防雷相关知识

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（一）——雷电知识及危害 1.雷电知识 雷电是宇宙空间大气层中非常壮观的自然景观，但它又给人们带来灾害。世界各国科学技术界、工程技术人员极大的关注，他们从不间断地对雷电灾害的防护加以研究，至今对大气层中雷电尚未完全被认知。雷电产生的浪涌，瞬变过电压，过电流对电子设备是最大的威胁之一，也是当前电磁兼容研究的重要课题。 自富兰克林发明避雷针，防雷减灾已有近200年的历史，至今避雷针仍在使用，通过观察和实验，避雷针在某种意义上也是引雷针，对建筑物的防护是有效的，已被广泛接受，我国政府颁发强制执行技术标准GB50057-94〈建筑物防雷设计规范〉，对建筑物防直击雷统一进行规范，防止直接雷击，减少雷电灾害。 社会发展、科技进步，当今已进入以“信息”为主的时代，微电子技术大规模集成电路芯片在计算机信息系统上大量应用。芯片的工作电压大都在1.8V至5V之间，耐过电压，过电流能力极低，属于敏感的设备，这些设备装在建筑物内，建筑物由避雷针保护，在避雷针保护范围内的设备理应不能遭受雷击，但计算机信息系统设备常受到浪涌、瞬变过电压、过电流的伤害，造成系统不能正常运行，使企业遭受损失。这是因为该系统尚有两条通路常被人们忽视，没有做雷电防护，即系统使用电源是外接电力公司供电线路，系统数据传输是通过信号线与外界连接，这两条雷电过电压侵入通路，没有做防护，这两条通路主要是受静电感应雷和电磁感应雷的影响，其过电压、过电流的危害最大，其次是受电力线路操作过电压，事故障碍过电压，及信号线在外界与其他高压线路之间的偶合造成的外因所致，上述概率很大。据IBM公司Segal&Allen研究，瞬变要占整个电力干扰的88.5%，雷电造成的浪涌能量最大，灾害最重，瞬变大量存在，仍不可忽视。所以，电源线路和信号线路雷电浪涌和瞬变的防护应引起各界的高度重视，一旦给计算机信息系统造成灾害，将给企业带来不应有的经济损失，特别是金融行业的计算机信息系统，还将给社会带来很大负面影响。 2.雷电的危害 以超大规模集成电路为物理基础的电子信息系统正日益成为社会的中枢神经和经济发展新的动力，但是有一只看不见的手却在时时扰乱和破坏我们重要的系统和网络，这就是以雷电为代表的各种瞬态冲击（电涌）。由于构成各种设备的电子器件耐冲击能力很低，而现有系统普遍未对电涌加以防护，造成雷电破坏的灾难性事故层出层出不穷、触目惊心！ 以某市一次雷雨日为例，感应雷通过电话线等线路造成市公安局110报警中心严重损坏，直接间接损失巨大；同一天，感应雷通过电源线路击毁某县供电局通信和自动化设备，造成至少100万元的直接损失，并造成通信中断、电力调度系统失灵，间接损失巨大。…….发生在眼前的一个个重大事故提醒我们，雷电和线路浪涌时刻都在威胁着电子信息系统的安全，对其威胁决不能掉以轻心，如果对社会具有特别重要意义的金融系统机房出现问题，那么后果是难以想象的！ 我国雷电防护的现状和美国90%以上重要的电子系统都对雷电电涌加以专业防护的情况形成鲜明的对比。 雷击闪电以及防雷、浪涌保护的相关知识 关于雷电 和 浪涌电压 闪电的常识 -- 闪电的的平均电流是 ... 闪电的平均电流： 30,000A （目前记录的最大值：300,000A） 闪电中心的空气温度： 摄氏3000度 90%以上的闪电是云层对云层放电过程 云层对地面的闪电次数：每秒种100次 （全球范围） 闪电的强度可达 1000000000 伏 一个中等强度雷暴的功率有 10000000 瓦（相当于一个小型核电站的输出功率） 每年因雷击造成的直接损失超过1000000000 美元（全球不含中国的统计） 雷电是浪涌电压的一种 -- 浪涌电压分为 ... 首先让我们看看什么是浪涌。浪涌也叫突波，顾名思义超出正常工作电压的瞬间过电压。日本一些资料将浪涌分为四个组成部分 *注：EMI-Electro Magnetic Interference 电磁干扰RFI-RADIO Frequency Interference 无线电干扰 我们常常说的防雷器的英文是 SPD - SURGE PROTECTION DEVICE 即 [ 浪涌保护器 ]，因此防雷事实上是浪涌保护器的一种功能，由于雷击的浪涌电压和能量要远远高于其他种类浪涌电压，所以我们通常称 SPD为防雷器了。如果大家有兴趣，可以参照防雷幻灯片的浪涌电压部分（法国版本的浪涌电压分类，基本上是一样的，多了一个核磁脉冲辐射） 线路上的浪涌电压很多吗，是多大？ -- 根据美国GE公司统计，浪涌电压 ... 线路上浪涌电压的数量和大小影响 电脑和家用电器的电源来自供电电网。电网绵延千里，不论是雷击还是线路浪涌发生的几率都很高。当距你几十上百公里的远方发

