摘要：本文綜述了電源防雷概念裙都，實行分級保護。介紹了電源防雷器的應用鹅唠。

 

關鍵詞：電源防雷

 

一咽皮、引言

 

　　電源防雷是防止雷電和其他內(nèi)部過電壓侵入設備造成損壞，從室外防雷與線路防雷相結合的綜合防雷方案给急，介紹了外部避雷和內(nèi)部避雷痒渊、保護區(qū)、防雷等電位連接等概念烁胳。分析了電源防雷工作原理蝇裤。采用電源防雷能在最短時間內(nèi)釋放電路上因雷擊感應而產(chǎn)生的大量脈沖能量短路泄放到大地，降低設備各接口間的電位差频鉴，從而保護電路上的設備栓辜。

 

二、綜合防雷

 

　　考慮室外防雷與線路防雷相結合的綜合防雷方案垛孔。

 

1.外部避雷和內(nèi)部避雷

 

　　避雷針（或避雷帶藕甩、避雷網(wǎng)）、引下線和接地系統(tǒng)構成外部防雷系統(tǒng)（圖1）周荐，主要是為了保護建筑物免受雷擊引起火災事故狭莱。雷電的破壞力極大，防雷僅有外部防雷是不夠的羡藐，雷電波會侵入各電氣通道（如電源線贩毕、信號線和金屬管道等）悯许。由其產(chǎn)生的高電壓和浪涌電壓對電訊設備仆嗦、網(wǎng)絡、信息先壕、系統(tǒng)有極大的危害瘩扼，輕則毀壞線路，重則損壞設備熊赦，系統(tǒng)癱瘓农幢，造成難以估算的損失，所以必須有內(nèi)部防雷疆逸。

 

    從0級保護區(qū)到最內(nèi)層保護區(qū)肩容，必須實行分級保護，對于電源系統(tǒng)巢段，分為Ⅰ勘米、Ⅱ、Ⅲ、Ⅲ痪猿、Ⅳ級（圖3）几郎，從而將過電壓降到設備能承受的水平。對于信號系統(tǒng)续残，則分為粗保護和精細保護兑狱，粗保護量級根據(jù)所屬保護區(qū)的級別，而精細保護則要根據(jù)電子設備的敏感度來進行選擇鸵赫。從理論上講衣屏，雷電流約有50％是直接流入大地，還有50％將平均流入電氣通道（如電源線辩棒、信號線和金屬管道等）勾拉。

 

        內(nèi)部防雷系統(tǒng)則是防止雷電和其他內(nèi)部過電壓侵入設備造成毀壞，這是外部防雷系統(tǒng)無法保證的盗温。為了實現(xiàn)內(nèi)部避雷藕赞，需要在進出建筑物的保護區(qū)的電纜、金屬管道等都要安裝避雷器及過壓保護器卖局，并實行等電位連接斧蜕。

 

2.保護區(qū)

 

　　一個欲保護的區(qū)域，從電磁兼容的觀點考慮砚偶，由外到內(nèi)可分為幾級保護區(qū)（圖2）批销，最外層是0級，是直接雷擊區(qū)域染坯，危險性最高均芽，越往里，則危險程度越低单鹿，過壓主要是沿線竄入的肝珍，保護區(qū)的界面通過外部防雷系統(tǒng)，鋼筋混凝土及金屬罩等構成的屏蔽層而形成楚辆，電氣通道以及金屬管道等則經(jīng)過這些界面芍司。

 

3.防雷等電位連接

 

        為了徹底消除雷電引起的毀壞性的電位差，特別需要實行等電位連接甜序，電源線抽堵、信號線、金屬管道等都要通過過壓保護器進行等電位連接驹拢，各個內(nèi)層保護區(qū)的界面處起忠，同樣要依次進行局部等電位連接，各個局部等電位連接棒互相連接帕吆，并最后與主等電位連接棒相連（圖4）聋芹。

 

三迫扫、防雷保護器

 

        防雷器的作用，就是在最短時間（納秒級）釋放電路上因雷擊感應而產(chǎn)生的大量脈沖能量短路泄放到大地膳膝，降低設備各接口間的電位差诬絮，從而保護電路上的設備。

