电子设备的防雷
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电子信息设备防雷技术电子信息设备防雷技术是一种用于防护电子设备免受雷击的技术。
随着电子技术的发展,人们对电子设备的依赖越来越大,这就使得电子设备防雷技术的重要性日益突出。
作为一名电子工程师,需要了解和掌握电子信息设备防雷技术的知识,以保护电子设备不受雷击的影响。
在雷电活动日益频繁的今天,电子设备遭受雷击成为一种常见情况。
雷电的威力极大,其能造成的损失更是不可预测。
因此,为了有效地保护电子设备免受雷击,需要采取一些技术和方法,其中包括不同的设备级别的防雷保护方案。
第一种防雷方案是采用“外护栏接地法”。
这种防雷方案主要是将电子设备安装在防雷网中,并将防雷网接地,以保护设备不受雷击的影响。
这种方案适用于电子设备的工作环境较恶劣,存在更高雷击频率的情况。
第二种防雷方案是采用“内部保护技术”。
这种防雷方案主要通过构建防雷电路的方式,将电子设备内部的各种保护电路连接起来,实现对设备内部电路的保护。
这种方案适用于电子设备的工作环境较为稳定,雷击频率较低的情况。
第三种防雷方案是采用“合理的设备保护结构”。
这种防雷方案是将电子设备的保护设计集成到设备的结构之中,从而达到对设备的全面保护。
这种方案适用于对电子设备保护要求较高的特殊场合,如军事、航空等领域的应用。
除了以上防雷方案之外,还有一些其他的防雷技术和方法,可以进一步提高电子设备的防雷能力。
例如,设计良好的接地系统、采用电源减压和隔离技术、利用避雷针等,都可以有效地保护电子设备免受雷击的影响。
然而,电子设备的防雷问题不仅仅是技术问题,还包括设备的使用与维护。
在使用电子设备时,需要注意避免在雷电天气下使用。
在维护电子设备时,需要定期巡检,发现设备上的故障问题及时维修,避免雷击造成的电压冲击损坏设备。
总之,电子信息设备防雷技术是电子工程师需要了解和掌握的重要技术之一。
采用适当的防雷技术和方法,可以保护电子设备免受雷击的影响。
同时,从设备的使用与维护方面加强注意,也是防止雷击损坏设备的重要措施。
电子工厂防雷防静电的安全知识
为了确保电子工厂的安全运行和产品质量,必须重视防雷和防静电措施。
本文将介绍一些电子工厂防雷防静电的基本知识和安全措施。
一、雷电防护
雷电是电子设备受损或人身伤害的主要危险之一。
以下是一些保护措施:
1. 安装防雷装置:电子工厂的建筑物应安装有效的防雷装置,如避雷针或避雷网。
2. 确保接地良好:所有设备和设施都必须正确接地,以便将雷击电流引入地下。
3. 避免开放式电缆:开放式电缆容易成为雷电的主要入口,应使用金属管或遮盖物进行保护。
二、防静电措施
静电可能对电子设备和人员造成损害。
以下是一些建议的措施:
1. 使用防静电地板和防静电工作桌:电子工厂中的地板和工作
桌应具备抗静电功能,以避免静电电荷的积累。
2. 穿防静电鞋和衣服:工厂人员应穿戴防静电鞋和衣服,以减
少静电的积累。
3. 控制湿度:保持电子工厂内的湿度在适当的范围内,可以减
少静电的产生。
4. 使用防静电地带和防静电工具:在处理敏感的电子元件时,
应使用防静电地带和工具,以避免静电的传导。
总结
电子工厂的防雷和防静电措施是确保设备安全运行和产品质量的重要环节。
通过采取合适的防护措施,电子工厂能够减少雷电和静电对设备和人员的影响,提高生产效率和工作环境的安全性。
以上是关于电子工厂防雷防静电的安全知识的简要介绍,希望对您有所帮助。
