雷電由高能的低頻成份與極具滲透性的高頻成份組成囚誓。其主要通過兩種形式应婴，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;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)備漫诬。絕大部分雷損由這種感應(yīng)而引起确羹。對于電子信息設(shè)備而言，危害主要來自于由雷電引起的雷電電磁脈沖的耦合能量胀垃，通過以下三個通道所產(chǎn)生的瞬態(tài)浪涌癣偶。本文主要簡析防雷器在電源系統(tǒng)中的應(yīng)用等。

　　一据滑、雷電防護(hù)基本原理

　　雷電及其它強(qiáng)干擾對通信系統(tǒng)的致?lián)p及由此引起的后果是嚴(yán)重的恃楔，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培晓。其主要通過兩種形式涡写，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;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)而引起廓握。對于電子信息設(shè)備而言搅窿，危害主要來自于由雷電引起的雷電電磁脈沖的耦合能量，通過以下三個通道所產(chǎn)生的瞬態(tài)浪涌隙券。金屬管線通道男应，如自來水管痹仙、電源線、天饋線殉了、信號線、航空障礙燈引線等產(chǎn)生的浪涌;地線通道拟枚，地電們反擊;空間通道薪铜，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的主要原因恩溅，它的最見的致?lián)p形式是在電力線上引起的雷損隔箍，所以需作為防擴(kuò)的重點(diǎn)。由于雷電無孔不入地侵襲電子信息系統(tǒng)脚乡，雷電防護(hù)將是個系統(tǒng)工程蜒滩。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大地泄放奶稠，并且應(yīng)符合層次性原則绍掂，即盡可能多、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)分層次對雷電能量進(jìn)行削弱钟唯。防雷保護(hù)區(qū)又稱電磁兼容分區(qū)识俄，是按人、物和信息系統(tǒng)對雷電及雷電電磁脈沖的感受強(qiáng)度不同把環(huán)境分成幾個區(qū)域：LPZOA區(qū)焚痰，本區(qū)內(nèi)的各物體都可能遭到直接雷擊纫蝗，因此各特體都可能導(dǎo)走全部雷電流，本區(qū)內(nèi)電磁場沒有衰減盯萄。LPZOB區(qū)仇韩，本區(qū)內(nèi)的各物體不可能遭到直接雷擊，但本區(qū)電磁場沒有衰減用牲。LPZ1區(qū)塌纯，本區(qū)內(nèi)的各物體不可能遭到直接雷擊，流往各導(dǎo)體的電流比LPZOB區(qū)進(jìn)一步減少理币，電磁場衰減和效果取決于整體的屏蔽措施步嘹。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，就應(yīng)引入后續(xù)防雷區(qū)聋亡，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)的要求條件肘习。保護(hù)區(qū)序號越高，預(yù)期的干擾能量和干擾電壓越低坡倔。在現(xiàn)代雷電防護(hù)技術(shù)中漂佩，防雷區(qū)的設(shè)置具有重要意義，它可以指導(dǎo)我們進(jìn)行屏蔽罪塔、接地投蝉、等電們連接等技術(shù)措施的實(shí)施。

　　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，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)象時保持基本相等瘩缆，這實(shí)質(zhì)是基于均壓等電位連接的关拒。由可靠的接地系統(tǒng)、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(bǔ)償系統(tǒng)庸娱，在瞬態(tài)現(xiàn)象存在的極短時間里着绊，這個電位補(bǔ)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，這些導(dǎo)電部件也包括有源導(dǎo)線熟尉。通過這個完備的電位補(bǔ)償系統(tǒng)归露，可以在極短時間內(nèi)形成一個等電位區(qū)域，這個區(qū)域相對于遠(yuǎn)處可能存在數(shù)十千伏的電位差坠街。重要的是在需要保護(hù)的系統(tǒng)所處區(qū)域內(nèi)部种烫，所有導(dǎo)電部件之間不存在顯著的電位差

