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淺談防雷器在電源系統(tǒng)中原理以及應(yīng)用
一,、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,，雷電防護(hù)將成為必需,。雷電由高能的低頻成份與滲透性的高頻成份組成,。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,；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,，通過以下三個(gè)通道所產(chǎn)生的瞬態(tài)浪涌。金屬管線通道,，如自來水管,、電源線、天饋線,、信號線、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，它的見的致?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*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大地泄放，并且應(yīng)符合層次性原則,，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,。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)電磁場沒有衰減,。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)電磁場沒有衰減。LPZ1區(qū),，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，電磁場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,，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)技術(shù)中,，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、接地,、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(shí)保持基本相等,，這實(shí)質(zhì)是基于均壓等電位連接的,。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(gè)電位補(bǔ)償系統(tǒng),，在瞬態(tài)現(xiàn)象存在的極短時(shí)間里,，這個(gè)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(gè)等電位，這些導(dǎo)電部件也包括有源導(dǎo)線,。通過這個(gè)完備的電位補(bǔ)償系統(tǒng),，可以在極短時(shí)間內(nèi)形成一個(gè)等電位區(qū)域，這個(gè)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,，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,，不存在替代性。外部防護(hù),，由接閃器,、引下線、接地體組成,，可將絕大部分雷電能量直接導(dǎo)入地下泄放,。過渡防護(hù)，由合理的屏蔽、接地,、布線組成,，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),，由均壓等電位連接,、過電壓保護(hù)組成，可均衡系統(tǒng)電位,，限制過電壓幅值,。
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,、過電壓保護(hù)器,、浪涌抑制器、突波吸收器,、防雷保安器等,，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),，雷電防護(hù)尤其在防雷整改中,，基于防雷器防護(hù)方案是簡單、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(shí)將其兩端的電位保持一致或限制在一個(gè)范圍內(nèi),，轉(zhuǎn)移有源導(dǎo)體上多余能量。
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。防雷器的一些主要技術(shù)參數(shù)：額定工作電壓,、額定工作電流,，特批串并式電源防雷器的載流量。通流能力,，防雷器轉(zhuǎn)移雷電流的能力,，以千安為單位，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,。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),。用10/35μs電流波形測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)。用8/20μs電流波形測試與表示其通流能力響應(yīng)時(shí)間，防雷器對瞬態(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),。