电子设备防雷安全操作规程电子设备已经成为了现代生活中不可或缺的一部分,我们在工作和娱乐中几乎都要依赖于电子设备。
然而,雷电是电子设备的天敌。
一旦遭受雷击,电子设备可能会损坏,甚至引发火灾、爆炸等严重后果。
为了保护电子设备的安全运行,我们需要遵守电子设备防雷安全操作规范。
首先,电子设备应该安装防雷装置。
防雷装置可以有效地将雷电引导到地面,减少对设备的影响。
安装防雷装置需要寻找专业的电子设备维护人员来进行。
在安装过程中,应注意按安全操作规范进行,确保装置的可靠性和稳定性。
其次,电子设备的布线要合理规划和设置。
电子设备的布线应避免过长,避免穿越易受雷击的区域,如高大建筑物、树木等。
同时,布线要保持良好的接地,确保电流能够顺利流向地面。
布线时应注意避免交叉和干扰,减少雷电对设备的影响。
第三,电子设备使用时要注意防雷。
雷电多发生在雷雨天气中,因此,在雷雨天气中不要使用电子设备。
如果必须使用,应确保设备和人员的安全。
首先,要确保设备通电前的过电压保护工作已经完成。
其次,要保持设备周围的环境干燥,并确保设备与水源保持一定距离。
另外,设备使用时要避免触摸金属外壳,以防雷电通过身体伤害人员。
最后,定期检查和维护电子设备是防止雷击的关键。
定期检查可以及时发现并解决潜在的安全隐患。
一般来说,对于重要的电子设备,每年至少要进行一次全面检查,包括设备的外观、内部电路、接口连接等。
同时,要定期对防雷装置进行检测和维修,确保其正常工作。
总之,电子设备防雷安全操作规范是保护设备和人员安全的重要措施。
我们应该重视电子设备的防雷工作,确保设备的正常运行和人员的安全。
只有做好这些工作,才能尽可能地减少雷电对电子设备的影响,降低损坏的概率,确保电子设备的长期稳定运行。
雷电天气对电子设备的保护方法在雷电天气中,电子设备容易遭受雷击而受损。
这可能导致设备瘫痪、数据丢失或者电路故障。
为了保护电子设备的安全运行,以下是几种有效的保护方法。
1. 安装避雷设备避雷设备是保护建筑物免受雷击的重要手段。
对于家庭或办公室而言,安装全楼避雷装置是一个不错的选择。
这些装置可以分散雷电能量,将其引导到地面,从而降低雷击对电子设备的影响。
2. 使用防雷插座防雷插座是另一种有效的保护电子设备的方法。
这些插座内置保险装置,当雷电来临时会自动切断电源,从而避免雷击对设备的伤害。
它们还提供额外的电源过滤功能,减少电源干扰对设备的损害。
3. 断电保护在雷电天气预警时,最好将电子设备与电源断开。
这包括拔掉插头以及关掉电源开关。
这样可以避免雷击直接通过电源线传递到设备中,减少受损的风险。
4. 使用稳压器和电源保护器稳压器和电源保护器可以帮助平稳地提供电力,避免电压过高或过低对设备的影响。
稳压器可以调节电压,保持在正常范围内,从而避免电子设备因电压波动而受损。
电源保护器不仅可以过滤电源中的杂波和突波,还可以提供过流和过电压保护,保护设备免受雷击等外部因素的影响。
5. 备份重要数据无论在任何天气条件下,备份数据都是非常重要的。
在雷电天气中,设备可能会被雷击而损坏,导致数据丢失。
定期备份重要数据至云存储或外部硬盘是一个明智的做法,可以确保数据的安全性和可靠性。
6. 远离窗户和开放空间在雷电天气中,避免靠近窗户或站在开放的空间。
雷击最有可能被吸引到窗户和高处物体,所以尽量待在室内,并尽可能远离窗户。
如果有必要在窗户附近使用电子设备,确保插头已拔出,避免直接连接到电源。
