如何選擇并應(yīng)用防雷元件（一）

　隨著微電子技術(shù)的發(fā)展，大規(guī)模及超大規(guī)模集成電路相繼出現(xiàn)，且廣泛用于通信、測量、監(jiān)控和計算機系統(tǒng)等電子設(shè)備（系統(tǒng)）中。這類元器件具有著極為廣闊的發(fā)展前景。然而，他zui明顯的缺點就是抗過超低頻高壓發(fā)生器電壓能力和抗干擾性能力很低，易受雷電等電磁脈沖和其他過電壓的損壞，繼而造成電路和設(shè)備的損壞。因此，提高與加強這些設(shè)備放過電壓的能力是迫在眉睫的事情。

　　一、設(shè)備受雷擊的途徑

　　雷電直擊地面（物體）和/或空中雷云間放電時產(chǎn)生強烈的沖擊電磁場，在設(shè)備和傳輸線上感生雷電過電壓，從而損壞設(shè)備或傳輸線路。從所掌握的資料表明，除少數(shù)屬雷電直擊或空間感應(yīng)外，絕大部分是因為雷電行波從室外的傳輸線引人而損壞設(shè)備的。這些室外傳輸線包括傳輸信息的金屬引入（出）線路和用以饋電的交（直）流線路。傳輸信息線路有架空線路、埋地線路、鋼軌或其他類似的傳導(dǎo)體。而架空線主要指通信明線、架空電（廣）纜或其他性能相近的線路；埋地線路則有埋地（對稱、同軸）電纜和光纜等。

　　傳輸線路上引入的過電壓分為縱向（共模）過電壓和橫向（差模）過電壓兩類。在平衡（對稱）線路上某點出現(xiàn)的線與地之間的過電壓成為縱向過電壓；平衡（對稱）線路間或不平衡線路（如同軸電纜）的線路與地之間出現(xiàn)的過電壓成為橫向過電壓。一般情況下，橫向過電壓低于縱向過扁平橡套軟電纜電壓。但在比較的情況下，橫向過電壓可具有與縱向過電壓相同的幅值和特續(xù)時間。若某些系統(tǒng)有中繼設(shè)備和遠(yuǎn)供回路時（如通信系統(tǒng)的增音機），當(dāng)前、后段的線路感應(yīng)有不同的過電壓時，還會造成順線路方向的縱向過電壓，同樣損壞設(shè)備，這一點易為人們所忽視。

　　傳輸線路因其自身結(jié)構(gòu)的原因、雷電行波傳輸過程的差異，以及縱向保護元件動作時間的不同等，令分別出現(xiàn)在量平衡獻(xiàn)上的縱向過電壓不相等，從而形成橫向過電壓（不平衡線路上的橫向過電壓即縱向過電壓）?？v向過電壓損壞設(shè)備線于地（機殼0之間的絕緣，但橫向過電壓則像信號般在線間傳輸，盡管其幅值不很高，卻足以損壞既敏感，耐壓水平又很低的元器件和內(nèi)部電路。

　　二、雷擊保護的基本原則

　　欲使設(shè)備得到很好的保護，首先應(yīng)對其所處的環(huán)境、受雷電影響的程度做出客觀的估計，因他于出現(xiàn) 過電壓的幅值、概率、網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、設(shè)備抗電能力、保護水平和接地等有關(guān)。不過，防雷工作應(yīng)作為一項系統(tǒng)工程來考慮，強調(diào)全面防護（包括建筑物、傳輸線路、設(shè)備和接地等），綜合治理，且要做到科學(xué)、可靠、使用和經(jīng)濟。我們并不一定要求對雷電進行100%的防護，允許有一定的風(fēng)險率，這當(dāng)然應(yīng)通過一定的技術(shù)經(jīng)濟比較以后才可確定?？偟膩碚f，考慮防雷時可歸納為如下3種主要方法。

　　1. 采用躲避的方法

　　這是非常重要的、經(jīng)濟有效的措施。應(yīng)正確的選擇線路的路由、站址（設(shè)備安放點），有意識的盡量避開在理論上、經(jīng)驗上和實際上電力測試導(dǎo)線證實的雷擊區(qū)或雷擊點。

　　2. 對雷電進行橫截

　　這需要外加一定的保護元器件，旁路或限制進入系統(tǒng)內(nèi)的雷電壓（流），從而減輕系統(tǒng)受損的程度或在系統(tǒng)能承受的水平之下。

　　3. 提高系統(tǒng)的耐雷水平

　　從改善系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)人手，通過對危險性的估計，規(guī)定線路、設(shè)備的介質(zhì)絕緣強度、耐沖擊能力等，提高其自身的耐雷能力（改善設(shè)備的伏秒特性）。

　　三、保護元件的選擇

　　上一張?zhí)岬降娜龡l保護原則中，后面兩條均需要外加一些保護元件才能實現(xiàn)。本章僅就常用保護元件的選擇問題作進一步論述。

　　1. 保護元件的分類

　　保護元件的分類

　　保護元件從不同角度考慮，可粗分如下。

　?。?） 從導(dǎo)通的類型分

　　空間空隙：如空氣隙碳精放電器

　　放電型

　　密封間隙：如氣體放電管

　　開關(guān)型：順態(tài)二極管

　　限幅型 ：壓敏電阻、穩(wěn)壓管（齊納管） 、開關(guān)二極管

　?。?） 從功能分。

　　開關(guān)型

　　過壓保護 放電型

　　（并聯(lián)用） 限幅型

　　過流保護 非自復(fù)型

　?。ù?lián)用） 自復(fù)型：正溫度系數(shù)熱敏電阻

　　不中斷 隔離變壓器

　　傳輸信號 排流線圈

　　上述的保護元件可以是單個元件，也可以由幾種不同功能的元件組合而成為更復(fù)雜的組件（后文還會提及）。

　　2. 保護元件應(yīng)具備的特性

　　本文主要介紹過電壓保護元件的特性。

　　過電壓保護元件與迅速的將外來的沖擊能量滑線指示燈全部或部分分瀉放掉，不讓其進入設(shè)備內(nèi)部，達(dá)到保護的目的，其必須具備如下的性能。

　?。?） 能承受一定的沖擊能量，尤其是在于其強大的雷電流作用下也不致?lián)p壞。

　　（2） 能迅速的抑制瞬間過電壓，且其殘壓應(yīng)低于設(shè)備的安全值。

　?。?） 對過電壓的影響速度要快。在正常狀態(tài)時是高阻抗。且從高（低）阻抗?fàn)顟B(tài)轉(zhuǎn)到低（高）阻抗?fàn)顟B(tài)的時間極短。

　?。?） 元件本身有高的可靠性和穩(wěn)定性，受多次沖擊而性能不變。

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