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摘 要:本文通过阐述雷电的形成、雷电的危害、雷电流侵入途径、及农村家庭防雷现状,进而探讨了农村家庭有线电视系统的防雷措施,从而使电视设备得到有效的防护。
关键词:雷电 ; 有线电视 ; 雷电防护
为了促进社会主义新农村建设、提高农民生活质量、扩大农村消费、统筹国内外市场,国家推广家电下乡政策。随着家电下乡试点取得了明显成效,农村的家用电器防雷隐患问题也日益凸现,特别是有线电视系统的雷电防护问题。
众所周知,雷电是自然现象,雷击释放能量很大,它的放电时间很短,但泄放电流可达几万、甚至几十万安培。因此,直接遭雷击,在放电通道上毁坏性巨大。即使不是直接雷击,而是在落雷点附近的建筑物体,由于电磁感应,在建筑物体上或者在架空线上都会产生高电压冲击波,其感应电压可高达数千伏,甚至上万伏。这种高电压冲击波,沿着建筑物体或沿着导体迅速传播,可破坏各种电器设备,危及人身安全。有线电视网称为CATV,它是以75欧姆的同轴电缆传输电视讯号的。在CATV系统中,一旦遭到雷击,没有良好防雷措施的系统就会遭到严重破坏。本文从雷电的产生机理以及雷电对CATV系统的破坏性阐述雷电,以期读者(特别是农村读者)对雷击有一个整体的认识,进而加强并改进有线电视系统防雷的措施。
1 雷电是怎样形成的
雷电是大气中的放电现象,多形成在积雨云中,积雨云随着温度和气流的变化会不停地运动,运动中摩擦生电,就形成了带电荷的云层,某些云层带有正电荷,另一些云层带有负电荷。另外,由于静电感应常使云层下面的建筑物、架空金属导体、树木等带有异性电荷。随着电荷的积累,雷云的电压逐渐升高,当带有不同电荷的雷云与大地凸出物相互接近到一定高度时,其间的电场超过25~30kv/cm,将发生激烈的放电,同时出现强烈的闪光。由于放电时温度高达2000℃,空气受热急剧膨胀,随之发生爆炸的轰鸣声,这就是闪电与雷鸣。雷电的大小和多少以及活动情况,与各个地区的地形、气象条件及所处的纬度有关。一般山地雷电比平原多,沿海地区比大陆腹地要多,建筑越高,遭雷击的机会就越多。
2 雷电的种类及其危害
雷电主要有两种:"直击雷"和"感应雷"。直击雷只有雷击率的10%左右,危害范围一般较小,可使用避雷针、避雷线和避雷网来防避。但是安装避雷针后,CATV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、整流元件等,严重的还可能损坏集成电路等元件。可见避雷针虽保护了建筑物,却保护不了置于其内的CATV电子设备,这主要是由占雷击率近90%的感应雷造成的。
3 雷电是如何引入有线电视系统的
雷电引入有线电视系统的途径主要有两条:电源线路、信号数据线路(CATV同轴电缆)。具体是:第一,当建筑物上装有的接闪器接闪泄流时,在其周围空间产生强大磁场,将在电源、信号线路上感应出高电压并窜入室内击坏电气设备;第二,当建筑物上空形成积雨云时,由静电感应原理,云层下面的建筑物、电源信号线将带有异性电荷。当积雨云发生雷闪(云闪或附近雷击)时,电源、信号线路上感应的电荷将沿线路侵入室内击坏设备;第三,当架空的电源、信号线发生雷击时,高电压将沿线路侵入室内击坏设备。
4 农村防雷现状
农村防雷现状可用“参差不齐”、“复杂紊乱”来形容。其一:出于经济负担方面考虑或防范意识淡薄,很多家庭的房屋没有任何避雷设施;即使装有避雷设施的房屋,很多都是设计安装不规范。其二:由于多方面因素,农村线路不管是总线还是到户线路多为架空敷设,这就增加了雷击概率。其三:搭设严重,装有避雷设施的房屋,线路直接梱绑固定在避雷设施上再引入室内,这又增加了雷击概率。
5 有线电视避雷措施
5.1 直击雷防护。房屋接闪器的安装作用不仅能够保护建筑物免受雷击,还可以减少用户端架空线路遭受雷击,或者减小线路感应过电压(多物体分担感应电荷)。接闪器、引下线、接地装置的布设应与电视机、电源信号线有一定的安全距离,可按GB50057规范大于3m的距离最好[1]。
5.2 线路布设。
电源、信号线路布设条件允许时应在进入房屋前埋地并套金属管敷设(敷设长度≥15m)[2],屏蔽管两端接地;如不能埋地的,在进入房屋时不能沿天面女儿墙敷设,更不能与避雷设施捆绑。电源、信号线路尽量避免平行(或捆绑)敷设且在同一位置进入室内。
5.3雷击电磁脉冲防护
雷击电磁脉冲对家用电器较大威胁,特别对于农村家用电器中,电视机遭受损坏概率较大,因为电视机内的模块是集成电路。随着家电下乡,有线电视也跟着下乡,如此一来又增加了一条电视遭受雷击损坏的途径。因此,应在适当的接口,在电源、信号线路上安装过电压保护装置,并做好接地处理。
6 结束语
家电下乡,实惠农民,有线电视防雷做得好,更能让农民过上舒坦、高质量的生活。随着新农村建设,农民生活水平的提高,其它家用电器防雷安全也应跟进,让农民真正享受到改革开放带来的成果
参考文献
[1]建筑物防雷设计规范[S].北京:中国计划出版社,2001
[2]建筑物电子信息系统防雷技术规范[S].北京: 中国建筑工业出版社,2004
作者简介
李杏,男,1978年出生,毕业至今一直从事防雷工作,从事过防雷设计、施工和监督检测等工作。