7. 接地保护接地是保护电子设备免受雷击损害的重要措施之一。
确保设备和房屋的接地线良好连接是非常重要的。
接地线将多余的电荷引导到地下,从而降低雷击对设备的影响。
总结:雷电天气对电子设备的影响不可忽视,但通过采取适当的保护方法,我们可以最大限度地减少设备受损的风险。
电气设备的有效防雷雷电是一种自然现象,它产生的高能量电流和电压可能对电气设备造成严重的破坏。
因此,保护电气设备免受雷击是非常重要的。
本文将介绍一些有效的防雷策略来保护电气设备。
1. 防雷装置防雷装置是保护电气设备免受雷击的首要措施。
它可以分为外部防雷装置和内部防雷装置。
外部防雷装置包括避雷针、避雷网和导线等。
避雷针是最常见的外部防雷装置,它通过高耸于建筑物顶部的金属尖端,引导雷电通向地下。
避雷针应该安装在建筑物的最高点,并且需要与建筑物的金属部分良好接地。
避雷网则是安装在建筑物外部的导电网格,其作用是将雷电引导到地面。
导线可以通过连接避雷针和避雷网,将雷电导入到大地。
内部防雷装置包括避雷器、避雷器等。
避雷器是一种能够吸收和放电雷电的装置,它通过将雷电通过引线引导到地面,从而保护电气设备。
避雷器应该安装在电气设备的进线和出线之间,以防止雷电通过电气设备而造成损坏。
2. 接地系统良好的接地系统对于防止雷电对电气设备的损害至关重要。
接地系统是通过将电气设备与大地连接,将不良电流和电压导入地下。
它可以有效地降低设备的接触电压,减少雷电造成的伤害。
接地系统应该由多个接地极组成,这样可以增加接地面积,提高接地效果。
接地极应该埋设在湿润的土壤中,这样可以提供更好的接地效果。
此外,在设计接地系统时,还应考虑接地电阻的大小,它应该符合国家和地区的标准。
3. 屏蔽和绝缘屏蔽是通过将电气设备包裹在导电材料中,将雷电导入地下,从而保护电气设备。
屏蔽可以是金属框架、导体或金属外壳。
绝缘则是在电气设备中使用绝缘材料来隔离电流和电压,从而避免雷电造成的损害。
屏蔽和绝缘应该根据电气设备的特性和环境来选择。
如果电气设备在外部环境中使用,屏蔽是必要的。
但是,如果设备在室内使用,绝缘可能就足够了。
4. 过电压保护过电压是一种发生在电气系统中的瞬态电压,它可能由于雷电或其他原因而产生。
如果不加以保护,过电压可能对电气设备造成破坏。
因此,过电压保护是很重要的。
浅谈电子防雷避雷与保护在现代社会中,电子设备普及程度越来越高,越来越多的人们选择了使用电子设备来进行生活和工作。
但与此同时,雷电天气也随时可能在我们身边发生,给电子设备在使用过程中带来了很大的威胁。
因此,在实际应用中,电子设备的防雷避雷与保护是必须认真考虑的一个问题。
电子防雷避雷技术是指为了保护电子设备免受雷电干扰和攻击,采用防雷技术和避雷技术进行电子设备保护的技术。
电子设备防雷技术一般可从以下几个方面得到实现:屏蔽技术、接地技术、稳压技术、继电器保护技术以及其他防雷装置(如防雷器、防雷管等)。
屏蔽技术是指在电磁场作用下,把电子设备集成电路外部的电磁扰动减到最小,保证电路的正常工作。
屏蔽技术可细分为机械屏蔽和电磁屏蔽两种。
机械屏蔽包括金属外壳、屏蔽罩等。
电磁屏蔽则是利用导电材料阻塞电磁波的传播路径,从而防止电磁波进入敏感部分。
接地技术主要是将设备建立与大地的电气连接,在发生雷击时,大地作为放电介质,通过大地的电阻下降,使得设备不会受到过过大的雷击电压而被损坏。
同时,良好的接地能够保证设备防雷效果的持久稳定。
