雷電及其它強干擾對通信系統(tǒng)的致?lián)p及由此引起的后果是嚴(yán)重的，雷電防護(hù)將成為必需蒙保。雷電由高能的低頻成份與極具滲透性的高頻成份組成辕棚。其主要通過兩種形式，一種是通過金屬管線或地線直接傳導(dǎo)雷電致?lián)p設(shè)備邓厕；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)備逝嚎。絕大部分雷損由這種感應(yīng)而引起。對于電子信息設(shè)備而言详恼，危害主要來自于由雷電引起的雷電電磁脈沖的耦合能量补君，通過以下三個通道所產(chǎn)生的瞬態(tài)浪涌。金屬管線通道昧互，如自來水管挽铁、電源線、天饋線机凭、信號線迟伤、航空障礙燈引線等產(chǎn)生的浪涌窖升；地線通道，地電們反擊娘型；空間通道呕瞎，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的主要原因箭瘫，它的最見的致?lián)p形式是在電力線上引起的雷損劈狼，所以需作為防擴(kuò)的重點。由于雷電無孔不入地侵襲電子信息系統(tǒng)猩吕，雷電防護(hù)將是個系統(tǒng)工程。雷電防護(hù)的中心內(nèi)容是泄放和均衡涣疑。

　　1.泄放是將雷電與雷電電磁脈沖的能量通過大地泄放脸掘，并且應(yīng)符合層次性原則，即盡可能多诞嗦、盡可能遠(yuǎn)地將多余能量在引入通信系統(tǒng)之前泄放入地纷臊；層次性就是按照所設(shè)立的防雷保護(hù)區(qū)分層次對雷電能量進(jìn)行削弱。防雷保護(hù)區(qū)又稱電磁兼容分區(qū)乌企，是按人虑润、物和信息系統(tǒng)對雷電及雷電電磁脈沖的感受強度不同把環(huán)境分成幾個區(qū)域：LPZOA區(qū)，本區(qū)內(nèi)的各物體都可能遭到直接雷擊加酵，因此各特體都可能導(dǎo)走全部雷電流拳喻，本區(qū)內(nèi)電磁場沒有衰減。LPZOB區(qū)猪腕，本區(qū)內(nèi)的各物體不可能遭到直接雷擊冗澈，但本區(qū)電磁場沒有衰減。LPZ1區(qū)陋葡，本區(qū)內(nèi)的各物體不可能遭到直接雷擊亚亲，流往各導(dǎo)體的電流比LPZOB區(qū)進(jìn)一步減少，電磁場衰減和效果取決于整體的屏蔽措施腐缤。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)引的電流和電磁場捌归，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)的要求條件岭粤。保護(hù)區(qū)序號越高惜索，預(yù)期的干擾能量和干擾電壓越低。在現(xiàn)代雷電防護(hù)技術(shù)中沸根，防雷區(qū)的設(shè)置具有重要意義健十，它可以指導(dǎo)我們進(jìn)行屏蔽、接地瘟百、等電們連接等技術(shù)措施的實施织娶。

　　2.均衡就是保持系統(tǒng)各部分不產(chǎn)生足以致?lián)p的電位差霹糜，即系統(tǒng)所在環(huán)境及系統(tǒng)本身所有金屬導(dǎo)電體的電位在瞬態(tài)現(xiàn)象時保持基本相等，這實質(zhì)是基于均壓等電位連接的掐赠。由可靠的接地系統(tǒng)淳篡、等電位連接用的金屬導(dǎo)線和等電位連接器（防雷器）組成一個電位補償系統(tǒng)，在瞬態(tài)現(xiàn)象存在的極短時間里糯湃，這個電位補償系統(tǒng)可以迅速地在被保護(hù)系統(tǒng)所處區(qū)域內(nèi)所有導(dǎo)電部件之間建立起一個等電位些援，這些導(dǎo)電部件也包括有源導(dǎo)線。通過這個完備的電位補償系統(tǒng)捧擂，可以在極短時間內(nèi)形成一個等電位區(qū)域准徘，這個區(qū)域相對于遠(yuǎn)處可能存在數(shù)十千伏的電位差。重要的是在需要保護(hù)的系統(tǒng)所處區(qū)域內(nèi)部艾遗，所有導(dǎo)電部件之間不存在顯著的電位差洛退。

