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1 有线电视网络防雷的方案选择

    有线电视网络采用怎样的雷电防护方案主要应考虑以下几个方面:

1.1 当地的气象情况
    查阅有关资料或咨询当地气象部门了解当地有关雷击的气象资料，其中一项重要资料就是：“年平均雷暴日”。一般来讲，年平均雷暴日在一定程度上可以反映雷电灾害的强弱，但同时也应充分考虑当地的具体情况，因为“年平均雷暴日”并不能完全反映雷击的损坏情况，因为只要当天听到了一次和一次以上的雷声就算一个雷暴日，并不能完全反映当日发生的雷击次数和雷击强度。所以历年来雷击发生后设备的损坏比例和损坏程度是非常值得考虑的因素。
　　在避雷器的选型时，雷电灾害越多、强度越高的地区，应该选择放电电流更大的产品。

1.2 设备的供电方式

1.2.1 采用220V供电的设备
　　采用220V供电的设备，包括：放大器、光接收机（站）、可寻址集线器、集中供电器、宽带交换机、路由器等，最容易遭受雷击而损坏，所以均应安装等电位电源避雷器。信号端口是否需要安装同轴避雷器，需要根据当地的具体情况（即设备因雷电波从信号端口侵入造成设备损害的多少）而定。放大器、光接收机传输频率较高(5～862MHz)，感应雷的主要成分频率一般在100KHz以下，故可以采用高压瓷片电容进行隔离。这种情况，作为一般有线电视网络维护的技术人员往往是很难判断的，因为雷击对电源部分的损坏是最普遍也是最严重的，当放大模块因雷击损坏时，电源一般都不能幸免。但是毕竟对于220V供电的设备，雷电从信号端口侵入造成严重损坏的情况时很少，特别是选用性能质量较好的产品更是这样。建议220V供电的放大器、光接收机安装电源避雷器就可以了，不必为了几率很小的情况，去投入太多的资金！或者将信号通道的防雷作为下一步考虑：如果设备电源安装电源避雷器后得到充分的保护，雷电从信号通道入侵造成损坏的情况较多，就可以考虑增加信号通道避雷器。
　　宽带交换机、路由器等宽带网络设备的情况就不一样了。由于工作频率较低，设备本身难以采用像放大器一样的隔离手段，而且数字微电子芯片的抗雷电冲击能力更差，价值又比较高，所以除安装电源避雷器外，还必须安装用网络避雷器来进行保护。

1.2.2 采用60V供电的设备
    采用60V供电的设备主要包括：放大器、光接收机（站）、可寻址集线器等，它们受雷击损坏的情况比采用220V供电的设备要少一些，但还是应该采取防雷措施保证系统的安全。
　　60V设备的防雷相对简单，因为系统中只有两种电位，既电缆芯线（信号和60V交流）、地线（电缆外导体、设备外壳、承载钢缆、电源地相连一起接地）。首先应做好接地，包括电缆外导体、设备外壳、承载钢缆。应该注意到；接地做得好的系统在相同的气象环境中因雷击造成的设备损坏要少得多！再加装同轴避雷器，可以取得很好的防雷效果。
　　雷击灾害比较严重的地区应采用多通道同轴避雷器，相对彻底地消除雷击隐患；雷击灾害比较轻的地区或经济条件有限的网络可采用单通道同轴避雷器，每台设备加装一只，即使花很少的钱也可以取得较好的防雷效果。

1.2.3 经济效益和社会效益
    以往，大多数有线电视网络都不太重视防雷问题，最主要的原因有两个：一是对目前国内防雷技术现状不太了解，对防雷产品没有信心，其实在某些领域国内的防雷技术真甚至走在了世界前列，特别是个性化的产品方面；二是资金方面的问题，为整个传输网络中的所有设备安装避雷器、改善接地，确实需要花费不少的资金，即使经济状况允许也一时下不了决心，结果造成雷雨季节大范围设备损毁的情况，疲于奔命不说，群众意见还不少。
　　对于雷击灾害非常严重的地区，即使给所有设备安装避雷器，尽管花费不少，但也可以在不太长的时间内收回成本，即购买防雷设备的花费少于维修或更换设备的费用。
　　对于雷击灾害不是特别严重的地区，情况就不一样了，网络中不采取防雷措施，设备坏了就修，从费用来讲可能也比安装避雷器要低得多，在有线电视设备厂家比较集中的四川地区，产品维修也比较方便，情况更是如此。单纯算经济帐的确如此，但是因雷击造成设备大范围损坏、大面积信号中断，即使维护人员很充足也很难在短时间内恢复正常，特别是偏远农村地区，信号中断一两天以上是很正常的事情。广播电视是党和国家的喉舌、也是人民群众文化娱乐、获取知识、了解国际国内形势的主要渠道。长时间信号中断会让广大群众很不满意。从让群众满意的角度来讲，尽量减少雷击灾害造成的信号中断，是广大广电工作者的一项重要职责。如果系统中所有设备均采取了防雷措施，那么损坏设备的数量就可能降到最低，就不会造成大面积信号中断，只是有少量设备损坏，也可以在很短的时间内使信号恢复正常。