稳压技术是指采用稳压器加以保护,当发生雷电时,稳压器能够提供稳定的电压,并及时降低雷电对电子设备的影响。
使用稳压器作为防雷技术,能够防止电子设备在雷击时瞬间停电或瞬间电压上升,从而降低电子设备的受损情况。
继电器保护技术是指通过继电器实现对电子设备的故障保护功能。
在电子设备防雷措施中,继电器保护技术起到了非常重要的作用。
当电子设备受到雷电击打时,即使防雷措施没有完全完成,继电器保护技术也可避免其更进一步受到过度破坏而降低其寿命。
其他防雷装置,除了前面提到的屏蔽技术、接地技术、稳压技术、和继电器保护技术之外,其他防雷装置也在电子设备防雷中起到了重要的作用。
其中,防雷器就是一种非常常见的防雷装置。
防雷器是一种用于保护电子设备免受电压过高或电流过大的侵害的装置。
防雷器的原理是利用“雷电管”这一元件,无限增大其导通能力,当来自雷击等过电压的电压升高到某一范围时,防雷器会立即引导这些过电压,从而保护电子设备免受损坏。
电子设备雷电防护实用技巧雷电是一种自然现象,产生的电压和电流巨大,对电子设备造成的损害也较大。
为了保护电子设备以及延长其使用寿命,我们需要掌握一些实用的雷电防护技巧。
本文将介绍一些常用的电子设备雷电防护实用技巧,帮助读者更好地应对雷电的威胁。
一、使用合格的电源设备首先,选择合格的电源设备对于保护电子设备非常重要。
保护电子设备免受雷击的首要条件即为电力供应的稳定性。
使用符合相关标准的电源设备可以有效地降低雷击的危害。
同时,合格的电源设备还能够提供稳定的电压和电流,减少电子设备因电压过高或过低而带来的损坏风险。
二、安装防雷装置安装防雷装置是保护电子设备的一项重要举措。
防雷装置主要通过引导雷电束流,分散雷电的能量,减小雷击造成的损害。
一般来说,防雷装置分为外部防雷和内部防雷两种类型。
外部防雷是指安装避雷针、接地装置等,将雷电引入地下,避免电子设备直接受到雷击。
内部防雷则是通过安装保护器件,限制雷电对设备的入侵,减少损害程度。
在安装防雷装置时,要选择合适、可靠的产品,并确保安装工作符合相关安全标准。
三、加强设备的接地保护设备的接地保护是电子设备防雷的重要环节。
良好的接地系统能够将雷电的电流引入地下,减小雷击对设备的损害。
为了确保接地系统的质量,需要从以下几个方面加强保护:1.合理布置接地极:接地极应尽可能靠近设备,并避免与其他金属结构相干扰。
2.提高接地电阻:通过使用优质的接地材料,增大接地面积,减小接地电阻,提高接地效果。
3.注意接地导线的连接:接地导线要牢固可靠,避免松脱或断裂情况。
四、定期检查设备状态定期检查设备状态是防护电子设备免受雷电侵害的常规操作。
通过定期检查设备的状态,可以及时发现潜在问题,并采取相应的措施加以修复。
检查内容包括但不限于以下几个方面:1.检查接地系统:观察接地极的状态,确保金属部件完好且与地下部分的连接良好。
2.检查电源设备:检查电源设备的电压、电流等参数是否正常,并且是否存在异常情况,如漏电等。
电子设备防雷接地做法引言在现代社会中,电子设备已经成为人们生活中必不可少的一部分。
然而,雷电产生的强大电磁场和电流可能对电子设备造成损坏甚至破坏。
为了保护电子设备的安全运行,合理的防雷接地做法是非常重要的。
防雷接地原理防雷接地可以分为直接接地和间接接地两种形式。
直接接地是指将设备连接到地下的金属导线上,迅速将雷电传输的电流释放到地球上,从而保护设备。
而间接接地是通过模拟连接外壳和设备的任何一个可导电接触点,将雷电传输的电流引导到地。
这两种防雷接地方式均可减小雷击对设备的危险。