　　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墅失，不存在替代性鼻御。外部防護(hù)，由接閃器筑渴、引下線裙靶、接地體組成，可將絕大部分雷電能量直接導(dǎo)入地下泄放稼炉。過渡防護(hù)犹喜，由合理的屏蔽、接地草嫉、布線組成阎敬，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)症慰，由均壓等電位連接魄帽、過電壓保護(hù)組成，可均衡系統(tǒng)電位凯傲，限制過電壓幅值犬辰。

　　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冰单、過電壓保護(hù)器幌缝、浪涌抑制器、突波吸收器诫欠、防雷保安器等涵卵，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(diǎn)荒叼，雷電防護(hù)尤其在防雷整改中轿偎，基于防雷器防護(hù)方案是最簡單典鸡、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)坏晦，轉(zhuǎn)移有源導(dǎo)體上多余能量萝玷。

　　進(jìn)入地下泄放，是實(shí)現(xiàn)均壓等電位連接的重要組成部分昆婿。防雷器的一些主要技術(shù)參數(shù)：額定工作電壓砂腰、額定工作電流，特批串并式電源防雷器的載流量蔑氛。通流能力，防雷器轉(zhuǎn)移雷電流的能力嚎姨，以千安為單位汇割，與波開開式有關(guān)。防雷器在功能上可分為可防直擊雷的防雷器和防感應(yīng)雷的防雷器勘职×档茫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)略菜。用10/35μs電流波形測試與表示其通流能力此妙。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)池粘、LPZ1區(qū)交界處的保護(hù)继韵。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胆誊，與波形性質(zhì)有關(guān)一死。殘壓，防雷器對瞬態(tài)現(xiàn)象的電壓限制能力傻唾，與雷電流幅值及波形性質(zhì)有關(guān)投慈。

　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冠骄，應(yīng)注重“在合適的地方合理地裝設(shè)合適的防雷器”伪煤，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凛辣，另有50%的雷電流將在整個系統(tǒng)的金屬物質(zhì)內(nèi)進(jìn)行分配抱既。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)格扁誓。該處的雷電流為10/35μs電流波形蝙砌。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)跋理，如電力線择克、信號線恬总、自來水管、金屬構(gòu)架等金屬管級及其它接地肚邢，一般僅以各自的接地電阻值就可以大致估算辱雅。在不能確定的情況下，可以認(rèn)為接是電阻相等苛每，即各金屬管線平均分配電流怨颜。

　　2.在電力線架空引入，并且電力線可能被直擊雷擊中時木鸭，進(jìn)入建筑物內(nèi)保護(hù)區(qū)的雷電流取決于外引線路夯架、防雷器放電支路和用戶側(cè)線路的阻抗和感抗。如內(nèi)外兩端阻抗一致巴俯，則電力線被分配到一半的直擊雷電流批痘。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漏炕。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舌恬，進(jìn)入后續(xù)防雷區(qū)的雷電流將減少，在數(shù)值上不需特別估算扭享。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)以下坠行，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续膳，在許多因素難以確定時改艇，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)用場合坟岔、保護(hù)范圍層次區(qū)分等特點(diǎn)提出的概念(相對于傳統(tǒng)的并式防雷器而言)遣耍。其實(shí)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(diǎn)：應(yīng)用廣泛炮车。不但可以按常規(guī)進(jìn)行應(yīng)用舵变，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)過電壓下的分壓瘦穆、延遲作用纪隙，以幫助實(shí)現(xiàn)能量配合。減緩瞬態(tài)干擾的上升速率扛或，以實(shí)現(xiàn)低殘壓與長壽命以及極快的響應(yīng)時間绵咱。

　　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)熙兔。串并式防雷器還需注意其額定電流悲伶。

　　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候妻，并使幾要導(dǎo)線中有平衡的電流分配锨耍。過短的電纜長度和過低的中性線阻抗將使電流不平衡执摆，從而引起差模干擾。供電線纜并接多用戶將降低有效阻抗平俩，導(dǎo)致分配電流增大缅叔，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泡缠，這是多數(shù)雷損發(fā)生在電力線處的原因趟蛋。