 

        根據(jù)強度的不同陶贼，又可分為避雷器和過壓保護器啤贩。

 

        避雷器的測試電流是：10～350μs的波形,50As,100kA,2.5MJ/Ω。

 

        過壓保護器的測試電流是：8～200μs的波形,0.14As,5kA,0.36MJ/Ω拜秧。

 

電源系統(tǒng)保護器痹屹，根據(jù)應用場合分為：

 

（1）避雷器。

 

（2）固定地方安裝的過壓保護器枉氮。

 

（3）插座型保護器志衍。

 

（4）信息系統(tǒng)保護器，主要是過壓限制器聊替。

 

1.電源防雷及過壓保護器

 

（1）高能避雷器用在雷擊區(qū)域的LPZ0與LPZ1]區(qū)之間楼肪，作為電源系統(tǒng)第一級保護，安裝在總電源進線的配電箱前惹悄。最大放電電流100kA(10～350μs),動作時間小于100ns春叫。

 

（2）過壓保護器用在雷擊區(qū)域的0區(qū)與1區(qū)之間，作為電源系統(tǒng)第二極保護泣港，安裝在UPS或分配電箱前暂殖。最大充電電流40kA(8～20μs)，動作時間小于25ns墓篇。

 

（3）浪涌吸收保護器電源第三級保護粤沥，主要用于保護重要設備的電源系統(tǒng)，安裝在重要設備的電源插座上瘾夯。最大放電電流5kA索射，(8～20μs)，動作時間小于25ns辞唤。

 

2.信號防雷及過壓保護器

 

主要是過壓限制器蔽曙。

 

（1）雙絞線保護器，用于保護器使用雙絞線傳輸?shù)男盘栂到y(tǒng)为巾，安裝于電子信號系統(tǒng)引入線路前端。最大容通電流10kA(8～20μs)丹自，動作時間小于10ns彰朴。

 

（2）接口保護器用于通訊信號線、網(wǎng)絡保護和串口保護弹值。最大容通電流750A据智，動作時間小于10ns甩汞。

 

（3）衛(wèi)星接收器保護器用于保護衛(wèi)星接收系統(tǒng)，裝在接收天線和接收機和信號電纜接頭上篙梢。最大容通電流5kA顷帖，傳輸功率400W，傳輸頻率2.5GHz渤滞。

 

（4）串口保護器用于保護主機及服務器贬墩，裝于串口前，最大容通電流750A妄呕，動作時間小于10ns陶舞。

 

（5）同軸電纜保護器用于保護接在同軸電纜上的設備。裝于電纜網(wǎng)卡前绪励。最大容通電流20kA(8～20μs),數(shù)據(jù)傳輸率16Mbit/s肿孵。

 

3.等電位連接器

 

        等電位連接器用于連接各個單獨接地系統(tǒng)，以構成等電位體疏魏。即通訊接地停做、安全接地、直流接地大莫、防雷接地通過火花間隙連結雅宾，在正常情況下各個接地相互獨立，有雷擊時火花間隙導通恃姨，將各個地接在一起擅锁，使各接地系統(tǒng)的電位同時抬高，形成等電體宴今。最大放電電流100kA(8～20μs)母谋。

 

四、電源防雷保護器的選用

 

1.電源第一級防雷

 

　　對于城市供電網(wǎng)三相四線制系統(tǒng)换攘，如圖6所示堰哗，第一級電源防雷四線采用高能避雷器4個，在三條火線上椎颓，一條零線上各并聯(lián)一個高能避雷器與地連接恐梅。

 

    當供電回路熔斷器F1（或空氣開關）額定電流大于250A時，需在高能避雷器并聯(lián)支路上（火線）加裝250A熔斷器F2（或空氣開關）最阿，反之則不需要掀塞。

 

2.電源第二級防雷

 

　　第二級電源防雷采用過壓保護器4個，在三條火線貌砖、一條零線上各并一個過壓保護器與地連接喂很。

 