　　3.雷電防護(hù)系統(tǒng)由三部分組成，各部分都有其重要作用杰标，不存在替代性兵怯。外部防護(hù)，由接閃器腔剂、引下線媒区、接地體組成，可將絕大部分雷電能量直接導(dǎo)入地下泄放掸犬。過渡防護(hù)袜漩，由合理的屏蔽、接地登渣、布線組成噪服，可減少或阻塞通過各入侵通道引入的感應(yīng)。內(nèi)部防護(hù)胜茧，由均壓等電位連接粘优、過電壓保護(hù)組成，可均衡系統(tǒng)電位呻顽，限制過電壓幅值去谈。

　　二、防雷器的作用及技術(shù)參數(shù)

　　防雷器又稱等電位連接器喇纬、過電壓保護(hù)器费罚、浪涌抑制器、突波吸收器凯书、防雷保安器等滋池，用于電源線防護(hù)的防雷器稱為電源防雷器。鑒于目前的雷電致?lián)p特點咬恨，雷電防護(hù)尤其在防雷整改中茸暖，基于防雷器防護(hù)方案是最簡單文鸽、經(jīng)濟(jì)的雷電防護(hù)解決方案。防雷器的主要作用是瞬態(tài)現(xiàn)象時將其兩端的電位保持一致或限制在一個范圍內(nèi)畦瞒，轉(zhuǎn)移有源導(dǎo)體上多余能量纹词。

　　進(jìn)入地下泄放，是實現(xiàn)均壓等電位連接的重要組成部分冠秉。防雷器的一些主要技術(shù)參數(shù)：額定工作電壓残匈、額定工作電流，特批串并式電源防雷器的載流量视事。通流能力胆萧，防雷器轉(zhuǎn)移雷電流的能力，以千安為單位郑口，與波開開式有關(guān)鸳碧。防雷器在功能上可分為可防直擊雷的防雷器和防感應(yīng)雷的防雷器∪裕可防直擊雷的防雷器通常用于可能被直擊雷擊中的線路保護(hù)，如LPZOA區(qū)與LPZ1區(qū)交界處的保護(hù)腾仅。用10/35μs電流波形測試與表示其通流能力乒裆。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)推励、LPZ1區(qū)交界處的保護(hù)鹤耍。用8/20μs電流波形測試與表示其通流能力響應(yīng)時間，防雷器對瞬態(tài)現(xiàn)象起控制作用所需的時間验辞，與波形性質(zhì)有關(guān)稿黄。殘壓，防雷器對瞬態(tài)現(xiàn)象的電壓限制能力跌造，與雷電流幅值及波形性質(zhì)有關(guān)睡谒。

　　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尾丑，應(yīng)注重“在合適的地方合理地裝設(shè)合適的防雷器”榆墅，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熔淘，另有50%的雷電流將在整個系統(tǒng)的金屬物質(zhì)內(nèi)進(jìn)行分配榨未。這個評估模式用于估算在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)格饼痘。該處的雷電流為10/35μs電流波形收谭。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)全僧，如電力線旧败、信號線还桶、自來水管、金屬構(gòu)架等金屬管級及其它接地碧农，一般僅以各自的接地電阻值就可以大致估算溯鱼。在不能確定的情況下，可以認(rèn)為接是電阻相等屹堰，即各金屬管線平均分配電流肛冶。