2 对有关热点问题的探讨

　　下面对有线电视防雷中遇到或可能遇到的一些问题进行讨论，希望有助于建立正确的防雷观念并提高系统的防雷能力。
　　
2.1 关于等电位
　　这里很有必要谈谈等电位的问题。简单地说，等电位是一种防雷工程中经常采用的一种接地连接方法，即把一栋大楼或一个系统中各子系统（各种弱电、强电）的地线和各种可能引入雷电的金属构件按规定进行直接电器连接或通过等电位连接器进行连接，从而避免雷击入地时（电流常常在几十千安以上）引起的地电位抬升击毁设备和引起人身伤害事故。
　　有线电视网络的等电位连接非常简单。只要把电源地、电缆外导体、设备外壳、承载钢缆等进行电气连接成公共地就实现了等电位连接。其实有线电视系统中电缆外导体、设备外壳、承载钢缆本身就已相连，只要把220V电源地连接到公共地就实现了等电位连接。这样，对于采用220V供电的有线电视分配网络中有以下四种电位：电缆芯线（信号）、地线（电缆外导体、设备外壳、承载钢缆、电源地相连一起接地）、火线、零线。正规厂家生产的220V供电的放大器、光接收机等产品，输入、输出均设置有高压隔离电容（≥1kV）和气体放电管，而且输入、输出电路具有一定的隔离和旁路作用，所以信号部分遭受感应雷而损坏的比例远小于电源损坏的比例，一般价值较低的220V设备可以只加装电源避雷器。只要在火线、零线、地线之间加装三线避雷器（保护模式为： L- N、L-PE、N-PE，也称为全保护模式）就构成了等电位避雷器。两线的差模保护电源避雷器不适合应用在有线电视网络中，这是实践已经证明了的。
　 60V设备的防雷相对简单，因为系统中只有两种电位，既电缆芯线（信号和60V交流）、地线（电缆外导体、设备外壳、承载钢缆、电源地相连一起接地）。加装同轴避雷器、做好接地，可以取得很好的防雷效果。
　　
2.2 关于接地和安全
    有些厂家宣传等电位避雷器可以不接地，从防雷效果上来说，的确没有太大的差异，在雷电作用下，虽然系统中存在的几种电位被抬得很高，但相互之间的电位差被钳位在较低的数值。但是从安全用电的角度来讲，系统又必须按标准接地，否则在异常情况下，容易造成人畜触电伤亡事故。譬如，在采用220V供电的电缆分配系统中，安装等电位避雷器要求电源地与电缆外导体、承载钢缆进行电气连接，如果没有做接地的话，当遭遇高强度感应雷或直击雷将避雷器火线（L）与地线（PE）之间击穿，这时候电缆外导体和承载钢缆就会带电，人畜触及后就很可能造成伤亡事故。
    当然，要做到每个接地点的接地电阻低于4欧姆是很困难的、维护就更不用说了，特别是农村网络，费用也是一个主要原因。但是我们认为：即使接地电阻达不到标准要求，也比不接地好得多，至少发生人畜伤亡事故的可能性就很小了。

3 避雷器的选型

3.1 避雷器主要技术参数
　　电源避雷器的主要技术参数有：标称工作电压、最大持续工作电压、标称放电电流或最大放电电流、标称放电电流下残压、保护模式。保护模式一般为全保护即等电位方式：L-PE、N-PE、L-N。其中放电电流和残压是避雷器最关键的技术指标。
　　同轴避雷器的主要技术参数有：标称工作电压、最大持续工作电压、标称放电电流或最大放电电流、标称放电电流下残压，RF指标有传输频率范围、插损、反射损耗等。保护模式为芯线对外壳。除放电电流和残压外，RF指标也是值得考虑的关键的技术指标，特别是插损，否则会导致信号电平降低并形成累加。

