雷電對弱電設備的干擾與防護
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技術(shù)方案與實(shí)用技巧
(2)由計算機通信線(xiàn)路入侵可分為三種情況
①當地面突出物遭直擊雷打擊時(shí)，強雷電壓將鄰近土壤擊穿，雷電流直接入侵到電纜外皮，進(jìn)而擊穿外皮，使高壓入侵線(xiàn)路。
②雷云對地面放電時(shí)，在線(xiàn)路上感應出上千伏的過(guò)電壓，擊壞與線(xiàn)路相連的電器設備，通過(guò)設備連線(xiàn)侵入通信線(xiàn)路。這種入侵沿通信線(xiàn)路傳播，涉及面廣，危害范圍大。
③若通過(guò)一條多芯電纜連接不同來(lái)源的導線(xiàn)或者多條電纜平行鋪設時(shí)，當某一導線(xiàn)被雷電擊中時(shí)，會(huì )在相鄰的導線(xiàn)感應出過(guò)電壓，擊壞低壓電子設備。
(3)地電位反擊電壓通過(guò)接地體入侵
雷擊時(shí)強大的雷電流經(jīng)過(guò)引下線(xiàn)和接地體泄入大地，在接地體附近呈放射型的電位分布，若有連接電子設備的其他接地體靠近時(shí)，即產(chǎn)生高壓地電位反擊，入侵電壓可高達數萬(wàn)伏。建筑物防直擊雷的避雷引入了強大的雷電流通過(guò)引下線(xiàn)入地，在附近空間產(chǎn)生強大的電磁場(chǎng)變化，會(huì )在相鄰的導線(xiàn)(包括電源線(xiàn)和信號線(xiàn))上感應出雷電過(guò)電壓，因此建筑物避雷系統不但不能保護計算機，反而可能引入雷電。計算機網(wǎng)絡(luò )系統等設備的集成電線(xiàn)芯片耐壓能力很弱，通常在100V以多級層保護。
3)電源部分防護
弱電設備的電源雷電侵害主要是通過(guò)線(xiàn)路侵入。高壓部分有專(zhuān)用高壓避雷裝置，電力傳輸線(xiàn)把對地的電壓限制到小于6 000V(IEEEEC62．41)，而線(xiàn)對線(xiàn)則無(wú)法控制。所以，對380V低壓線(xiàn)路應進(jìn)行過(guò)電壓保護，按國家規范應有三部分：建議在高壓變壓器后端到二次低壓設備的總配電盤(pán)間的電纜內芯線(xiàn)兩端應對地加避雷器或保護器，作一級保護；在二次低壓設備的總配電盤(pán)至二次低壓設備的配電箱間電纜內芯線(xiàn)兩端應對地加裝避雷器保護器，作二級保護；在所有重要、精密的設備以及UPS的前端應對地加裝避雷器或保護器，作為三級保護。目的是用分流(限幅)技術(shù)即采用高吸收能量的分流設備(避雷器)將雷電過(guò)電壓(脈沖)能量分流泄入大地，達到保護目的。分流(限幅)技術(shù)中采用防護器的品質(zhì)、性能的好壞是直接關(guān)系網(wǎng)絡(luò )保護的關(guān)鍵，因此，選擇合格優(yōu)良的避雷器或保護器至關(guān)重要。
4)信號部分保護
對于信息系統，應分為粗保護和精細保護。粗保護量級根據所屬保護區的級別確定，精細保護要根據電子設備的敏感度來(lái)進(jìn)行確定。本文引用地址：http://dyxdggzs.com/article/181213.htm
3 綜合浪涌保護系統組合
1)三級保護
