PE、N-PE)，具有更好的防雷效果。2、耐用性強(qiáng)。由于均衡和對(duì)地泄放雷電的元件多，單個(gè)元件的負(fù)擔(dān)輕，不易損壞，經(jīng)久耐用。3、效率更好。由于將高效率、高精密度的器件TVS管（或防雷型壓敏電阻）用于有線電視網(wǎng)絡(luò)的防雷設(shè)備中，大幅度提高防雷效果。

根據(jù)前面的分析，可以得出網(wǎng)絡(luò)防雷的總方針和幾條針對(duì)性特強(qiáng)的措施：有線電視網(wǎng)絡(luò)的防雷，必須以防“感應(yīng)雷”為重點(diǎn)，落實(shí)好“電源隔離”、“加強(qiáng)接地”和“分散釋放地電位反擊電壓”等一整套關(guān)鍵性、針對(duì)性的防雷措施，必須把有線電視網(wǎng)絡(luò)的防雷作為一個(gè)整體的系統(tǒng)工程來(lái)做，才能取得最大成效。項(xiàng)目?jī)?nèi)容小結(jié)：三.項(xiàng)目的實(shí)踐應(yīng)用和推廣主要分三個(gè)階段2008年：主要是考察取經(jīng)，調(diào)研摸索階段。2009年：組織基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)接地工程施工，實(shí)施階段。2010年至今：組織電源防雷器安裝施工，整個(gè)系統(tǒng)的推廣應(yīng)用階段。1、海寧廣電網(wǎng)絡(luò)的實(shí)踐應(yīng)用情況

自2008年以來(lái)，在全市農(nóng)村有線電視網(wǎng)絡(luò)的雙向化升級(jí)改造過(guò)程中采用桿路路由網(wǎng)“多點(diǎn)接地、全網(wǎng)貫通”的辦法，并在電源接入處加裝220V電源防雷保護(hù)器等技術(shù)措施，通過(guò)不斷的摸索、研究、總結(jié)出了海寧市有線廣播電視傳輸網(wǎng)絡(luò)防雷系統(tǒng)，到目前為止，累計(jì)已改造網(wǎng)絡(luò)用戶13萬(wàn)戶。該系統(tǒng)投入使用以來(lái)，經(jīng)歷了數(shù)十次雷擊考驗(yàn)，設(shè)備運(yùn)行性能一直穩(wěn)定可靠，防雷效果突出，具有很強(qiáng)的實(shí)用性和推廣價(jià)值。在雷雨季節(jié)，該系統(tǒng)可大大減少了廣播電視傳輸網(wǎng)絡(luò)用電設(shè)備的維護(hù)工作量，提高了網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)陌踩€(wěn)定性。2006年至2011年防雷效果的對(duì)比各鎮(zhèn)（街道）廣電站06-10年線路雷擊損失情況統(tǒng)計(jì)表

2011年各鎮(zhèn)（街道）廣電站線路雷擊損失情況統(tǒng)計(jì)表2、系統(tǒng)在各地的推廣應(yīng)用情況

近二年多來(lái)，通過(guò)浙江長(zhǎng)興縣廣播電視臺(tái)、海鹽縣廣播電視臺(tái)、江西省廣電網(wǎng)絡(luò)高安市分公司、江西省萬(wàn)載縣株潭廣電站、廣東高要市廣播電視臺(tái)、湖南省岳陽(yáng)市平江縣加義鎮(zhèn)廣電站，河南省南陽(yáng)市內(nèi)鄉(xiāng)縣夏館鎮(zhèn)有線電視站，江蘇省海安縣廣播電視信息網(wǎng)絡(luò)有限公司，貴陽(yáng)市花溪區(qū)網(wǎng)絡(luò)公司，重慶有線電視網(wǎng)絡(luò)公司忠縣分公司、遼寧省寬甸縣農(nóng)村有線電視網(wǎng)絡(luò)公司等全國(guó)各地10多家兄弟單位的運(yùn)用，效果同樣明顯，該系統(tǒng)可以從根本上解決農(nóng)村網(wǎng)絡(luò)的雷擊問(wèn)題，值得在廣電網(wǎng)絡(luò)中推廣應(yīng)用。

四.項(xiàng)目取得的成果提高了農(nóng)村有線電視網(wǎng)絡(luò)的傳輸質(zhì)量，增加了網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)目煽啃院头€(wěn)定性；提高了網(wǎng)絡(luò)抗擊自然災(zāi)害的能力，減少了廣播電視傳輸網(wǎng)絡(luò)設(shè)備在雷擊災(zāi)害中的經(jīng)濟(jì)損失可達(dá)90%以上，每年可節(jié)省了網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行維護(hù)成本50萬(wàn)元以上；

提高