防雷器在電源系統(tǒng)中原理以及應(yīng)用

1、 一、雷電防護(hù)基本原理 雷電及其它強(qiáng)干擾對(duì)通信系統(tǒng)的致?lián)p及由此引起的后果是嚴(yán)重的，雷電防護(hù)將成為必需。雷電由高能的低頻成份與極具滲透性的高頻成份組成。其主要通過(guò)兩種形式，一種是通過(guò)金屬管線或地線直接傳導(dǎo)雷電致?lián)p設(shè)備；一種是閃電通道及泄流通道的雷電電磁脈沖以各種耦合方式感應(yīng)到金屬管線或地線產(chǎn)生浪涌致?lián)p設(shè)備。絕大部分雷損由這種感應(yīng)而引起。對(duì)于電子信息設(shè)備而言，危害主要來(lái)自于由雷電引起的雷電電磁脈沖的耦合能量，通過(guò)以下三個(gè)通道所產(chǎn)生的瞬態(tài)浪涌

2、。金屬管線通道，如自來(lái)水管、電源線、天饋線、信號(hào)線、航空障礙燈引線等產(chǎn)生的浪涌；地線通道，地電們反擊；空間通道，電磁小組的輻射能量。 其中金屬管線通道的浪涌和地線通道的地電位反擊是電子信息系統(tǒng)致?lián)p的主要原因，它的最見(jiàn)的致?lián)p形式是在電力線上引起的雷損，所以需作為防擴(kuò)的重點(diǎn)。由于雷電無(wú)孔不入地侵襲電子信息系統(tǒng)，雷電防護(hù)將是個(gè)系統(tǒng)工程。雷電防護(hù)的中心內(nèi)容是泄放和均衡。 1.泄放是將雷電與雷電電磁脈沖的能量通過(guò)大地泄放，并且應(yīng)符合層次性原則，即

3、盡可能多、盡可能遠(yuǎn)地將多余能量在引入通信系統(tǒng)之前泄放入地；層次性就是按照所設(shè)立的防雷保護(hù)區(qū)分層次對(duì)雷電能量進(jìn)行削弱。防雷保護(hù)區(qū)又稱電磁兼容分區(qū)，是按人、物和信息系統(tǒng)對(duì)雷電及雷電電磁脈沖的感受強(qiáng)度不同把環(huán)境分成幾個(gè)區(qū)域：LPZOA 區(qū)，本區(qū)內(nèi)的各物體都可能遭到直接雷擊，因此各特體都可能導(dǎo)走全部雷電流，本區(qū)內(nèi)電磁場(chǎng)沒(méi)有衰減。LPZOB 區(qū)，本區(qū)內(nèi)的各物體不可能遭到直接雷擊，但本區(qū)電磁場(chǎng)沒(méi)有衰減。LPZ1 區(qū)，本區(qū)內(nèi)的各物體不可能遭到直接雷擊

4、，流往各導(dǎo)體的電流比 LPZOB 區(qū)進(jìn)一步減少，電磁場(chǎng)衰減和效果取決于整體的屏蔽措施。后續(xù)的防雷區(qū)（LPZ2 區(qū)等）如果需要進(jìn)一步減小所導(dǎo)引的電流和電磁場(chǎng)，就應(yīng)引入后續(xù)防雷區(qū)，應(yīng)按照需要保護(hù)的系統(tǒng)所要求的環(huán)境區(qū)選擇且續(xù)防雷區(qū)的要求條件。保護(hù)區(qū)序號(hào)越高，預(yù)期的干擾能量和干擾電壓越低。在現(xiàn)代雷電防護(hù)電流波形測(cè)試與表示其通流能力。防感應(yīng)雷的防雷器通常用于不可能被直擊雷擊中的線路保護(hù)，如 LPZOB 區(qū)與 LPX1 區(qū)、LPZ1 區(qū)交界處的保護(hù)

5、。用 8/20μs 電流波形測(cè)試與表示其通流能力響應(yīng)時(shí)間，防雷器對(duì)瞬態(tài)現(xiàn)象起控制作用所需的時(shí)間，與波形性質(zhì)有關(guān)。殘壓，防雷器對(duì)瞬態(tài)現(xiàn)象的電壓限制能力，與雷電流幅值及波形性質(zhì)有關(guān)。 三、防雷器的選用 三、防雷器的選用 基于防雷器的防護(hù)想要取得理想的效果，應(yīng)注重“在合適的地方合理地裝設(shè)合適的防雷器”，防雷器的選擇十分重要。 1.進(jìn)入建筑物的各種設(shè)施之間的雷電流分配情況如下：約有 50%的雷電流經(jīng)外部防雷裝置泄放入地，另有 50%的雷電流將在

6、整個(gè)系統(tǒng)的金屬物質(zhì)內(nèi)進(jìn)行分配。這個(gè)評(píng)估模式用于估算在 LPAOA 區(qū)、LPZOB 區(qū)和 LPZ1 區(qū)交界處作等電位連接的防雷器的通流能力和金屬導(dǎo)線的規(guī)格。該處的雷電流為 10/35μs 電流波形。在各金屬物質(zhì)中雷電流的分配情況下：各部分雷電流幅值取決于各分配通道有的阻抗與感抗，分配通道是指可能被分配到雷電流的金屬物質(zhì)，如電力線、信號(hào)線、自來(lái)水管、金屬構(gòu)架等金屬管級(jí)及其它接地，一般僅以各自的接地電阻值就可以大致估算。在不能確定的情況下，可

7、以認(rèn)為接是電阻相等，即各金屬管線平均分配電流。 2.在電力線架空引入，并且電力線可能被直擊雷擊中時(shí)，進(jìn)入建筑物內(nèi)保護(hù)區(qū)的雷電流取決于外引線路、防雷器放電支路和用戶側(cè)線路的阻抗和感抗。如內(nèi)外兩端阻抗一致，則電力線被分配到一半的直擊雷電流。在這種情況下必須采用具有防直擊雷功能的防雷器。 3.后續(xù)的評(píng)估模式用于評(píng)估 LPZ1 區(qū)以后防護(hù)區(qū)交界處的雷電流分配情況。由于用戶側(cè)絕緣阻抗遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于防雷器放電支路與外引線路的阻抗，進(jìn)入后續(xù)防雷區(qū)的雷電流將