弱电设备备如何防防雷击1.概况况 仅119999年6月月到20001年年8月一一年多的的时间里里，可查查的由于于雷击发发生的弱弱电损坏坏就有四四次之多多樊庄庄变电站站线路落落雷，造造成主控控地与设设备之间间的电位位差而损损坏大量量的保护护设备；；南郊变变电站的的微波塔塔落雷，由由于感应应过电压压而损坏坏大量的的通讯、远远动设备备损坏；；西万庄庄变电站站的微波波塔落雷雷，由于于地电位位差造成成大量的的通讯远远动设备备损坏；；北郊变变电站微微波塔落落雷，造造成大量量的保护护、运动动、通讯讯设备损损坏 近年年来，随随着微电电子技术术的不断断发展，自自动控制制系统在在生产生生活各个个方面的的使用越越来越广广，人们们在受益益于微电电子的极极大方便便的同时时，也受受到其一一旦损坏坏就损失失巨大的的困扰实实际中，在在增加自自动控制制系统的的时候，往往往对自自动控制制系统的的防雷未未加考虑虑或考虑虑不够的的情况较较多，一一旦有雷雷电波侵侵入，设设备损坏坏一般是是巨大的的，有的的甚至使使整个系系统瘫痪痪，造成成无可挽挽回的损损失 这这些故障障的主要要原因是是由于一一次设备备发生雷雷击后在在弱电设设备造成成的浪涌涌超过了了设备承承受的能能力而损损坏设备备的，浪浪涌的主主要形式式是电源源浪涌、信信号浪涌涌。
而这这种浪涌涌在新建建或扩建建设备时时又往往往不被重重视，所所以本文文在介绍绍常用的的弱电防防雷的同同时，重重点探讨讨了浪涌涌对弱电电设备的的危害及及预防措措施2.弱电电设备雷雷电危害害的主要要原因分分析 雷电会会导致多多种不同同形式的的危害，没没有任何何一种办办法可以以全面防防止雷电电的危害害，通过过各种有有效的办办法可将将雷害的的程度降降到最低低，在多多年的实实际中人人们对直直击雷、感感应雷、球球形雷的的认识比比较高，防防护也相相对完善善，但对对雷电浪浪涌的防防护意识识和防护护措施相相对比较较薄弱，以以上所列列的四次次典型的的雷击弱弱电设备备的情况况就是对对弱电防防雷考虑虑不够造造成的其其主要的的雷电形形式及雷雷害情况况有以下下几种情情况： (11)雷电电浪涌是是近年来来由于微微电子的的不断使使用引起起人们极极大重视视的一种种雷电危危害形式式，同时时其防护护方式也也不断完完善最最常见的的电子设设备危害害不是由由于直接接雷击引引起的，而而是由于于雷击发发生时在在电源和和通讯线线路中感感应的电电流浪涌涌引起的的一方方面由于于电子设设备内部部结构高高度集成成化(VVLSII芯片))，从而而造成设设备耐压压、耐过过电流的的水平下下降，对对雷电((包括感感应雷及及操作过过电压浪浪涌)的的承受能能力下降降，另一一方面由由于信号号来源路路径增多多，系统统较以前前更容易易遭受雷雷电波侵侵入。
浪浪涌电压压可以从从电源线线或信号号线等途途径窜人人电脑设设备美美国GEE公司测测定一般般家庭、饭饭店、公公寓等低低压配电电线(1110VV)在1100000h((约一年年零两个个月)内内间间发生的的超出原原工作电电压一倍倍以上的的浪涌电电压次数数达到8800余余次，其其中超过过10000V的的就有3300余余次这这样的浪浪涌电压压完全有有可能一一次性将将电子设设备损坏坏信号号系统浪浪涌电压压的主要要来源是是感应雷雷击、电电磁干扰扰、无线线电干扰扰和静电电干扰金金属物体体(如电线))受到这这些干扰扰信号的的影响，会会使传输输中的数数据产生生误码，影影响传输输的准确确性和传传输速率率排除除这些干干扰将会会改善网网络的传传输状况况 (22)直击击雷是指指雷电直直接击在在建筑物物构架、动动植物上上，因电电效应、热热效应和和机械效效应等造造成建筑筑物等损损坏以及及人员的的伤亡 (3)感应雷是雷电在雷云之间或雷云对地放电时，在附近的户外传输信号线路、埋地电力线、设备间连接线产生电磁感应并侵入设备，使串联路中间或终端的电子设备遭到损害感应雷虽然没有直接雷猛烈，但其发生的几率比直击雷高得多3.弱电设备防雷措施 按照防护范围可将弱电设备的防雷措施分为两类，外部防护和内部防护。
