詹明 詹宇宁 黄燕娣 骆培绘 吴伟清

摘 要： 本文首先分析了雷电对有线电视宽带网络的危害途径，接着阐述了浪涌保护器SPD在有线电视宽带网络中的应用方式，最后提出了应用中的相关注意事项，以供相关人士参考借鉴。

关键词： SPD；有线电视；宽带网络；防雷；应用

引言

近年来，随着社会的不断发展进步，有线电视也得到迅猛发展。现阶段。有线电视网络已经逐步构成涵盖传输电视节目及宽带数据业务的综合网络。在有线电视网络使用过程中，雷电对于网络线路及仪器设备损坏现象加剧。一般来说，借助于电源线以及信号传输线进入的雷电感应的冲击力量，势必会导致诸多网络电子仪器设备遭受损坏，带来极大的经济损失，更甚者会破坏网络系统，导致网络瘫痪，导致发生严重运行事故。因此，加强电子设备网络系统的雷电防护工作就显得十分必要，本文着重探讨了SPD在有线电视宽带网络防雷中的应用。

1雷电对有线电视网络危害途径

有线电视宽带网络设备通常装设于住宅小区机房、住宅楼的楼道，或者直接在室外箱体内装设，可以说其应用环境特别恶劣。雷电袭击导致网络设备损坏、损毁等危害的关键途径如下所述。

1.1借助于架空电源线和信号线入侵。

因为外部的架空电源线以及信号线的输入，该雷电入侵的途径一般包括三类状况：一是线路直接被雷击中，此类入侵形式会顺着线路进行传播，覆盖面较广，危害较大，较强的雷电电流会借助于线路对网络设备直接造成毁灭性破坏；二是凭借单一的多芯电缆连接各种来源的导线或者若干条电缆平行进行铺设时，若某一电源线被雷击，通常会在邻近的线缆上感应出过电压，对比较敏感的网络设备造成破坏；三是雷云在对大地进行放电过程中，会在周边线路上感应出较强过电压，从而导致和线路进行连接的设备被击坏。

1.2借助于接地体地电位反击电压入侵

通常情况下，若周边的建筑物或其他物体以及地面被雷电击中，在接地体区域或构成放射型的电位分布，导致与网络设备相连接的接地体迅速产生高压地电位反击，进而使网络设备受到不同程度的损坏。

1.3凭借非架空电源线和信号线入侵

若建筑物的防雷设施被雷电击中建筑物避雷设施被雷电击中，则此时强烈的雷电电流会借助于防雷系统的引下线进入大地，在周边空间形成强大电磁场变化，会在邻近的信号线、电源线等导线上感应出雷电过电压，对比较敏感网络设备造成破坏。

2 SPD对于宽带网络设备保护

一般来说，前端机房在总配电到UPS 电源布设最少需要2级SPD电源保护。在住宅小区机房结合实际需要装设2级SPD防护。假如电源线远距离架空进入楼层，在220V电源进入交流配电箱之装设第1级SPD，在设备箱内，网络设备的电源端口装设第2级电源SPD或者雷电防护排插。

假如电源线采取铠装电缆或者是一般电缆通过金属管埋地进入楼层， 不但需要在电缆的金属外皮2端做接地处理，而且在网络设备前最好装设同标称放电电流相关技术参数相符的便携式电源。SPD的PE线需要和网络设备接地排进行等电位连接，其连接导线要保持短且直的特征，长度通常不能超过0.5m。若信号线与外墙相近，其垂直高度超过30m或应该出户走线，进入屋内时需要在设备的对应接口位置装设网口防雷器。并且SPD需要符合有线电视信號传输带宽及工作电平的需求，接口需要和被保护设备兼容。