电子设备防雷接地做法地线的选择在选择地线材料时,需要考虑导电性能、耐腐蚀性和耐久性等因素。
通常,铜和铝是常用的地线材料,其导电性能良好且不易腐蚀。
此外,地线的截面积应足够大,以确保电流能够快速传输到地下,减小雷击对设备的危害。
设备接地方式直接接地直接接地需要将设备的金属外壳连接到地下的导线上。
这可以通过将地线连接到设备的接地螺丝孔或接地引线上实现。
确保金属外壳和地线连接牢固可靠,并使用接地装置进行检测,以验证接地的有效性。
间接接地间接接地需要选择一个可靠的导电接触点,如设备的电源插座或接口。
通过合适的连接线缆,将地线与电源插座或接口连接在一起。
同样,确保连接可靠,并使用接地装置进行测试。
接地系统的维护定期检查和维护接地系统是保证其良好工作的关键。
应定期检查地线的连接,确保地线与设备和地下导线之间没有断开或松动。
同时,也需要对地线和接地装置进行清洁,以确保其导电性能。
结论电子设备防雷接地是保护设备安全运行的重要措施。
选择合适的地线材料和接地方式,并定期检查和维护接地系统,可以有效减小雷击对设备造成的损坏。
坚持合理的防雷接地做法将为电子设备的长期使用提供保障。
2024年电气设备的有效防雷电气设备尤其微电子设备需要防雷,设备使用者都非常清楚,但是如何才能做到更有效的防雷,有些人就不太清楚了。
所以对出现过有些设备已安装了防雷器材还经常遭雷击的现象,有些困惑不解。
下面围绕如何更有效的防雷,谈谈看法供参考。
一、雷电流的种类(1)直击雷直击雷是天上的雷云中的雷电荷,经过电气设备直接入地,这时电气设备是遭到直击雷的雷击。
直击雷的电流很大,若想彻底防护直击雷是比较困难的。
(2)雷电场的感应雷当天上的雷云放电(雷云之间或雷云对地放电)后,地面金属上被感应的雷电压,没有雷云控制它,它将对地放电。
如果金属物体对地电阻为5(防雷地线电阻),一般这样雷电流都能防护。
(3)雷电流的感应雷天上的雷云放电,雷电流很大,放电周围的物体,尤其金属物体被感应出电压,因为雷电流是个很尖的脉冲,所以被感应的电压很大。
二、防雷的主要方法(1)堵雷法堵雷法是用一种器件阻断雷电流通路,使器件的一侧有雷电压(没有雷流),另一侧,雷电压、电流都没有或很小。
例如,防雷变压器就是这种器件,一般的电气设备都被保护了。
(2)泄放雷电流泄放雷电流,是利用雷电流最终都要入地的特点,在雷电流还未进入设备之前,用防雷器件引雷入地。
因为雷电流受到较大的入地分流,流入电气设备的雷电流就比较小了。
泄放雷电流的器件有压敏电阻、放电管等。
(3)综合防雷法综合防雷法,是对雷电流采取先泄后堵、泄堵并用的方法。
这种方法是一些微电子设备经常采用的方法,防雷效果好,残压很低。
其防雷电路是,第一级采用压敏电阻或放电管,先将雷电流分流入地,第二级是采用防雷变压器,将剩余的雷电流基本堵在进入电气设备之前,以达到对设备的彻底防雷。
三、有效防雷的基本要求(1)被防护设备的所有对外连接线,如输入、输出、控制、电源等回线都应加装防雷器件。
(2)防雷器件(组合)的残压,必须小于被保护设备的安全电压。
(3)一对回线的横向电压,必须小于被保护设备的安全电压。
电子设备的防雷————————————————————————————————作者:————————————————————————————————日期:电子设备的防雷随着微电子技术的发展,电力系统中广泛采用了微波通信和各种自动化系统。
电子设备的防雷问题已提到日程上。