外部防护是指对安装弱电设备的建筑物本体的安全防护，可采用避雷针、分流、屏蔽网、均衡电位、接地等措施，这种防护措施人们比较重视、比较常见，相对来说比较完善内部防护是指在建筑物内部弱电设备对过电压(雷电或电源系统内部过电压)的防护，其措施有：等电位联结、屏蔽、保护隔离、合理布线和设置过电压保护器等措施，这种措施相对来说是比较新的办法，也不够完善，下边对弱电设备防雷进行探讨，主要对雷电浪涌及地电位差的防护提出一些自己的看法3.1弱电设备的外部防护 弱电设备的外部防护首先是使用建筑物的避雷针将主要的雷电流引人大地；其次是在将雷电流引人大地的时候尽量将雷电流分流，避免造成过电压危害设备；第三是利用建筑物中的金属部件以及钢筋可以作为不规则的法拉第笼，起到一定的屏蔽作用，如果建筑物中的设备是低压电子逻辑系统、遥控、小功率信号电路的电器，则需要加装专门的屏蔽网，在整个屋面组成不大于5m－5m，6m－4m的网格，所有均压环采用避雷带等电位连接；第四是建筑物各点的电位均衡，避免由于电位差危害设备；第五是保障建筑物有良好的接地，降低雷击建筑物时接点电位损坏设备3.2弱弱电设备备的内部部保护 从EEMC((电磁兼兼容)的的观点来来看，防防雷保护护由外到到内应划划分为多多级保护护区。
最最外层为为0级，是是直接雷雷击区域域，危险险性最高高，主要要是由外外部(建建筑)防防雷系统统保护，越越往里则则危险程程度越低低保护护区的界界面划分分主要通通过防雷雷系统、钢钢筋混凝凝土及金金属管道道等构成成的屏蔽蔽层而形形成，从从0级保保护区到到最内层层保护区区，必须须实行分分层多级级保护，从从而将过过电压降降到设备备能承受受的水平平一般般而言，雷雷电流经经传统避避雷装置置后约有有50％％是直接接泄人大大地，还还有500％将平平均流人人各电气气通道((如电源源线，信信号线和和金属管管道等)) 随着电电脑通信信设备的的大规模模使用，雷雷电以及及操作瞬瞬间过电电压造成成的危害害越来越越严重以以往的防防护体系系已不能能满足电电脑通信信网络安安全的要要求应应从单纯纯一维防防护转为为三维防防护，包包括：防防直击雷雷，防感感应雷电电波侵入入，防雷雷电电磁磁感应，防防地电位位反击以以及操作作瞬间过过电压影影响等多多方面作作系统综综合考虑虑 多级分分级(类类)保护护原则：：即根据据电气、微微电子设设备的不不同功能能及不同同受保护护程度和和所属保保护层确确定保护护要点作作分类保保护；根根据雷电电和操作作瞬间过过电压危危害的可可能通道道从电源源线到数数据通信信线路都都应做多多级层保保护。
3.2..1 电电源部分分防护 弱电电设备的的电源雷雷电侵害害主要是是通过线线路侵入入高压压部分有有专用高高压避雷雷装置，电电力传输输线把对对地的电电压限制制到小于于60000V((1EEEEECC62..41))，而线线对线则则无法控控制所所以，对对3800V低压压线路应应进行过过电压保保护，按按国家规规范应有有三部分分：建议议在高压压变压器器后端到到二次低低压设备备的总配配电盘间间的电缆缆内芯线线两端应应对地加加避雷器器或保护护器，作作一级保保护；在在二次低低压设备备的总配配电盘至至二次低低压设备备的配电电箱间电电缆内芯芯线两端端应对地地加装避避雷器保保护器，作作二级保保护；在在所有重重要的、精精密的设设备以及及UPSS的前端端应对地地加装避避雷器或或保护器器，作为为三级保保护 目的的是用分分流(限限幅)技技术即采采用高吸吸收能量量的分流流设备((避雷器器)将雷雷电过电电压(脉脉冲)能能量分流流泄人大大地，达达到保护护目的，所所以，分分流(限限幅)技技术中采采用防护护器的品品质、性性能的好好坏是直直接关系系网络保保护的关关键，因因此，选选择合格格优良的的避雷器器或保护护器至关关重要。
3.2..2 信信号部分分保护 对于于信息系系统，应应分为粗粗保护和和精细保保护粗粗保护量量级根据据所属保保护区的的级别确确定，精精细保护护要根据据电子设设备的敏敏感度来来进行确确定3.2..3 接接地处理理 一一定要求求有一个个良好的的接地系系统，因因所有防防雷系统统都需要要通过接接地系统统把雷电电流泄人人大地，从从而保护护设备和和人身安安全如如果机房房接地系系统做得得不好，不不但会引引起设备备故障，烧烧坏元器器件，严严重的还还将危害害工作人人员的生生命安全全另外外还有防防干扰的的屏蔽问问题，防防静电的的问题都都需要通通过建立立良好的的接地系系统来解解决4.结 论 弱电设设备的防防雷问题题是一个个综合性性的工作作，尤其其是弱电电设备的的雷电浪浪涌防护护还重视视不够，也也常常由由其而引引起设备备的损坏坏，所以以在完善善弱电设设备外部部防护的的同时，要要加强弱弱电设备备的内部部防护，建建议加强强以下几几方面的的工作:: ((1)首首先要完完善弱电电外部雷雷电防护护，将绝绝大部分分雷电流流直接接接闪引入入地下泄泄散 (22)其次次要阻塞塞沿电源源线或数数据、信信号线引引入的过过电压波波。
