迷你倉CATV系統防雷技術(上)自存倉 

2009-12-12 11:02:56 - 儲存 

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  是一種大氣中的放電現象,常常使有線電視設備嚴重損壞,在CATV系統中,防雷設計是一項十分重要的工作,而在實際工程當中,防雷並沒有引起技術人員的足夠重視,一旦遭到雷擊,沒有良好防雷措施的系統就會遭到嚴重破壞,甚至癱瘓。對於幹線較長的大系統,防雷設計更是刻不容緩的大事,本文從雷擊的產生機理以及雷電的分佈規律闡述雷電,以期讀者對雷擊有一個整體的認識,進而闡述防雷的措施以及CATV器材的抗雷擊性能。
  雷擊主要有兩種:「直未雷」和「感應雷」。直擊雷只有雷擊率的 10%左右,危害範圍一般較小,可使用避雷針、避雷線和避雷網來防避,危害大得多的「感應雷」占雷擊率近90%,危害範圍甚廣,CATV系統的電子設備受雷擊損環,主要是感應雷造成的。直擊雷:是帶電雲層和大地之間放電造成的,在形成雷雲的過程中某些雲積累起正電荷的靂雲接近到一定程度時,發生訊猛的放電。出現耀眼的閃光。當雷雲很低,周圍又沒有異性電荷的雷雲時,就會在地面或者建築物上感應出異性電荷,形成帶電雲層向地面或者建築物放電;放電電流可達到幾十甚至幾百千安,放電時間為50-100µ S,這種放電就是直擊雷,直擊雷對建築物和人、畜安全危害甚大。安裝於避雷針後, CATV系統的電子設備即使在其保護範圍之內,仍然可能遭雷擊而受損,大多數都是燒保險絲、電源變壓器。整流元件,三端穩壓器,嚴重的還可能損壞集成電路等元件,這說明雷擊不是從天線引人的,而是從電源線引入的,可見避雷針雖保護了建築物,卻保護不了置於其內的CATV電子設備,這是感應雷造成的。

  感應雷電靜電感應和雷電流產生的電磁感應兩種原因所引起的,當帶電的雲層(雷雲)靠近輸電線路時,會在它們上面感應出異性電荷,這些異性電荷被雷雲電荷束縛著。當雷雲對附近的目標或接閃器(避雷針是最早、最常用的接閃器)放電時,其電荷迅速中和,而輸電線路上束縛的電荷便為自由電荷,形成局部感應高電位。這種感應高電位發生在低壓架空線路時亦可達100KV;在電信線路上可達40-60KV。而且它可以沿著線路傳入電子設備,造成損害。雷擊後巨大的雷電流在周圍空間產生交變磁場,由於電磁感應使附近設備感應出高電壓,從而使設備損壞。

  我國雷電的分佈規律是:通常熱而潮濕的地區比冷而乾燥的地區雷電多,同時雷電的頻數是隨著地理緯度的減小而增加,即越接近赤道頻數越高,具體說來有華南>西南>長江流域>華北>東北>西北,除此之外,雷電的頻數隨地域而變,即:山區>平原>沙漠,陸地>湖海,每年雷電的高峰都在7、8月份,活動的時間大都在14-22時之間。一個地區有無雷電是由氣象條件所決定的,但具體的落雷點則受當地條件的影響較大。

  1地形的影響,通常山的東坡、南坡落雷的幾率多於山的西。北坡,山中平地的落雷幾率大於峽谷,湖海邊落雷的幾率很小,但湖海如有山嶽則靠水的一面山坡落雷幾率較多;風口或順風的河谷容易落雷。

  2地面物的影響,空曠地中的孤立建築物和建築物群中高聳的建築物易受雷擊,金屬結構的屋頂、塔架易受雷擊,屋旁大樹、接收天線、山區輸電線等易受雷擊,這是因為這些地面物吉利於雷雲與大地建立良好的放電通道。

  3地質的影響,土壤、電阻率相對值小而電荷相對積聚快的地方容易落雷,有大片土壤電阻較大時,局部土壤電阻率小的地方易落雷;土壤電阻率小的山坡或土山易落雷;土裡有導電礦藏的地區易落雷;地下水位高或有礦泉的地區易落雷。

  對於系統的防雷最有利的措施是系統有良好的接地,良好接地不僅能及早的洩掉感應雷產生的電壓,同時也可洩掉由於設備漏電而產生的對地電壓,達到保護設備和人身安全的目的,具體的系統防雷也是從接地開始的。與此同時,在需要的地方按裝避雷外、避雷器,但是選用器材的抗雷擊性能也不忽視,在選用器材時,考查器材的抗雷擊性能也是重要的一環。

  目前,我國大量生產和使用避雷器,有以電工碳化硅閥片為基本元件的各種閥式避雷器;有以氧化鋅閥片為基本元件的氧化鋅避雷器,氧化鋅避雷器較之閥式避雷器具有動作迅速、通流容量大、殘壓低、無續流、結構簡單、可靠性高、壽命長、維護簡便等優點。下面重點講述氧化鋅避雷器,氧化鋅壓敏避雷器對感應雷及雷電波入侵的防止是有效的。其工作原理是其伏安特性的非線性。正常電壓時,避雷器呈高阻狀態,只有很小的洩漏電流(µA數量級),功率損耗很小,當線路中出現過壓時,避雷器呈低阻狀態(時間效應為10-9數量級)過電壓以放電電流的形式通過避雷器流入大地,過電壓被抑制下來,浪湧電壓過後,線路電壓恢復正常時,避雷器又呈高阻絕緣狀態,因此避雷器必須有良好的接地裝置與之配合,避雷器的伏安特性如下圖所示:

  其中:i一雷電放電電流:VimA一洩漏電流為lmA時電壓, VI一放電電壓,Ve一浪湧雷電電壓。
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