　　四、防雷器的安裝

　　1.電源線應(yīng)實(shí)現(xiàn)多級防護(hù)鼎示，多級防護(hù)是以各防雷區(qū)為層次同嚷，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虫店，最終使過電壓值限制在設(shè)備絕緣強(qiáng)度之內(nèi)(電壓配合)甫知。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斋值。防雷器的殘壓不配合設(shè)備絕緣強(qiáng)度，線纜在建筑物內(nèi)長度較長時展辞。

　　2.幾乎所有情況下的線纜防護(hù)奥邮，至少應(yīng)分成兩級以上，同一級防雷器還可能包含多級保護(hù)(如串并式防雷器)罗珍。為了達(dá)到有效的保護(hù)洽腺，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)備覆旱，或一個裝有多個電子設(shè)備的空間蘸朋，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扣唱。另外藕坯，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)效果劣化噪沙，這是因?yàn)榉览灼骱托枰Ｗo(hù)的設(shè)備之間的電纜上有反射造成的振蕩電壓炼彪，其幅值與線路長度、負(fù)載阻抗成正比正歼。

　　3.在使用電源孩子雷器的多級防護(hù)中辐马，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)域脖耽。這要求防雷器應(yīng)根據(jù)前述評估模式選擇蔚芥。一般防雷器都有通過雷電流越大，殘壓越高的特點(diǎn)京多，通過能量分配后未級防雷器流過的雷電流極小秤皿，有利于電壓限制基际。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)是危險的毛咸。 

　　實(shí)現(xiàn)能量分配與電壓配合的要點(diǎn)在于利用兩級防雷器之間線纜本身的感抗弯沥。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造星。一般要求兩級防雷器之間線纜長度在15m左右鸳辛，適??纜之內(nèi)的情況。線纜上分支線路的長度對線纜要求長度有影響毛彼，當(dāng)保護(hù)地線與被保護(hù)線纜有一定距離(>1m)舒疚，這時要求線纜長度大于5m即可。在一些不適合采用線纜本身作退耦??可利用專門的退耦器件衫凭，這時無距離要求兜畸。

　　4.退耦器件是實(shí)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：線纜碘梢、電感和電阻咬摇。

　　串并式電源防雷器就??為退耦器件的防雷器組合形式，適合于各種場合的應(yīng)用煞躬。

　　5.在某些極端情況下肛鹏，裝上防雷器反而會增加設(shè)備損壞的可能，必須杜絕;這類情況發(fā)生恩沛。防雷器保護(hù)幾條線在扰，其中一條線上的防雷器失效或響應(yīng)速度過慢。這可能使共模干擾轉(zhuǎn)化為差模干擾而損壞設(shè)備雷客。這要求必須實(shí)施多級防護(hù)及注意防雷器的維護(hù)芒珠。不考慮防雷保護(hù)區(qū)、能量配合及電壓分配而隨便安裝防雷器搅裙，比如僅僅在設(shè)備前端裝設(shè)一只防雷器皱卓，由于沒有前級保護(hù)，強(qiáng)大的雷電流將被吸引到設(shè)備前端部逮，致使防雷器殘壓超過設(shè)備絕緣強(qiáng)度好爬。這要求防雷器必須按層次性原則安裝。

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

　　防雷器輸出線和輸入線肪援、接地線靠近证莺、并排敷設(shè)。這種情況對串并式防雷器的影響比較嚴(yán)重堕义。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)猜旬、地線靠近敷設(shè)，會使輸出線內(nèi)感應(yīng)出瞬態(tài)浪涌倦卖，雖然其強(qiáng)度較原來小洒擦，但仍可能是危險的。解決這個問題的方法是將輸入線怕膛、地線與輸出線分開敷設(shè)或垂直敷設(shè)熟嫩，盡量減少并行敷設(shè)的長度，拉開敷設(shè)的距離褐捻。

　　防雷器接地線沒有與被保護(hù)設(shè)備的保護(hù)地相連掸茅，即采取單獨(dú)的防雷接地。這將使被保護(hù)線與設(shè)備保護(hù)地之間在瞬態(tài)時存在危險電壓舍扰，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)地相連倦蚪。

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