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有线网络防雷四法和实践体会 　　雷电会对广电网络造成巨大破坏，轻则击坏数台放大器，重则摧毁数十至数百台放大器、光接收机、供电器，造成网络的大面积瘫痪。如何在实践中研究及把握雷电对网络造成损坏的规律，选择适合的手段有效减少甚至消除雷电对网络的损害，是网络运维人员必须面对的问题。 　　 　　防雷产品的种类及特点 　　 　　雷电主要有直击雷、雷电感应、雷电波侵入及地电压反击4种形式，其中感应雷及电压反击对弱电设备的破坏力最强。雷击产生时，雷电电磁波可致1～5公里范围内所有带金属的导线(高空架设天线、有线电视电缆、通信电缆、供电系统电缆等)在瞬间产生感应脉冲电压及电流，这些电流沿着电器设备上的各种电源线或信号电缆进入设备内部，可在瞬间击坏内部器件，造成设备瘫痪，严重时甚至危及人身安全。 　　目前，对雷击的防护办法主要有： 　　 　　1　避雷针 　　对于直击雷可采用避雷针防护。避雷针由三部分组成：受电端、导电线及接地体，避雷针通过将雷电电流引入大地起到保护作用。对网络防雷而言，避雷针防雷的缺点是只能用于机房、基站等重要设备集中工作的地点，而由于成本高、施工难等原因，无法在网络干线、小区接入网络等地理区域覆盖广泛的场所使用。通过几年来对雷击损坏放大器的分析，我们发现90％以上的干线、接入网受雷击损害的主要原因为，雷电感应产生高电压或大电流从供电网的电源线进入广电网络的光接收机、供电器、放大器等有源设备，损坏甚至烧毁设备的电源模块，此类雷击避雷针无法有效防范。 　　 　　2　接地式避雷器 　　其可利用地泄法将雷击电流直接引入大地，避免电器受到雷击，但是需要有完善的埋地线工程。缺点是释放雷电效果不理想，且年久必将被腐蚀；因各种原因无法经常检查地线是否被腐蚀；地线如果做得不好，无法起到避雷效果时，雷电可直接将设备打坏。 　　网络运营实践表明，放大器、供电器等室外有源设备的接地在无雷电天气情况下对网络的安全运行非常有效；如在电源短路情况下可防范强电流对线路设备、人员等的伤害。但是，在强雷雨条件下，由于线路感应产生的雷电电压或电流非常强大(电压数万伏、电流数千安以上)，即使接地电阻在10欧姆、甚至4欧姆以下，也无法对感应雷电的强脉冲进行有效防护，几年前，南京公司就曾发生过一次强雷雨天气后网络放大器被击毁数百台的网络大面积故障。 　　 　　3　网络设备的自身防雷 　　光接收机、放大器、供电器等网络有源设备，可在生产阶段通过在电源模块的输入端、射频模块的输入及输出端加装压敏电阻、气体放电管等简单防雷元件对雷电脉冲进行防护。但由于雷击时间极短，脉冲又非常强大，常常将设备的电源部分连同防雷元件一起摧毁，因此设备级的防护基本没有作用。 　　上述几种措施之所以难以防雷，关键在于存在接地电阻，雷电接地后流经接地电阻产生的极高电压仍可将设备击坏，故避雷效果不理想。 　　随着电子技术迅速发展，防雷技术也在不断完善和提高，各种类型用途的新型避雷器不断问世，等电位避雷器就是其中之一。 　　 　　4　等电位避雷 　　何谓“等电位”?即在“某一范围之内，在通电的线路、设备及其裸露的外壳之间，通过人为方式，至少保持2个或以上电位点上的电位相等。由于各点之间不存在电位差，就不会产生电流对人、物及设备造成伤害。 　　“等电位”防雷产品一般采用限压型新器件及开关型元器件混合保护组合式设计方案，辅助于温控保护及其他保护电路，以提高防雷产品的安全性能。 　　“等电位截流”技术防雷产品的工作原理见附图。 　　附图中的A1、A2为1组或多组限压型电子器件，B为开关型电子元器件，PE为防雷产品的公共地(与被保护设备外露金属壳箱连接)，C为负载或被保护的设备。正常情况下，防雷器件A1和A2为高电阻状态，无电流通过，因此防雷产品在电源通道中处于待机休眠的状态。雷电天气时，电流从电路中的L或N线入侵，浪涌经过A1或A2时，瞬间的超高电流及电压一旦超过A1或A2的最高限值，将迫使限压型电子器件在极短时间内由高阻态变为低阻状态，直接导通与其相连接的开关型电子元器件B1动作。此时雷电通过A1或A2经过B1与PE相通，而PE与被保护设备的金属壳体相连接，各连接点均处于短路连接状态，且电位基本相等。由于入侵的雷击过电压及电流被限制及截流，使被保护的设备不会被损坏。 　　当瞬间雷电过压及雷电流消失或低于A1或A2的正常限值时，A1或A2立即由低阻态变为高阻状态，各点间的电位不再相等，防雷产品又回到待机休眠的状态。 　　 　　网络防雷的实践 　　 　　2007年，南京公司在易受雷击影响的地区安装了一批100台等电位网络避雷器进行试用，实践证明防护效果良好，安装避雷器的室外有源设备均未损坏。 　　2008年、2009年，南京公司继续增加避雷器在网络中的