3. SPD在有线电视宽带网络应用中注意事项

3.1电源SPD级间能量与响应时间的配合

依据流量以及装设点的不同，通常把SPD划分成三级，即一级、二级、三级。 一级SPD一般在建筑的电源输入端布设，即总配电柜处，由于其有可能会遭受沿电源线所传导的直击雷电浪涌，所以通常采取通流量较大的开关型SPD，它的标称通流容量通常处于10/350μs波形下的峰值电流大约为50kA；二级SPD主要在分配电柜装设，大部分采取限压型以及复合型SPD，通流容量通常处于20～40kA范围内，大都对感应雷防护；三级SPD主要在在机房UPS前布设，其主要特征为通流量小及残压低。为尽可能增加雷电防护效果，采取多级防护的主要依据是通流量大的一级SPD先落实，二级与三级逐次导通，进而达到逐级泄流的目的。但是各之级间的响应时间存在极大的差别，最慢的为一级，约为100ns，而后2级大约是25ns。如何确保各级依据设计标准逐次操作的关键是采取联接器件退耦器（RTO）。根据行波理论分析，电感对瞬间电压呈高阻抗且有反射、延时和分压作用。在设计过程中应该采取它当作前后级能量分配以及时间响应调谐器件。在运用过程中结合各级SPD的起动电压、残压以及流通量便可对各级SPD之间所需要最小电感量估算。不管距离大小都需要在 一级后布设RTO，通过电感对瞬间过电压的反射及延时作用， 延缓二级启动时间，让大多数能量可以被一级吸收，使得进入室内过电压减小，同时也使得室内电磁干扰减少。在具体操作中，RTO的装设位置应该和一级SPD相靠近，电源线应尽可能联系在一起，使得差模干扰减少，且需要采取屏蔽措施。

可以说，RTO对于SPD各级之间配合起到重要作用，它的电感量愈大，对电流的阻抗便愈大，延时也愈长。但是RTO串联在供电线路上作为电网感性负载，电感又无法过大，所以应该科学选取RTO电感值。因为有芯电感在高频时可能发生磁饱和，所以最好采取空心电感，并且还应该注意RTO长期负载能力需要与实际要求保持相符。

3.2接地技术

SPD防雷工程的雷电防护效果的好坏甚至避雷装置是否起到实际作用均由接地技术决定。同时，设备接地也是确保设备安全、工作人员安全及设备稳定运行重要举措。所以，在防雷设计及装设中均需要严格依据相关标准及规范。

3.2.1前端机房的防雷接地

把防雷地、绝缘地、静电地、屏蔽地、工作交流地以及安全保护地均和广电中心同一大楼底层的综合接地体连接，阻值是0.51Ω。前端机房内沿墙周边地面均匀布设铜排环网，要求截面积为30mm×30mm， 该接地铜排环网架与地面间距为300～500mm，同时和墙绝缘体保持连接，室内全部设备的接地均采取单点接地的措施与那个环型母排进行连接，和底层共同采取接地体，使用90 mm 多股绝缘铜芯线凭借大楼管道井内已经敷设的接地扁钢保持连接，将其作为环型母排的接地线。为确保SPD防雷装置安全性，每年需要定期安专门的防雷检测机构对其进行检测。

3.2.2其他网络传输设备的接地

布设了网络设备的机房的接地电阻需要依据设计要求<5Ω。针对装设在楼道或者是室外箱体内的网络设备，因为无接地系统，可以采取下列措施：若允许对接地体进行埋设，可以先挖一个深度为0.5m坑，接着把镀锌角钢或圆钢直接打到地下，镀锌角钢长度应该≥1.5m，截面积大于50mm×50mm×5mm，而镀锌圆钢壁厚>3.5 mm，直径>50mm。通常采取4mm×40mm扁铁或超过6mm2的多股铜缆焊接在垂直接地体上且引出和设备的接地线保持可靠、有效连接，焊接点表面需要开展防锈处理。针对土壤率高位置，最好在接地体泥土周边采取加些盐水或降阻剂等相关降阻措施，使土壤电阻率有效降低。

参考文献

[1]丁邦俊.SPD在综合防雷中的应用[J].镇江高专学报，2004（2）1.

[2]王亚冬，浪涌保护器（SPD）的级数配合[J].智能建筑电气技术，2010（3）.

作者简介：詹明（1974-），男，汉族，广东省吴川市人，大专学历，电子助理工程师，从事有线电视网络技术工作。