　　2.在電力線架空引入，并且電力線可能被直擊雷擊中時扯键，進(jìn)入建筑物內(nèi)保護(hù)區(qū)的雷電流取決于外引線路睦袖、防雷器放電支路和用戶側(cè)線路的阻抗和感抗。如內(nèi)外兩端阻抗一致荣刑，則電力線被分配到一半的直擊雷電流馅笙。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)的評估模式用于評估LPZ1區(qū)以后防護(hù)區(qū)交界處的雷電流分配情況厉亏。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董习，進(jìn)入后續(xù)防雷區(qū)的雷電流將減少，在數(shù)值上不需特別估算爱只。一般要求用于后續(xù)防雷區(qū)的電源防雷器的通流能力在20kA（8/20μs）以下皿淋，不需采用大通流能力的防雷器。后續(xù)防雷區(qū)防雷器的選擇應(yīng)考慮各級之間的能量分配和電壓配合恬试，在許多因素難以確定時窝趣，采用串并式電源防雷器是個好的選擇。串并式是根據(jù)現(xiàn)代雷電防護(hù)中許多應(yīng)用場合牧稳、保護(hù)范圍層次區(qū)分等特點提出的概念（相對于傳統(tǒng)的并式防雷器而言）茫绅。其實質(zhì)是經(jīng)能量配合和電壓分配的多級放電器與濾波器技術(shù)的有效結(jié)合。串并式防雷有如下特點：應(yīng)用廣泛闰袒。不但可以按常規(guī)進(jìn)行應(yīng)用咳综，也適合保護(hù)區(qū)難以區(qū)別的場所。感生退耦器件在瞬態(tài)過電壓下的分壓并园、延遲作用湃纸，以幫助實現(xiàn)能量配合。減緩瞬態(tài)干擾的上升速率樊颁，以實現(xiàn)低殘壓與長壽命以及極快的響應(yīng)時間犀掸。

　　4.防雷器的其它參數(shù)選擇取決于各個被保護(hù)物所在防雷區(qū)的級別，其工作電壓以安裝在引電路中所有部件的額定電壓為準(zhǔn)澳银。串并式防雷器還需注意其額定電流棒冠。

　　5.影響電子線雷電流分配的其它因素：變壓器端接地電阻降低將使電子線中分配電流增大。供電線纜的長度的增加將使電力線中分配電流減少慨即，并使幾要導(dǎo)線中有平衡的電流分配型肥。過短的電纜長度和過低的中性線阻抗將使電流不平衡泛鸟，從而引起差模干擾。供電線纜并接多用戶將降低有效阻抗踊东，導(dǎo)致分配電流增大北滥，在連成網(wǎng)狀的供電狀態(tài)下，雷臨時性流主要流入電力線闸翅，這是多數(shù)雷損發(fā)生在電力線處的原因再芋。

　　四、防雷器的安裝

　　1.電源線應(yīng)實現(xiàn)多級防護(hù)坚冀，多級防護(hù)是以各防雷區(qū)為層次济赎，對雷電能量的逐級減弱（能量分配），使各級限制電壓相互配合记某，最終使過電壓值限制在設(shè)備絕緣強度之內(nèi)（電壓配合）司训。在下列情況下，多級防護(hù)成為必須：某一級防雷器失效或防雷器某一路失效液南。防雷器的殘壓不配合設(shè)備絕緣強度壳猜，線纜在建筑物內(nèi)長度較長時。

　　2.幾乎所有情況下的線纜防護(hù)滑凉，至少應(yīng)分成兩級以上党滓，同一級防雷器還可能包含多級保護(hù)（如串并式防雷器）。為了達(dá)到有效的保護(hù)贤丐，可在各防雷區(qū)界面處設(shè)置相應(yīng)的防雷器，防雷器可針對單個電子設(shè)備坦浦，或一個裝有多個電子設(shè)備的空間辙求，所有穿過通常具有空間屏蔽的防雷區(qū)的導(dǎo)線，在穿過防雷區(qū)界面同時接有防雷器怔赤。另外弟诲，防雷器的保護(hù)范圍是有限的，一般防雷器與設(shè)備線路距離超過10m以后將使防護(hù)效果劣化分较，這是因為防雷器和需要保護(hù)的設(shè)備之間的電纜上有反射造成的振蕩電壓徘伯，其幅值與線路長度、負(fù)載阻抗成正比南垦。