(3))第三限限制钳位位被保护护设备上上浪涌过过压过流流幅值在在设备可可承受的的范围 这三道防线，相互配合，各行其责，缺一不可对电子设设备防雷雷击有关关问题的的看法来来源：中中国论文文下载中中心 [[ 066-033-033 111:577:000 ] 作者：：程开嘉嘉 编辑辑：sttudaa9nggns摘要：本本文阐述述了雷击击模拟电电子设备备的机理理，SPPD和类类型和选选择时应应注意的的问题 关键词：：雷击 雷电波波形 SSPD 近年年来，电电子信息息设备和和计算机系系统已深深入各行行各业，由由于这类类设备的的工作电电压和耐耐冲击电电压水平平低，极极易受到到雷电电电磁脉冲冲的危害害，从而而使雷电电灾害由由电力和和建筑物物这两个个传统领领域扩展展到几乎乎所有行行业，特特别是通通讯、信信息技术术数据中中心，计计算机中中心以及及微电子子生产行行业等由由于雷电电造成的的危害尤尤为重要要另一一方面，因因为雷击击是机率率事件，这这种影响响尚未引引起人们们的注意意，很多多人认为为只要按按照国家家的建筑筑物防雷雷设计规规范做好好避雷针针(带))、引下下线和接接地装置置等建筑筑物内外外的防雷雷工作就就“万事事大吉”了了。
但实实际上，当当雷击现现象发生生时，建建筑物的的外部防防雷装置置确实有有效地抵抵御了雷雷击对建建筑物的的破坏，同同时均匀匀的避雷雷引下线线与建筑筑物接地地的均压压环也起起到法拉拉第网笼笼的作用用，保证证建筑物物内的人人员不致致因跨步步电压升升高而导导致触电电事故 但这这时当雷雷电击中中建筑物物防雷装装置或击击中附近近其他建建筑物的的避雷针针(带))并由引引下线导导人大地地时，瞬瞬间内在在引下线线自上而而下的产产生一个个很强的的变化磁磁场处处在这个个电磁场场作用下下的导体体，便会会感应产产生电压压，其数数值也可可达数十十千伏，处处在这个个磁场作作用范围围的电气气、信号号、电源源及它们们的传输输线路都都因相对对地切割割了这个个变化的的磁场磁磁力线而而产生出出感应高高压，从从而将用用电设备备击坏如如图1所所示，如如果导体体的形状状是开口口环形感感应电压压，便会会把几厘厘米长的的空气间间隙a、bb击穿发发生火花花放电如如果导体体是一个个闭合回回路，感感应电压压会造成成一个电电流通过过，假如如回路上上有接触触不良的的接点，这这些地方方就会局局部发热热再有有，由于于雷电冲冲击波的的能量集集中在工工频附近近几十赫赫兹到几几百赫兹兹的低端端，雷电电冲击波波能量就就容易与与工频回回路发生生耦合、谐谐振，于于是雷电电冲击波波从电源源线路进进入电子子设备的的机率要要比从信信号线中中进入的的机率要要高很多多，据统统计，约约有8％％的雷击击损坏电电子设备备的事故故是由电电源引入入的，因因此应特特别加强强系统中中设备电电源的防防雷措施施。
l 雷击击电子设设备的途途径及损损坏机理理 雷击击过电压压损坏设设备可分分为两种种情况，一一种是受受雷电直直击，另另一种受受感应雷雷影响所所致据据统计电电子设备备受雷电电直击而而损坏的的机率很很小，而而绝大多多数损坏坏为感应应雷造成成，雷电电行波通通过传输输信息的的电路线线传至电电子设备备使其某某些电子子元件受受损 还有有一种情情况值得得重视的的是电子子设备附附近的大大地或其其他设备备的接地地体，因因受直击击雷引起起的电位位升高，会会使电子子设备造造成反击击，使之之对地绝绝缘击穿穿根据据传统经经验电子子设备的的地线与与电源设设备的地地线分开开设置是是减少这这种雷电电侵入途途径的有有效措施施之一所所以凡联联结有输输人或输输出线路路的电子子设备应应考虑以以上三条条侵入途途径不不论那种种途径侵侵入的雷雷击过电电压加在在电子设设备上冲冲击引起起两种过过电压，一一种是：：使平衡衡电路某某点出现现超过允允许的对对地过电电压，称称为纵向向过电压压，地电电位上升升引起的的反击也也属于从从地系统统侵入的的纵向过过电压；；另一种种是平衡衡电路线线间或不不平衡电电路线对对地出现现的过电电压称为为横向过过电压。