3.2 选用指南
　　在避雷器选型过程中，遵循以下原则是非常有用的：
3.2.1 保护方式
3.2.1.1 采用220V供电的设备
　　一般安装等电位电源避雷器就可以了，对于强雷区或信号端口遭雷击损坏设备较多的情况可以增加多通道同轴避雷器或选用电源+信号组合避雷器。
3.2.1.2 采用60V供电的设备
　　集中供电器应采用等电位电源避雷器，放大器、光接收机等设备安装同轴避雷器，至于选用单通道还是多通道，可根据实际情况而定。
　　中雷区推荐采用单通道同轴避雷器，每台设备安装一只，可获得最佳的性价比。有些厂家推荐的2～3台设备安装一只，是不科学的，是为了迎合用户降低防雷成本的需求，试想10KA的雷电电流在几十至几百米长度的电缆上会产生多大的电压差？对电缆另一边的设备还能起到多大的保护作用？
　　多雷区和强雷区推荐采用多通道同轴避雷器，具有更大的放电电流和更低的残压。每台设备需安装一只。
3.2.1.3 网线
　　进出网线均应安装网络避雷器，并应注意传输速率的限制。
　　
3.2.2 标称放电电流（最大放电电流）的选取
　　避雷器的标称放电电流推荐按以下参考值选取：少雷区：5～10KA，中雷区：10～20KA，多雷区：15～30，强雷区：30～40KA。具体数值还要根据各自的情况而定，而且还需要考虑：当地的雷暴强度、设备工作环境、设备价值。这样就可以做到在尽量降低成本的前提下取得较好的防雷效果。在资金不是很宽裕的条件下，一味地追求大放电电流是不必要的。
　　例如，某地处中雷区的有线电视网络全部设备采用220V供电，总数量约5000台，未采用电源避雷器之前，每年因雷击造成不同程度损坏的设备约占总数的25%。后来打算逐步安装等电位电源避雷器，根据厂家的建议，首先在两个相邻的、设备数量相近（各自约600台）的网络中分别安装了标称放电电流为10KA和15KA的等电位电源避雷器，雷雨季节后统计资料表明，一年中因雷击损坏的放大器和光接收机数量分别下降到总数的约3%和2.5%，雷击损坏率分别降低了88%和90%，即因雷击损坏的设备数量相差2~3台，差别不大。但是分别采用10KA和15KA避雷器的费用却相差近40%。所以客户决定以后全部安装10KA避雷器，认为其性价比更高。当然，随着使用年限增加，保护效果的差异可能会有所加大。
　　如果经济状况比较好，还是考虑放电电流更大的产品为宜，因为其使用寿命相对要长一些。也可以区别对待，即价值较高或地处雷击多发地带的设备可以选用放电电流更大的产品。
　　
3.2.2 关于避雷器的残压
    避雷器的残压水平直接关系到防雷效果的好坏，所以在避雷器选型时应重点关注这一指标。其实等电位避雷器的含义并不是电位差为零，而是电位差（可以理解为残压）较低而已，到底要低到什么程度？低到被保护设备不会因雷击而损坏！并不是等电位避雷器保护效果都好，关键是要看它的残压高低。
　　越高档的设备对避雷器的残压要求越严格。一般串联型避雷器的残压低于并联型，可用于高档设备的保护。
　　一般开关电源的抗过压能力低于线性电源，所以应选用残压较低的避雷器。

3.2.3 避雷器的生产工艺
　　避雷器的结构、工艺不仅影响其性能指标，而且对其使用寿命的影响更大。一般避雷器中均采用了压敏电阻作为防雷元件，而压敏电阻的材料决定了其寿命一般不超过十年，高温、潮湿环境更容易加速其老化，所以避雷器最好采用密封生产工艺。
　　电源避雷器可采用优质导热、阻燃环氧树脂进行模块化封装，不仅可以防潮、防水、防暴，还可以改善其散热性能提高使用寿命、即使被雷电击穿后也不起明火，杜绝火灾事故的发生。
    同轴避雷器为满足高频性能，则不宜采用环氧树脂来罐封，但可以采取其它工艺来实现密封性能，做到防水、防潮、避免明火。
    发生雷击时，流过防雷元件的电流非常大，对焊接的工艺要求很高，虚焊是绝对不允许出现的，因为在强大的电流下，虚焊很容易使焊点温度急剧升高并导致焊点脱离；应采用铜箔加厚型PCB板材；各防雷元件之间的连线应尽可能短，电路板走线尽量宽、采取堆锡埋线等方法，尽量降低连接电阻，并具有足够的过大电流能力。