　　3.在使用電源孩子雷器的多級防護(hù)中就考，如果不注意能量分配，則可能引入更多的雷電能量進(jìn)入保護(hù)區(qū)域跛鸵。這要求防雷器應(yīng)根據(jù)前述評估模式選擇贯卦。一般防雷器都有通過雷電流越大，殘壓越高的特點焙贷，通過能量分配后未級防雷器流過的雷電流極小撵割，有利于電壓限制贿堰。注意，不考慮電壓配合而僅僅選擇低響應(yīng)電壓的防雷器作末級保護(hù)是危險的啡彬。

　　實現(xiàn)能量分配與電壓配合的要點在于利用兩級防雷器之間線纜本身的感抗羹与。線纜本身的感抗有一定的阻礙埋電流及分壓作用，使雷電流更多地被分配到前級泄放庶灿。一般要求兩級防雷器之間線纜長度在15m左右纵搁，適？跳仿？纜之內(nèi)的情況诡渴。線纜上分支線路的長度對線纜要求長度有影響，當(dāng)保護(hù)地線與被保護(hù)線纜有一定距離（>1m）菲语，這時要求線纜長度大于5m即可妄辩。在一些不適合采用線纜本身作退耦措施的如兩級防雷區(qū)界面靠近或線纜長度較短時，可利用專門的退耦器件山上，這時無距離要求伟蕾。

　　4.退耦器件是實現(xiàn)能量分配與電壓配合的重要措施，以下幾種材料可作為退耦器件：線纜畦肉、電感和電阻配昼。

　　串并式電源防雷器就是一種考慮了能量分配與電壓配合，利用濾波器作為退耦器件的防雷器組合形式礁姿，適合于各種場合的應(yīng)用如癌。

　　5.在某些極端情況下，裝上防雷器反而會增加設(shè)備損壞的可能菱区，必須杜絕顿墨；這類情況發(fā)生。防雷器保護(hù)幾條線绎瓣，其中一條線上的防雷器失效或響應(yīng)速度過慢稼孤。這可能使共模干擾轉(zhuǎn)化為差模干擾而損壞設(shè)備。這要求必須實施多級防護(hù)及注意防雷器的維護(hù)堵忌。不考慮防雷保護(hù)區(qū)扇述、能量配合及電壓分配而隨便安裝防雷器，比如僅僅在設(shè)備前端裝設(shè)一只防雷器杯道，由于沒有前級保護(hù)匪煌，強大的雷電流將被吸引到設(shè)備前端，致使防雷器殘壓超過設(shè)備絕緣強度蕉饼。這要求防雷器必須按層次性原則安裝虐杯。

　　6.在另外的一些情況下，錯誤的安裝將使設(shè)備得不到有效保護(hù)。過長的防雷器連接線擎椰、防雷器工作時支子，連接線上由感抗引起的電壓將極高，加在設(shè)備上的仍會危險電壓达舒，這個問題在末級防雷器的應(yīng)用中更加明顯值朋。解決這個問題的方法是采用短的連接線，也要以采用兩要以上分開的連接線以分擔(dān)磁場強度巩搏，減少壓降昨登，單線加粗連接線是沒有什么效果的。必要時可通過改變被保護(hù)線的布線贯底，使其靠近等電位連接排（接地點）以減少連接線長度丰辣。

　　防雷器輸出線和輸入線、接地線靠近挽后、并排敷設(shè)滥港。這種情況對串并式防雷器的影響比較嚴(yán)重。當(dāng)串并式電源防雷器的輸出線（已保護(hù)的線）和輸入線（未保護(hù)線）镇盛、地線靠近敷設(shè)换蛔，會使輸出線內(nèi)感應(yīng)出瞬態(tài)浪涌，雖然其強度較原來小卜锡，但仍可能是危險的孽强。解決這個問題的方法是將輸入線、地線與輸出線分開敷設(shè)或垂直敷設(shè)歉赴，盡量減少并行敷設(shè)的長度氮妆，拉開敷設(shè)的距離。

　　防雷器接地線沒有與被保護(hù)設(shè)備的保護(hù)地相連柄午，即采取單獨的防雷接地飘蔓。這將使被保護(hù)線與設(shè)備保護(hù)地之間在瞬態(tài)時存在危險電壓，解決這個問題的方法是防雷器的接地應(yīng)與設(shè)備保護(hù)地相連

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