为了提高电子设备防雷运行的水平,各个使用部门均制定了相应的标准、规程、规范或导则。
例如,由邮电部主编的国标“电子设备雷击保护导则(GB7450—87)”,由邮电部基建司主编的通信行业标准“微波站防雷与接地设计规范(YD2001—93)”,由信息产业部综合规划司主编的通信行业标准“移动通信基站防雷与接地设计规范(YD5068—98)”和“通信工程电源系统防雷技术规范(YD5078—98)”以及由国家电力调度通信中心主编的电力行业标准“电力系统通信站防雷运行管理规程(DL548—94)”等。
但是由于电子设备的防雷研究还只是近十余年的事情,要达到与目前强电设备防雷技术相似的水平,还需经过一段时间的努力。
下面结合微波站防雷对电子设备的防雷作一具体分析。
微波站雷害的来源有直击雷、感应雷和侵入波三个方面。
通常雷击微波站进线形成的过电压或因雷击而在进线上感应的过电压可以从低压电源线、通信线和信号线入侵微波站;雷击微波站天线铁塔而出现的高电位可以从天馈线、波导管或接地线入侵微波站。
下面着重介绍微波站的侵入波保护。
雷击时出现在导线与地间的过电压称为纵向过电压(或称共模过电压);出现在导线间的过电压称为横向过电压(或称差模过电压)。
这些过电压需用相应的过电压保护元件来抑制。
装在靠近外线路入口处的保护称为粗保护,用作粗保护的保护元件要求有大的通流能力,允许有较高的残压。
用于内电路固体元件保护的称细保护,用作细保护的保护元件要求有较低的限幅电压(残压或箝位电压),其通流能力可较低。
性能好的电子装置自身应带有细保护元件。
一、用于电子系统的过电压保护器件目前用于电子系统的过电压保护器件主要有气体放电管、氧化锌压敏电阻和齐纳TVS (Transient Voltage Suppressor)二极管等。
1. 气体放电管气体放电管是一种用陶瓷或玻璃封装、内充低压惰性气体(如氩气、氖气)的放电间隙。
当加在间隙上的电压超过其放电电压时,间隙击穿,从而起到限制过电压的作用。
气体放电管有二电极和三电极两种结构。
图1为其保护接线示意图。
三电极放电管的优点是当一线的电极对接地极放电时,所产生的电弧会照射接于另一线的未放电的间隙,强迫该间隙提前产生点火电子。
因而也在极短时间内对地放电。
根据试验,利用这一原理,两电极放电的时间差可减少为0.15 ~ 0.2ms。
(a)二极放电管b)三极放电管图1 气体放电管的保护接线气体放电管的特点是通流容量大(一般为103 ~ 105A),极间电容小(不大于10pF),但其动作电压较高(冲击击穿电压不能低于250V),响应时间慢(10–6s),而且动作后会出现续流,不易关断,所以通常用于电话线及高至50 MHz的信号的初级保护。
2. 氧化锌压敏电阻氧化锌压敏电阻是以氧化锌(ZnO)为主要材料,以少量的氧化铋(Bi2O3)、氧化钴(Co2O3)、氧化锰(MnO2)、氧化锑(Sb2O3)等金属氧化物作添加剂,在1000℃以上的高温中烧结而成的非线性电阻片。
理想的非线性电阻应在大电流时呈现为小的电阻以保证在雷电流通过时其上的压降(残压或箝位电压)足够低,起到限压的作用。
在雷电流过去以后,当加在电阻片上的电压是其正常工作电压时,电阻片应呈现为大的电阻以保证系统能恢复正常工作。
其非线性程度可用下式表示U=CIa(1)式中C为电阻片流过1A电流时的压降,它和电阻片的材料及尺寸有关;a为非线性系数,其值小于1。
a愈小则非线性愈好,当a=0时,将出现电阻片电压不随电流而变的理想状态。