　　在正常情況下，保護器處于高阻狀態(tài)皆刺，當電網(wǎng)由于雷擊或開關操作出現(xiàn)瞬時脈沖電壓時少辣，過壓保護器內(nèi)藏模塊里的氧化鋅壓敏電阻元件立即在納秒時間內(nèi)迅速導通凌摄，將該脈沖電壓短路到大地泄放，從而保護所有設備漓帅，當該脈沖電壓流過保護器后锨亏，保護器又變?yōu)楦咦锠顟B(tài)，從而不影響設備的供電忙干。

 

　　當供電回路熔斷器F1（或空氣開關）額定電流大于125A時器予，需在過壓保護器并聯(lián)支路上（火線）加裝125A熔斷器F2（或空氣開關），反之則不需要豪直。

 

3.電源第三級防雷

 

　　第三級防雷保護劣摇，用于保護重要設備的電源系統(tǒng)、電子設備的精細過壓保護弓乙。安裝在重要設備的電源插座上末融。

 

4.數(shù)據(jù)信號防雷

 

　　數(shù)據(jù)信號防雷保護低電平數(shù)據(jù)信號部分，包括雙絞線傳輸暇韧、通訊信號線粮郁、衛(wèi)星接收器天線、主機及服務器作两、同軸電纜学咸、串口等處安裝信號防雷保護器。

 

（1）信號一級保護

 

　　雙絞線信號保護（過壓保護插頭）保護信號系統(tǒng)和設備袒覆。額定電壓100VAC/DC骤顿，每線最大放電電流Ismax為10kA(8～20μs)，響應時間≤10ns鱼虽。

 

　　對于電力線路海黍、信號線路（模擬和數(shù)字），例如電話設備為110VAC/DC付准；控制和儀表線路闲挚、數(shù)據(jù)線路為12V直流/8V交流和24V直流/15V交流。

 

（2）信號二級保護

 

    串口保護器帶過保護電路的插入式選配器佩艇，用來保護信號系統(tǒng)和設備年粟，都可用在高傳輸場合。例如保護端口的主機及服務器送丰，裝于串口前缔俄。額定電壓8V、12V蚪战，最大放電電流Ismax為15kA牵现，數(shù)據(jù)傳輸速率1Mbit/s。精細保護用額定電壓12V直流邀桑，額定放電電流100A(8～20μs)瞎疼，數(shù)據(jù)傳輸速率為1Mbit/s。

 

    同軸電纜信號保護器用于保護使用75Ω～93Ω接口的計算機系統(tǒng)壁畸，裝于粗贼急、細纜網(wǎng)卡前，最大放大電電流Ismax為20kA(8～20μs)捏萍，數(shù)據(jù)傳輸速率為16Mbit/s太抓。

 

5.廣播衛(wèi)星天線饋線（有線電視線路）過壓保護器

 

　　用來保護75Ω系統(tǒng)的設備，如天線放大器令杈，廣播衛(wèi)星接收系統(tǒng)等走敌。最大放電電流Ismax為3.5kA(8～20μs),頻率范圍4～2050MHz。

 

6.天饋線保護器

 

　　用于50Ω棋眠、75Ω和93Ω的同軸天饋系統(tǒng)蛙饮，如無線電系統(tǒng)。裝在接收天線和接收機的信號電纜接頭上滋样。頻率上限200MHz～1GHz,最大發(fā)射功率1.2kW迁搜。

 

　　A1電源第一級保護高能避雷器

 

　　B1電源第二級保護過壓保護器

 

　　電源第三級保護浪涌吸收保護器

 

　　A2信號第一級保護雙絞線信號保護器

 

　　（網(wǎng)絡第一級保護器同軸電纜信號保護器）

 

　　B2信號第二級保護串口保護器督阿、同軸電纜

 

　　信號保護器

 

　　A3有線電視線路保護器

 

　　B3天饋線保護器五宣葡、結論

 

　　正確安裝電源防雷器，設備因雷擊導致電源損壞的機會畴制，可以減少到接近零椰墩，即可免除更換設備之費用，保障系統(tǒng)不間斷連續(xù)運行译快。并可減少建筑物因雷擊所引起的電源火警機會喊傻，確保人身及其他財產(chǎn)的安全。

 

參考文獻

 

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