光纤.光缆.光端机传输系统的防雷与接地技术探讨

防雷
雷电总是出其不意地袭击，给没有防雷设施或防雷措施不当的运动场馆的图像信息系统带来麻烦。通常表现为：1、天线设施击毁；2、传输线路和设施损坏；3、接地和终端设施被毁等。 
如MTVT-91型微波开路电视传输系统，新型的全向圆极化缝隙天线、螺旋天线等设备通常安装在室外。微波传输系统的发射机和天线如果不采用防雷设施，雷击的可能性很大。 

光缆中的纤芯是非金属材料，不受雷击的影响。但是同轴电缆、控制电缆和光纤中金属护套等，极易受到雷击的危害。所以在运动场馆中的监控电视系统中，加强防雷措施，这是至关重要的。 
进入监控中心的架空电缆和杆顶，或是高于附近其他建筑物处装设的摄像机和各种缆线应有避雷保护。 
架空光缆一般不设专门的防雷设施，但为了减少雷电对架空光缆的影响，光缆吊线一般每隔1公里必须接地。 
埋式光缆的线路防雷材料最好选用有色金属线，有色金属线的阻抗非常小，防雷效果好。CCITT《防雷手册》指出：雷电流峰值的平均值约20kA，大于100kA的记录为罕见。光纤塑料外护套的厚度多为2mm，冲击击穿电流设为100kA；当雷电流为20kA，土壤电阻率为100、500、1,000Ω时，导致光缆塑料外护套击穿的距离分别是３、1６、３２m。当年平均雷暴日（Ｄ）为２０，土壤电阻率（ρ）为100Ω?m的光缆通信线路上，雷击可期次数约为０.５次，随着ρ值的增大，雷击的可期次数也增大。 
因此，根据国内外的理论计算和应用经验，应加强以下防雷措施： 
１、电(光)缆的金属护套和铠装不作接地，使之处于浮动地； 
２、电(光)缆的金属护套（或铠装）、金属加强构件，或接头处相邻电(光)缆间不作电气连通；电(光)缆各金属构件也不做电气连通。 
３、对无铜线电(光)缆铺设一根防雷线；对于有铜线电(光)缆铺设两根防雷线； 
４、用于发射和接收无线电信号的天线及其杆塔必须有防雷措施，天线的杆顶应安装接闪器。 
５、天线的馈线应穿金属管道或紧贴防雷下引线。 
６、户外设备，应具有防雾、雨、雪、冰凌、大风、温湿的性能等。 

接地
　　 图像信息系统的接地问题与一般供电和防雷接地有所不同。电视的视频信号通常用１Ｖp-p值的电平传输，其阻抗为７５Ω，视频电缆的屏蔽网层与系统地相接。系统地主要是用来防止电气干扰和提供一个稳定的基准电位。接地，通常指电气设备和地之间组成的电气连接，并使电荷通过地的部分称作接地。接地常用的参数指标有： 
接地电阻指的是接地体本身的电阻、接地体与土壤间的接触电阻、接地体附近的土壤电阻、接地体至电气设备间连接导体的电阻等。在中等土壤电阻率的土壤情况下，一般是离接地体20m,如图可以看出，在20m处的电位只有所加电压最大值的2%，一般可以认为是零电位点。 
土壤电阻率――土壤电阻率常常也叫做电阻系数。其用符号ρ表示，单位是欧?米，实用单位是欧?厘米。土壤电阻率数值受多种因素的影响，各种土壤在不同条件下的电阻率都是不同的。如表所示。接地作用和各种接地电阻的要求,一般分为四种情况: 

附表：常见的土壤电阻率
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土壤类别 粘土 一般土壤 黄土 砂质土壤 砂石层 干性混凝土 
ρ(Ω/m) 20 60 200 30 1000 1100
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a.工作接地 电路利用大地作回路,起着工作回路的作用。工作接地一般不利用其他自然接地体，例如金属上下水管、暖气管、煤气管、建筑物构架等。工作接地电阻值应小于等于4Ω。 
b.保护接地 为了人生和设备的安全,利用大地建立统一的参考电位。保护接地引线必须是专用的，而且都是单独地从保护接地母线直接引出。保护接地电阻值要求小于等于10Ω。 
c.防雷接地 为了人和物的安全,防止雷电流的危害。各类防雷接地装置的接地电阻，一般应根据落雷时的反击条件来决定。防雷接地电阻值应小于等于10Ω。 
d.静电接地 为了防止静电引起的灾害,把管道或设备进行接地。防静电接地要求在洁净干燥的环境中，所有设备外壳及室内设施必须均与PE线多点可靠连接。防静电接地电阻要求应小于等于100Ω。 
还有独立的交流工作接地电阻值应小于等于4Ω；独立的直流工作接地电阻值应小于等于4Ω；建筑物防雷装置散流电阻、供配电系统强弱电接地共用时，其接地电阻值应小于等于1Ω；系统工艺地电阻值应小于等于0.4Ω。 
运动场馆中的图像信息接地系统应为一独立系统，不能与电力系统的地网、防雷地网、建筑物基础，以及发射和接收天线的接地网等相连。因此，系统在选择埋设接地体的场地、开挖地沟、以及在铺设接地体时就要特别注意，防止与这些地网的的金属导体碰触，以免影响使用效果。
所以，在视频信号传输时，无论是利用电缆还是光缆，无论是采用有线还是微波传输信号，无论是传输模拟信号还是数字信号,系统的接地都是非常重要的。