图2为氧化锌压敏电阻的伏安特性,可划分为小电流区、非线性区和饱和区三个区域。
在小电流区(通过氧化锌阀片的电流在1mA以内)非线性系数较大,约为0.1~0.2。
在非线性区a大大下降,可低达0.015~0.05,已非常接近a=0的理想值,即使在10kA雷电流下,a也仅为0.1左右。
在饱和区,电阻片的伏安特性明显上翘。
在正常工作时通过电阻片的电流小于10–5A,可以近似认为为零。
图2 氧化锌电阻的伏安特性通常把氧化锌压敏电阻片伏安特性上拐点(即小电流区和非线性区的交界处)附近的某一电流值称为电阻片的参考电流(一般为1mA)。
在参考电流下测得的电阻片上的电压称为电阻片的直流参考电压V1mA,显然当作用在电阻片上的电压超过其参考电压时,流过电阻片的电流将迅速增大。
电阻片的持续运行电压的峰值与直流参考电压(即额定电压峰值)的比值称为电阻片的荷电率。
荷电率的高低将直接影响到电阻片的老化过程。
荷电率高时,电阻片的老化将加速,降低荷电率可以减缓电阻片的老化过程,增大其使用年限。
但还应注意到荷电率的降低会使电阻片的保护性能变坏。
常用的荷电率在45%~75%内。
氧化锌压敏电阻的通流能力大(一般为102 ~105A),动作响应时间快(10-9s),且动作后无续流出现,常用于各级电源的初级和次级保护。
但由于氧化锌压敏电阻的直流1 mA电压的降低受到电阻片厚度的限制一般不能低于15V,所以残压的降低受到了限制,而且其极间电容太大(可达数千pF),不能用在高频,超高频和甚高频的电路中,也不能用在箝位电压要求低的场合。
目前氧化锌压敏电阻广泛应用于电源系统的初级、次级保护,也可用于频率不高的信号保护中。
3. 齐纳TVS二极管齐纳TVS二极管是一种专门用来抑制过电压的二极管。
它是在普通稳压二极管的基础上发展起来的。
和普通稳压二级管相比,齐纳TVS二极管具有较大截面积的硅PN结,该PN结工作在雪崩状态时,脉冲吸收能力较普通稳压二极管强。
齐纳TVS二极管有单极性和双极性两种。
单极性TVS管只对一个方向的冲击电压起保护作用,相当于一个稳压二极管,靠它的伏安特性起箝拉作用。
参看图3,二级管在反偏电压下工作,当电压位于0 ~ UZ之间时,管子呈高电阻,流经管子的只有mA级的电流。
当反偏电压达到UZ时,流经管子的电流迅速增加,管子进入低电阻导通状态。
管子一旦导通后,只要流过管子的电流不大于其允许的最大电流,管子两端的电压就大体上保持在UZ附近。
当雷电脉冲通过后,二极管又可恢复到高阻状态。
双极性TVS二极管的工作原理相当于两只稳压二极管反向串联,对正、负极性的冲击电压均能起到保护作用。
图4为其伏安特性。
图3 单极性TVS二极管图4 双极性TVS二极管齐纳TVS二极管的箝位电压低(可低达12V)响应时间快(可达10–12s),极间电容小,可用于信号和数据线的保护。
但由于其通流能力较小(为101 ~102A),一般不宜用于电源等的初级和次级保护。
二、电源保护有关220V/380V低压电源线的保护已在低压配电网的防雷中阐明。
需要进一步说明的是,对一些耐压水平低的设备,当采用单个保护装置后残压仍嫌太高时,可以采用两级或多级保护的方式,使雷电流逐级分流,残压逐级降低。
图5为电源采用两级保护时的典型接线图。
两级保护均可用氧化锌压敏电阻为保护元件,但第一级保护应能先于第二级保护动作,并应有比第二级保护大的通流能力。
当两级保护间的电气距离不够大时,为确保第一级保护先于第二级保护动作,可在两级保护间加装电感线圈(十几微亨)。