使使用对称称传输线线的设备备，横向向过电压压是因线线路两线线间存在在不同的的纵向过过电压；；或因纵纵向防护护元件放放电性能能的分散散性(如如动作时时间有快快慢的差差别)是是造成横横向过电电压的原原因，如如果在平平衡线路路上的两两个纵向向防护元元件，其其中一路路故障或或失效这这就造成成了横向向过电压压的极限限情况对对不平衡衡电路如如对连接接同轴电电缆的电电子设备备其纵向向过电压压即横向向过电压压雷电电冲击过过电压可可导致绝绝缘击穿穿，也可可产生过过电流进进行纵向向雷击试试验的目目的，在在于检验验设备在在纵向过过电压下下元器件件对地的的绝缘横横向雷击击试验则则是检验验两线间间出现冲冲击过电电压时设设备耐受受冲击的的能力 在电电子设备备中，易易受雷击击过电压压损坏的的元部件件，大多多数是靠靠近设备备的入口口端，如如纵向过过电压会会击穿线线路和设设备间起起匹配作作用的变变压器匝匝间、层层间、或或线对地地绝缘等等横向向过电压压可随信信息同时时传至设设备内部部，损坏坏设备内内的阻容容元件及及固体元元件设设备中元元器件受受损的程程度，取取决于元元器件绝绝缘水平平，即耐耐受冲击击的强度度，对具具有白复复能力的的绝缘，击击穿只是是暂时的的，一旦旦过压消消失，即即可恢复复。
有些些非自复复性的绝绝缘介质质，冲击击时只有有小电流流流过，一一次冲击击不会立立即中断断设备，但但经过多多次冲击击，随着着多次冲冲击的累累积可能能会使元元件逐渐渐受损最最终导致致毁坏，这这就是为为什么在在试验时时要试验验冲击次次数，极极性和间间隔的原原因所在在 电子子元件受受雷击损损坏的情情况，概概括起来来不外下下列三种种：(11)受过过电压损损坏的，如如电容器器、变压压器及电电子元件件的反向向耐压2)受受过电压压冲击能能量损坏坏的，如如二极管管PN结结正向损损坏，冲冲击危险险程度在在于流过过元器件件的过电电流大小小和持续续时间，即即能量大大小3)易易受冲击击功率损损坏的，对对元件的的危害决决定于冲冲击电压压峰值和和由此而而产生的的过电流流2 雷电电波形 有关关雷电冲冲击波的的描述是是用波形形参数说说明，它它有峰值值波前时时间和下下降半峰峰值时间间如图图2所示示观测测的数据据和波形形均具有有统计特特．硅，服服从某种种分布规规律，从从而统计计出雷电电流幅值值，波头头、波尾尾、陡度度、能量量等概率率分布多多年来，国国内外在在对线路路结构上上或进人人电子设设备的雷雷电冲击击波形进进行了很很多观测测工作，获获得了大大量的观观测资料料。
一些些国家通通过现场场观测发发表了很很多测试试结果因因观测的的地理环环境和条条件的不不同即即使在同同样条件件下，观观测得到到的数据据也不尽尽相同早早先，有有些国家家观测得得到的几几百个波波形中，对对主放电电波形的的叙述，当当不区另另别第一一次放电电或随后后各次闪闪电时，一一般认为为雷电流流在1——4微秒秒上升到到幅值，然然后在440一550微秒秒内下降降到幅值值的一半半这就就是所谓谓传统的的雷电流流波形正正极性闪闪电的电电流波形形一般较较负极性性闪电的的波形平平坦一些些，持续续时间较较长，上上升到幅幅值的时时间约数数十微秒秒，下降降到半值值时间约约为数百百微秒图2雷击击参数定定义 在对对雷电的的研究中中，需要要在千千千万万的的实波形形中找出出典型波波形并转转化为用用数学式式表示曲曲线比比较流行行的代表表曲线有有两种：：1．波头头部分用用两个指指数曲线线之差表表示，其其公式为为： 用这这公式表表示的波波形如图图3a，当当i=00时，电电流上升升速度ddi/ddt最大大；而当当电流逐逐渐增大大时，ddi/ddt逐渐渐减小；；到了ii=Imm时，ddi/ddt变为为零2．波头头部分用用余弦曲曲线表示示其公式式为： 用这这公式表表示的波波形如图图3b，当当i=00时，ddi/ddt=00；随着着电流上上升，ddi/ddt也上上升；当当I=IIm/22时，ddi/ddt到达达最大值值；然后后di//dt减减小；当当i=IIm时，ddi/ddt降为为零。
