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電源防雷器的使用和選擇

發布時間:2015-09-16  

電源防雷器的使用和選擇:
雷電對于各種建筑物和設備的危害性是不言而喻的。國外一些廠家致力于研究開發防雷破壞手段,已有上百年的歷史。在國內,一直以來對直擊雷的發生采取了許多有效的防護措施,但對感應雷的破壞性,在近期才開始引起重視。事實上,感應雷的破壞同樣造成每年各系統為數不小的損失。目前氣象系統信息多通過計算機網絡傳送,一旦產生感應雷破壞,后果十分嚴重。

  國外通行的概念,將雷擊分為兩種——直擊雷和感應雷。感應雷指雷擊引致設備電源線上的感應電流而產生的瞬間過電壓,即在微秒至毫秒之內所產生的尖峰沖擊電壓。

  根據多種世界認可研究標準,一般電源線上的感應電流在3000安培左右,絕不超過10000安培,電壓則不超過6000伏。在數據/訊號線及電話線上,感應電壓一般在5000伏左右,感應電流則大約為數百安培。

  一般建筑物避雷網只能保護其本身免受直擊雷損毀,但雷電會通過以下形式和途徑破壞電子設備:一是雷電直擊到電源輸入線,繼而進入和損壞設備。雖然電力傳輸線上都安裝了各種保護間隙和電力避雷器如,但這只可使雷電沖擊波經過輸電線路侵入時,將線對地的電壓限制到小于6000伏(IEEEC62.41),而線對線則無法控制。二是以感應方式,如:電阻性電感性或電容性耦合到電源、訊號及電話線上,最終危害設備。電器開關動作眾所周知當電流在導體上流動時會產生磁場,把能量儲存。電流越大及導線越長則儲能越多。所以當大負載電器設備開關時,便產生瞬間過電壓。

  瞬間過電壓所造成的破壞性后果體現于以下四點:(1)傳輸或儲存的訊號或數據,不論是數位或模擬,受到干擾或丟失,甚至可使電子設備產生錯誤動作或暫時癱瘓。(2)由于重復受到較少幅度的瞬間過電壓影響,元器件雖不致馬上燒毀,但性能和壽命已嚴重降低。(3)若情況嚴重,電子設備的線路板及元件便燒毀。(4)整個系統停頓造成大量間接損失,如銀行電腦服務停頓、移動電話通訊中止等,遠遠超過設備本身受損的直接金錢損失。

  高集成半導體元器件的急速發展使電子設備的體積趨于細小,但另一方面卻使其更易受到瞬間過電壓的破壞。雖然暫時沒有一套通用的標準可指出電子設備可承受多大的瞬間過電壓,但根據IEEE組織指出,一般元器件可經受兩倍于其額定電壓以上。因此一般單相設備在230V士10%便能經受2×(230V×2×1.1)=700V左右的峰值過電壓。

  要發揮最有效及最完整的避雷功能,使電子設備免受因感應雷或開關動作而產生的瞬間過電壓所破壞,必須考慮各類傳輸線,包括:電源進出入線、數據、訊號及電話線,此外如有程控交換機也要裝上適當的防雷器。要發揮良好的避雷功能,一個防雷器必須具備以下各點:

  (一)相容性一個理想的防雷器應不會對其所保護的設備或線路造成任何干擾及中斷現象。

  (二)能承受高電流雖然雷電電流可高達20萬安培,但一般二次感應電流不會超過10000安培,因此防雷器必須能承受最少10000安培的瞬間電流通過。

  (三)低“通過”電壓防雷器必須能把瞬間尖峰電壓降至一般電子設備所能承受的范圍,即低于二倍于設備的尖峰電壓(約700V)。

  (四)全面保護電源防雷器必須能提供以下每一種的保護作用:相對地、中對地及相對中。

  (五)操作狀態顯示無論是在正常工作狀態、功能減退狀態或發生故障時,都應能在面板上清楚顯示出來。

  (六)遙測功能當防雷器發生故障時能透過遙測干觸點把故障狀態通知遠端的監察中心。

  (七)反復使用及長壽命在正常使用情況下可經受多次雷擊后仍能反復使用,而且其自身工作壽命必須長達20年以上。

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