当采用5(b)的接线方式时,中性线N对地间的保护元件也可采用放电间隙。
(a)(b)图5 电源采用两级保护时的接线三、通信线保护为降低雷击通信线路的概率,通信线路进站前应采用直接埋地式电缆。
但应注意,电缆的低电阻率将为选择性雷击提供有利条件,使埋有电缆处大地的落雷概率上升。
雷电可击穿电缆上方的土壤直击到电缆上,也可在击中电缆附近的物体后经土壤反击到电缆上。
另外雷击通信电缆附近的物体还会在通信电缆上形成感应过电压。
为降低感应过电压的危害,通信电缆最好采用屏蔽电缆,屏蔽层的两端应接地,并在电缆芯线和屏蔽层间加装氧化锌压敏电阻(当电缆和用户或分局的低频通信系统连接时)或气体放电管(当电缆和包括微波站在内的高频通信系统连接时)。
当电缆有多余芯线时,应将多余芯线与屏蔽层相连以加强屏蔽效果。
如果所用通信电缆为无屏蔽层的橡皮或全塑电缆时,或只有薄金属箔无法焊接时,应将导线穿入埋地铁管中并将备用芯线两端接地来实现屏蔽。
为加大通信的安全性,通信线路也要采用多级保护。
图6是由三极气体放电管,双极TVS二极管和限流电阻组成的保护电路。
雷电流在电阻的限流作用下,先经气体放电管泄入大地,残余电流通过TVS二极管时,由TVS 二极管实现对电压的箝位。
1——气体放电管;2——TVS二极管;R——限流电阻图6 通信线路的保护四、天馈线保护对雷电波的频谱分析表明,雷电波的绝大部分能量分布在几十千赫以下,而天线的发射频率通常为数十兆赫,微波通信的频率则可达数千兆赫。
因此可以利用由高通滤波器和低通滤波器组合的电路将雷电波通道和通信电磁波通道分开,如图7所示。
在雷电波作用下高通滤波器开路,低通滤波器导通将雷电过电压短接,使进入发射机的横向过电压得到限制。
在天线的工作频率下,高通滤波器导通,低通滤波器开路,保证了天线的正常发射。
图7 天馈线保护当发射频率较高(波长短)且为单一频率时,低通滤波器可以简化为一根长度为l/4(l为波长)的导线,如图8所示。
这一导线对高频发射信号来说相当于开路,而对雷电波来说相当于短接。
图8 l/4型避雷器应该指出这种天线保护装置只能限制出现在信号线间的横向过电压(或差模过电压)不能限制雷击时由于地电位升高和接地引下线压降而造成的纵向过电压(或共模过电压)。
常用的防止纵向过电压危害的措施是“水涨船高”法,即将发射机外壳与电缆外皮相连,使发射机外壳的电位升高。
但此时应该注意加强发射机供电电源的防护,避免因电源处于低电位而引起电源的损坏;同时应加强发射机所处层面的均压措施,避免在发射机和其他设备间形成电位差。
将微波塔上同轴天馈线金属外皮的上端及下端分别就近与铁塔相连,在机房入口处与接地体再连接一次等均压措施并不能使纵向过电压得到实质性的降低。
降低纵向过电压的有效措施是在微波塔顶部装设半导体消雷装置或限流避雷针,靠半导体消雷装置或限流避雷针的限流作用大幅度降低雷击微波塔时经铁塔入地的雷电流以及铁塔电位的升高,从而可使天馈线的纵向过电压得到大幅度降低。
五、雷电电磁干扰的防护电子元件对雷电电磁干扰十分敏感。
为实现对雷电电磁干扰的屏蔽,DL548—94规定“通信机房及调度通信综合楼的建筑钢筋,金属地板、构架等均应相互焊接,形成等电位法拉第笼。
”但实验和计算说明,要将建筑物内空间的磁场强度降低到2.4×10?4T(造成无屏蔽的电子设备永久性损坏的磁场强度阈值)或0.07×10?4T(造成无屏蔽的电子设备误动作的磁场强度阈值)以下,仅仅依靠增加引下线或构架钢筋的密度是很困难的。