一般般习惯于于用两个个指数曲曲线之差差的形式式来表示示雷电流流波形，并并且认为为这种表表示方式式和大多多数实际际测得的的波形比比较相似似但是是经过近近年的观观测得到到大多数数的第一一次主放放电电流流波形在在其上升升到幅值值之前时时比较缓缓慢，然然后再转转入陡的的部分，其其波头接接近于用用余弦来来表示的的波形用用余弦曲曲线表示示时，因因为雷电电流最大大陡度出出现在IIm/22处，以以此进行行雷击的的电位计计算时可可以得到到较高的的结果而而偏于可可靠但但是，余余弦曲线线计算较较为繁琐琐，因而而往往简简化为直直线，也也就是用用斜角波波来表示示，通过过最大陡陡度和平平均陡度度的转化化，可以以使采用用斜角波波的计算算结果和和采用余余弦波的的计算结结果基本本一致 对于于雷电流流波形的的各个量量的标志志方法各各国也不不是统一一的典典型的雷雷电流波波形是以以IECC规定的的如图44所示，在在幅值IIm 以以前叫波波头部分分，幅值值Im以以后叫波波尾部分分早先先规定由由O点到到幅值的的时间叫叫波头长长度，由由0点到到波尾半半幅值的的时间叫叫全部波波长但但是在实实际测量量中发现现，0点点及幅值值这两点点的时间间很难精精确测定定的。
为为了避免免测量中中出现的的含混，IIEC建建议测量量脉冲电电流的实实测值按按下列方方法定义义：实效效波头时时间T11：脉冲冲电流的的实效波波头时间间，是指指脉冲电电流在110％幅幅值及990~／／6幅值值两个瞬瞬间之间间的间隔隔时间再再乘以11．255倍(两两个瞬间间点A和和B见图图4（aa)实实效半幅幅值时间间T2：：脉冲电电流的实实效半幅幅值时间间T2，是是指实效效原点OO-与波波形下降降到半幅幅值的瞬瞬间之间间的间隔隔时间 测量量脉冲电电压的方方法与脉脉冲电流流相似，所所不同的的只是选选择参考考点A的的方法不不一样脉脉冲电压压的实效效波头时时间T11是指从从脉冲电电压在330~／／6幅值值及900~／66幅值两两瞬间之之间的间间隔时间间乘以11．677倍实实效原点点O是是指A点点之前00.3TT1的一一点，如如图4bb一般般以分式式符号表表示波头头时间及及半值时时间(又又称波尾尾)，例例如1．．5／440便是是指波头头时间为为1．55微秒，半半值时间间为400微秒的的波形通通常将雷雷电流由由零增长长到幅值值这一部部分称为为波头，只只有几个个微秒；；电流值值下降的的部分称称为波尾尾，长达达数十微微秒到几几百微秒秒。
在119955年的EEIC6613112—11中的典典型100／3550uss和87720uus雷电电流波形形100／355us波波是直接接雷的电电流波形形，其能能量远大大于8／／20uus波，用用这种波波型来确确定接闪闪器的大大小尺寸寸8／／20uus波是是感应雷雷和传导导雷电的的电流波波形，用用这种波波形来检检验防雷雷器件耐耐雷击能能力的一一种通用用标准它它代表雷雷电电流流经过分分流、衰衰减的电电流波，又又是线路路静电感感应电压压波和防防雷导体体通过雷雷电流时时对其附附近电气气导线的的电磁感感应过电电压波例例如防雷雷的引下下线，建建筑物LLPZII区及其其内部计计算雷电电流的波波 由于于雷电参参数值随随地理环环境不同同，传输输线的结结构不同同，关于于国际标标准所规规定的波波形只是是推荐，容容许各国国根据本本国实际际情况加加以引用用或制订订由于于我国尚尚无这方方面的资资料，故故直接引引用了IIEC和和ITUU的推荐荐波形对对于架空空明线的的波形采采用了我我国邮电电部门的的观测资资料制订订 建筑筑物防雷雷设计规规范(GGB5000577-944)规定定了防雷雷保护区区的概念念，便于于设计者者利用系系统的层层次分析析各防雷雷保护区区界面处处的金属属导体等等电位联联接和装装设过电电压保护护器去分分流和限限压的措措施，使使侵入波波干扰信信号不断断减少。
这这同我们们过去的的多道防防雷的保保护是一一致的，在在不同防防雷保护护区的界界面上有有不同层层次的结结合，就就是要求求注意各各个介面面处内外外系统的的相互关关系与相相互作用用，即要要根据流流过电压压保护器器的电流流波形，残残压特性性和大小小，过电电压保护护器的伏伏秒特性性以及雷雷电流通通过后产产生的工工频续流流大小等等选择过过电压保保护器才才是合理理的3 防雷雷元件性性能 防雷雷元件的的冲击特特性与试试验方法法的关系系甚为密密切，它它是规定定防雷元元件技术术参数标标准的基基础之一一但试试验方法法又与雷雷电波形形有联系系因为为电子设备备大都在在一定的的频率范范围内工工作，不不同频率率范围的的通路，对对冲击波波有着不不同的响响应因因此，对对雷电冲冲击波形形进行频频谱分析析，无论论对电子子设备的的防雷设设计和试试验都是是有意义义的 防雷雷元件种种类繁多多，概括括起来可可分间隙隙式的((如放电电间隙、阀阀型避雷雷器、放放电管等等)和非非间隙式式的(如如压繁电电阻、齐齐纳二极极管)，再再推广一一下像扼扼流线圈圈、电阻阻、电容容……也也可归人人这一类类，从动动作时间间来说有有快慢的的区别 使用用在电涌涌保护器器(sPPD)中中几类元元件的有有关参数数，虽然然有厂家家产品说说明，但但在选用用时有的的参数还还须注意意了解。