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其实，在国标《建筑物防雷设计规范》（GB50057—94）中，对金属引下线的规定就已采取了降低引下线电磁干扰的措施，如多根引下线的分流作用，均匀对称的布置在建筑物四周可相互抵消内部电磁场，利用建筑物的钢筋框架这个很好的屏蔽笼（法拉第笼）接闪引下雷电流等。因此，普通金属引下线的方法在技术经济上都是可行的。 2.低压电源避雷器 原邮电部的分析统计表明：通信站80%的雷击事故是由雷电波侵入电源线造成。因此，低压交流避雷器发展非常迅速，而以MOV材料为主的避雷器在市场上占有统治地位。MOV避雷器的生产厂家众多，其产品的差别主要表现在： a.通流容量 通流容量是避雷器所能耐受的最大雷电流（8×20`μs）。信息产业部标准《通信工程电源系统防雷技术规定》（YD5078－98）对电源避雷器的通流容量做出了规定，首级避雷器大于20千安。不过目前市场上避雷器通流容量有越做越大的趋势，通流容量大避雷器不容易被雷击损坏，耐受小雷电流冲击的次数增加，残压也略有降低，采取冗余并联技术的避雷器还提高了保护能力的可靠性。但是避雷器的损坏并不都是由于雷击造成。 目前，有人提出检测避雷器应采用10X350微秒电流波，其理由是IEC1024和IEC1312等标准在描述雷电波时采用了10X350微秒波。这种说法是不全面的，因为在IEC1312中对避雷器进行匹配计算时仍然采用8X20微秒电流波，在IEC1643《低压配电系统保护设备（SPD）——选用原理》中也采用8X20微秒波来作为检测避雷器（SPD）的主要电流波形。因此，不能说用8X20微秒波检测避雷器的通流容量是过时的，也不能说用8X20微秒波检测避雷器的通流容量就不符合国际标准。 b.保护电路 MOV避雷器的失效有短路和开路两种形式，强大的雷电流可能将避雷器击坏，形成开路故障，这时避雷器模块的外形往往会被破坏。避雷器也可能因时间长材料老化而动作电压下降，当动作电压下降到低于线路工作电压的水平时，避雷器通过交流电流增加，避雷器发热，最终会破坏MOV器件的非线性特性，导致避雷器部分短路烧毁。电源线路故障造成的工作电压升高也可能产生类似情况。 避雷器的开路故障不影响电源供电，要检查动作电压才能发现，因此避雷器需定期检查。 避雷器的短路故障影响电源供电，发热严重时会烧毁导线，需要保护报警电路来确保供电安全，过去主要是在避雷器模块上串联保险丝，但保险丝既要保证雷电流通过又要在短路电流出现时熔断，在技术上实现起来较困难，特别是避雷器模块多是部分短路，短路时流过的电流并不大，但持续电流足以使主要用于泄放脉冲电流的避雷器严重发热。后来出现的温度断开装置较好地解决了这个问题，通过设定装置的断开温度来检测避雷器的部分短路，一旦避雷器发热装置自动断开，并给出光、电、声地报警信号。 c.残压 信息产业部标准《通信工程电源系统防雷技术规定》（YD5078－98）对各级避雷器的残压做出了具体要求，应该说标准要求的指标是很容易达到的，MOV避雷器的残压是其动作电压的2.5—3.5倍。直接并联的单级避雷器其残压差别并不大，降低残压的措施是降低动作电压和增大避雷器通流容量，但动作电压太低由于电源不稳造成的避雷器损坏就会增加。国外一些产品在进入中国市场初期，动作电压都很低，后来都大大提高了动作电压。 可以通过两级避雷器来降低残压，如图所示： 雷电波入侵时避雷器1放电，产生的残压为V1；流过避雷器1的电流为I1； 避雷器2放电的残压为V2，流过的电流为I2。这样就有：V2=V1-I2Z 显然避雷器2的残压低于避雷器1的残压。 有厂家提供两级防雷的避雷器，用于单相电源防雷，因单相供电的功率一般在5KW以下，线路电流不大，阻抗电感容易绕制。也有厂家提供三相的两级避雷器，因三相电源的功率可能很大，因此这种避雷器的体积大、价格高。 在标准中要求在电源线上多级加装避雷器，其实也能实现降低残压的效果，只不过是利用了导线的自感做各级避雷器间的隔离阻抗电感。 避雷器的残压只是避雷器的技术指标，真正加在设备上的过电压还要在残压的基础上加上避雷器与电源线、地线连接的两段导线电感产生的附加电压，因此正确的安装避雷器也是降低设备过电压的重要措施。 d其它功能 避雷器还可以根据用户需要提供雷击计数器、监控接口和不同的安装方式。 3.通信线路避雷器 通信线路避雷器的技术要求较高，因为除了满足防雷技术要求外，还须保证传输指标符合要求。加上与通信线路相连的设备耐压很低，对防雷器件的残压要求严格，因此在选择防雷器件时较困难，目前常用的防雷器件的相关性能如下表所示： 参 数----- 放电管----- MOV ----TVS 电 容 -----很小 ------

蚂蚁

我觉得说的这些太过理论话了，能否结合实际运用的经验或者工程施工的实例来讲解一下。。

哈哈我真坏

嗯，同感，这样的方案让人看了头痛

老安

太长了。拿上火车看吧。

憨牛

同意4楼说的

神来神往

上周去某航天部的大厦。那个工程部经理就跟弱智一样，连防雷的级别都分不清。非说我公司机房内的配电盘防雷是一级防雷。真是让人呕吐呀。抱着北京防雷检查办公的检查意见传真向我发难。威胁我说不整改就向上反映。呵呵，刚出生的小牛一天就能长大了，这速度真是够快！！

renyifan

学习了

netlx

好东西,有人能继续讲的详细点么

Scarlett_tang

够详细了!如果再详细就干脆不如做一个视频讲解.^_^