對于自動(dòng)化控制系統的所需浪涌保護應在系統設計中進(jìn)行綜合考慮，針對自動(dòng)化控制裝置的特性，應用于該系統的浪涌保護器基本上可以分為三級，對于自動(dòng)化控制系統的供電設備來(lái)說(shuō)，需要雷擊電流放電器、過(guò)壓放電器以及終端設備保護器。數據通信和測控技術(shù)的接口電路，比各終端的供電系統電路顯然要靈敏得多，所以必須對數據接口電路進(jìn)行細保護。
自動(dòng)化裝置的供電設備的第一級保護采用雷擊電流放電器，它們不是安裝在建筑物的進(jìn)口處，就是在總配電箱里。為保證后續設備承受的剩余殘壓不過(guò)高，所以必須根據對保護范圍的性質(zhì)，安裝第二級保護。在下級配電設施中安裝過(guò)電壓放電器，作為二級保護措施，作為第三級保護是為了保護儀器設備，采取的方法是把過(guò)電壓放電器直接安裝在儀器的前端。在不同等級的放電器之間，必須遵守導線(xiàn)的最小長(cháng)度規定。供電系統中雷擊電流放電器與過(guò)壓放電器之間的距離不得小于10m，過(guò)壓放電器同儀器設備保護裝置之間的導線(xiàn)距離則不應低于5m。
2)三級保護器件
(1)充有惰性氣體的過(guò)電壓放電器
是自動(dòng)化控制系統中應用較廣泛的一級浪涌保護器件。充有惰性氣體過(guò)電壓放電器，一般構造的這類(lèi)放電器可以排放20kA／μs或者2．5kA／μs以?xún)鹊乃沧冸娏?。氣體放電器的響應時(shí)間處于毫微秒范圍，其被廣泛地應用于遠程通信范疇。該器件的一個(gè)缺點(diǎn)是其觸發(fā)特性與時(shí)間相關(guān)，其上升時(shí)間的瞬變量同觸發(fā)特性曲線(xiàn)在幾乎與時(shí)間軸平行的范圍里相交。因此保護電平將同氣體放電器額定電壓相近。而特別快的瞬變量將同觸發(fā)曲線(xiàn)在十倍于氣體放電器額定電壓的工作點(diǎn)相交，也就是說(shuō)，如果某個(gè)氣體放電器的最小額定電壓90V，那么線(xiàn)路中剩余的殘壓可高達900V。它的另一個(gè)缺點(diǎn)是可能會(huì )產(chǎn)生后續電流。在氣體放電器被觸發(fā)的情況下，尤其是在阻抗低、電壓超過(guò)24V的電路中會(huì )出現下列情況：原來(lái)希望維持幾個(gè)毫秒的短路狀態(tài)，會(huì )因為該氣體放電器繼續保持下去，由此引起的后果可能是該放電器在幾分之一秒的時(shí)間內炸碎。所以在應用氣體放電器的過(guò)電壓保護電路中應該串聯(lián)一個(gè)熔斷器，使得這種電路中的電流很快地被中斷。
(2)壓敏電阻
壓敏電阻被廣泛作為系統中的二級保護器件，因壓敏電阻在毫微秒時(shí)間范圍內具有更快的響應時(shí)間，不會(huì )產(chǎn)生后續電流的問(wèn)題。在測控設備的保護電路中，壓敏電阻可以用于放電電流為2．5～5kA／μs的中級保護裝置。壓敏電阻的缺點(diǎn)是老化和較高的電容問(wèn)題，老化是指壓敏電阻中二極管的P-N結部分，在通常過(guò)載情況下，P-N結會(huì )造成短路，其漏電流將因此而增大，其值的大小取決于承載的頻繁程度。其應用于靈敏的測量電路中將造成測量失真，并且器件易發(fā)熱。壓敏電阻大電容問(wèn)題使它在許多場(chǎng)合不能應用于高頻信息傳輸線(xiàn)路，這些電容將同導線(xiàn)的電感一起形成低通環(huán)節，從而對信號產(chǎn)生嚴重的阻尼作用。不過(guò)，在30kHz以下的頻率范圍內，這一阻尼作用是可以忽略。
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