例例如放电电管的伏伏秒特性性：表征征放电管管点火电电压与时时间的关关系它它反映了了各种不不同上升升速度的的电压波波作用在在放电管管上其点点火电压压和延迟迟时间的的关系由由伏秒特特性曲线线可以判判断放电电管的防防护能力力放电电管属间间隙式，有有空气间间隙、气气体放电电管等再再如氧化化锌压敏敏电阻，是是一种对对电压敏敏感的元元件，是是一种陶陶瓷非线线性电阻阻器，有有氧化锌锌、氧化化硅这这种元件件，其电电压非线线性系数数高、容容量大、残残压低、漏漏电流小小、无续续流、伏伏安特性性对称、电电压范围围宽、响响应速度度快、电电压温度度系数小小等特点点并且且有结构构简单，成成本低等等优点，是是目前广广泛应用用的过电电压保护护器件适适用于交交流电压压浪涌吸吸收和各各种线圈圈，接点点间过电电压的吸吸收和灭灭弧，在在电子器器件过电电压保护护中广为为应用在在选用时时关注的的是通流流容量；；按规定定的电流流波形，在在一定的的试验条条件下施施加的冲冲击电流流值，压压敏电阻阻所能承承受冲击击电流的的能力我我国对压压敏电阻阻的考核核一般以以8／220uss波形，在在室温条条件下，间间隔5分分钟单方方向冲击击两次后后，5分分钟内测测试压敏敏电阻的的起始动动作电压压Vlmma值的的变化率率在百分分之十以以内时，冲冲击电流流的最大大幅值定定为通流流容量。
压压敏电阻阻的残压压(LJJress)：压压敏电阻阻通过电电流时，在在其两端端的电压压降谓之之残压通通常均以以规定的的波形，通通过不同同的电流流幅值进进行残压压测试目目前采用用8／220uss电流波波形，以以1000A、110000A、330000A、550000A及该该元件的的满通容容量进行行残压试试验另另外还有有半导体体浪涌抑抑制器件件：如瞬瞬间二极极管，它它是一种种过箝压压器件，简简单TKKS，利利用大面面积硅园园锥P--N结的的雪崩效效应实现现过箝位位，TRRS响应应速度快快、漏电电流小，是是极佳的的过电压压吸收器器件齐齐纳二极极管较为为常用，其其无极性性，正反反向具有有相同的的保护特特性，但但器件的的工作电电压至少少要为联联端的工工作电压压三倍其其适用于于交直流流回路，常常应用于于自动化化控制装装置的输输出回路路，即继继电器线线圈或电电磁间线线圈两端端并联应应用 以上上各类间间隙式，非非间隙式式和抑制制式器件件都是通通过浪涌涌电压产产生非线线性元件件瞬时短短路的方方式实现现防雷保保护4 对电电子系统统及电子子设备的的防雷看看法 由于于电子信信息设备备是集电电脑技术术与集成成微电子子技术的的产品，它它的信号号电压只只有5~~10伏伏，这种种产品的的电磁兼兼容能力力较差，很很容易感感受脉冲冲过电压压的袭击击，它受受雷击的的概率又又比较高高，受雷雷电损坏坏的可能能性就大大。
但是是，电子子信息系系统是由由信号采采集、传传输、存存储、检检索等多多环节组组成鉴鉴于系统统环节多多、接口口多、线线路长等等原因，给给雷电的的耦合提提供了条条件系系统的电电源进线线接口，信信号输入入输出接接口，接接口的线线路较长长等是感感应脉冲冲过电压压容易侵侵人的原原因，也也是过电电压波侵侵入的主主要通道道 基于于以上原原因电电子系统统及电子子设备的的防雷保保护重点点是感应应雷防防雷的方方法和措措施，是是按照现现行的防防雷规范范规定的的各个防防雷分区区的交界界处安装装SPDD设备将将整个系系统的雷雷电防护护看成是是一个系系统工程程，综合合考虑，全全方位保保护，力力求将雷雷击灾害害降低到到最低为为此，规规范里阐阐述了三三级网络络防雷概概念在路上上三级网网络防护护是逐步步减少瞬瞬态浪涌涌电流幅幅值的最最后一级级将浪涌涌过电压压限制在在设备能能安全承承受的范范围内一一般元件件可承受受两倍其其额定电电压以上上之瞬间间电压，约约7000V左右右的峰值值过电压压7000V的的耐压值值在欧洲洲防雷方方面被广广泛引用用当然然，浪涌涌电压被被限制得得越低，则则设备越越安全因因此，我我们在工工程设计计时分别别将第一一级SPPD尽量量靠近建建筑物的的电源进进线处，第第二、三三级SPPD尽量量靠近被被保护设设备。
第第一级过过电压限限制在11．5--1．88kV，第第二级将将残压限限制在00．9~~1．22kV，第第三级将将残压限限制在00．4~~0．TTkV通通过这三三级限压压和对浪浪涌电流流的泄放放，最后后加载到到设备上上的过电电压通常常都不会会对设备备和系统统产生影影响现现在防雷雷防电磁磁脉冲的的保护器器件还比比较贵，技技术性能能都有差差别，有有些防雷雷产品通通过保险险只是为为了促销销，设计计者不能能盲目地地认为是是可靠的的产品，而而应按防防雷规范范的要求求进行设设计参考文献献：1《电子子设备雷雷击试验验导则》编编制说明明19882年55月2通信线线路和通通信设备备的防雷雷手册((CCIITT资资料)邮邮电设计计院译对电子设设备防雷雷击有关关问题的的看法摘要：本本文阐述述了雷击击模拟电电子设备备的机理理，SPPD和类类型和选选择时应应注意的的问题 关键词词：雷击击 雷电电波形 SPDD 近年年来，电电子信息息设备和和计算机机系统已已深入各各行各业业，由于于这类设设备的工工作电压压和耐冲冲击电压压水平低低，极易易受到雷雷电电磁磁脉冲的的危害，从从而使雷雷电灾害害由电力力和建筑筑物这两两个传统统领域扩扩展到几几乎所有有行业，特特别是通通讯、信信息技术术数据中中心，计计算机中中心以及及微电子子生产行行业等由由于雷电电造成的的危害尤尤为重要要。
另一一方面，因因为雷击击是机率率事件，这这种影响响尚未引引起人们们的注意意，很多多人认为为只要按按照国家家的建筑筑物防雷雷设计规规范做好好避雷针针(带))、引下下线和接接地装置置等建筑筑物内外外的防雷雷工作就就“万事事大吉”了了但实实际上，当当雷击现现象发生生时，建建筑物的的外部防防雷装置置确实有有效地抵抵御了雷雷击对建建筑物的的破坏，同同时均匀匀的避雷雷引下线线与建筑筑物接地地的均压压环也起起到法拉拉第网笼笼的作用用，保证证建筑物物内的人人员不致致因跨步步电压升升高而导导致触电电事故 但这这时当雷雷电击中中建筑物物防雷装装置或击击中附近近其他建建筑物的的避雷针针(带))并由引引下线导导人大地时时，瞬间间内在引引下线自自上而下下的产生生一个很很强的变变化磁场场处在在这个电电磁场作作用下的的导体，便便会感应应产生电电压，其其数值也也可达数数十千伏伏，处在在这个磁磁场作用用范围的的电气、信信号、电电源及它它们的传传输线路路都因相相对地切切割了这这个变化化的磁场场磁力线线而产生生出感应应高压，从从而将用用电设备备击坏如如图1所所示，如如果导体体的形状状是开口口环形感感应电压压，便会会把几厘厘米长的的空气间间隙a、bb击穿发发生火花花放电。
如如果导体体是一个个闭合回回路，感感应电压压会造成成一个电电流通过过，假如如回路上上有接触触不良的的接点，这这些地方方就会局局部发热热再有有，由于于雷电冲冲击波的的能量集集中在工工频附近近几十赫赫兹到几几百赫兹兹的低端端，雷电电冲击波波能量就就容易与与工频回回路发生生耦合、谐谐振，于于是雷电电冲击波波从电源源线路进进入电子子设备的的机率要要比从信信号线中中进入的的机率要要高很多多，据统统计，约约有8％％的雷击击损坏电电子设备备的事故故是由电电源引入入的，因因此应特特别加强强系统中中设备电电源的防防雷措施施l 雷击击电子设设备的途途径及损损坏机理理 雷击击过电压压损坏设设备可分分为两种种情况，一一种是受受雷电直直击，另另一种受受感应雷雷影响所所致据据统计电电子设备备受雷电电直击而而损坏的的机率很很小，而而绝大多多数损坏坏为感应应雷造成成，雷电电行波通通过传输输信息的的电路线线传至电电子设备备使其某某些电子子元件受受损 还有有一种情情况值得得重视的的是电子子设备附附近的大大地或其其他设备备的接地地体，因因受直击击雷引起起的电位位升高，会会使电子子设备造造成反击击，使之之对地绝绝缘击穿穿。
根据据传统经经验电子子设备的的地线与与电源设设备的地地线分开开设置是是减少这这种雷电电侵入途途径的有有效措施施之一所所以凡联联结有输输人或输输出线路路的电子子设备应应考虑以以上三条条侵入途途径不不论那种种途径侵侵入的雷雷击过电电压加在在电子设设备上冲冲击引起起两种过过电压，一一种是：：使平衡衡电路某某点出现现超过允允许的对对地过电电压，称称为纵向向过电压压，地电电位上升升引起的的反击也也属于从从地系统统侵入的的纵向过过电压；；另一种种是平衡衡电路线线间或不不平衡电电路线对对地出现现的过电电压称为为横向过过电压使使用对称称传输线线的设备备，横向向过电压压是因线线路两线线间存在在不同的的纵向过过电压；；或因纵纵向防护护元件放放电性能能的分散散性(如如动作时时间有快快慢的差差别)是是造成横横向过电电压的原原因，如如果在平平衡线路路上的两两个纵向向防护元元件，其其中一路路故障或或失效这这就造成成了横向向过电压压的极限限情况对对不平衡衡电路如如对连接接同轴电电缆的电电子设备备其纵向向过电压压即横向向过电压压雷电电冲击过过电压可可导致绝绝缘击穿穿，也可可产生过过电流进进行纵向向雷击试试验的目目的，在在于检验验设备在在纵向过过电压下下元器件件对地的的绝缘。
横横向雷击击试验则则是检验验两线间间出现冲冲击过电电压时设设备耐受受冲击的的能力 在电电子设备备中，易易受雷击击过电压压损坏的的元部件件，大多多数是靠靠近设备备的入口口端，如如纵向过过电压会会击穿线线路和设设备间起起匹配作作用的变变压器匝匝间、层层间、或或线对地地绝缘等等横向向过电压压可随信信息同时时传至设设备内部部，损坏坏设备内内的阻容容元件及及固体元元件设设备中元元器件受受损的程程度，取取决于元元器件绝绝缘水平平，即耐耐受冲击击的强度度，对具具有白复复能力的的绝缘，击击穿只是是暂时的的，一旦旦过压消消失，即即可恢复复有些些非自复复性的绝绝缘介质质，冲击击时只有有小电流流流过，一一次冲击击不会立立即中断断设备，但但经过多多次冲击击，随着着多次冲冲击的累累积可能能会使元元件逐渐渐受损最最终导致致毁坏，这这就是为为什么在在试验时时要试验验冲击次次数，极极性和间间隔的原原因所在在 电子子元件受受雷击损损坏的情情况，概概括起来来不外下下列三种种：(11)受过过电压损损坏的，如如电容器器、变压压器及电电子元件件的反向向耐压2)受受过电压压冲击能能量损坏坏的，如如二极管管PN结结正向损损坏，冲冲击危险险程度在在于流过过元器件件的过电电流大小小和持续续时间，即即能量大大小。
3)易易受冲击击功率损损坏的，对对元件的的危害决决定于冲冲击电压压峰值和和由此而而产生的的过电流流2 雷电电波形 有关关雷电冲冲击波的的描述是是用波形形参数说说明，它它有峰值值波前时时间和下下降半峰峰值时间间如图图2所示示观测测的数据据和波形形均具有有统计特特．硅，服服从某种种分布规规律，从从而统计计出雷电电流幅值值，波头头、波尾尾、陡度度、能量量等概率率分布多多年来，国国内外在在对线路路结构上上或进人人电子设设备的雷雷电冲击击波形进进行了很很多观测测工作，获获得了大大量的观观测资料料 一些些国家通通过现场场观测发发表了很很多测试试结果因因观测的的地理环环境和条条件的不不同即即使在同同样条件件下，观观测得到到的数据据也不尽尽相同早早先，有有些国家家观测得得到的几几百个波波形中，对对主放电电波形的的叙述，当当不区另另别第一一次放电电或随后后各次闪闪电时，一一般认为为雷电流流在1——4微秒秒上升到到幅值，然然后在440一550微秒秒内下降降到幅值值的一半半这就就是所谓谓传统的的雷电流流波形正正极性闪闪电的电电流波形形一般较较负极性性闪电的的波形平平坦一些些，持续续时间较较长，上上升到幅幅值的时时间约数数十微秒秒，下降降到半值值时间约约为数百百微秒。
图2雷击击参数定定义 在对对雷电的的研究中中，需要要在千千千万万的的实波形形中找出出典型波波形并转转化为用用数学式式表示曲曲线比比较流行行的代表表曲线有有两种：：1．波头头部分用用两个指指数曲线线之差表表示，其其公式为为： 用这这公式表表示的波波形如图图3a，当当i=00时，电电流上升升速度ddi/ddt最大大；而当当电流逐逐渐增大大时，ddi/ddt逐渐渐减小；；到了ii=Imm时，ddi/ddt变为为零2．波头头部分用用余弦曲曲线表示示其公式式为： 用这这公式表表示的波波形如图图3b，当当i=00时，ddi/ddt=00；随着着电流上上升，ddi/ddt也上上升；当当I=IIm/22时，ddi/ddt到达达最大值值；然后后di//dt减减小；当当i=IIm时，ddi/ddt降为为零 一般般习惯于于用两个个指数曲曲线之差差的形式式来表示示雷电流流波形，并并且认为为这种表表示方式式和大多多数实际际测得的的波形比比较相似似但是是经过近近年的观观测得到到大多数数的第一一次主放放电电流流波形在在其上升升到幅值值之前时时比较缓缓慢，然然后再转转入陡的的部分，其其波头接接近于用用余弦来来表示的的波形。
用用余弦曲曲线表示示时，因因为雷电电流最大大陡度出出现在IIm/22处，以以此进行行雷击的的电位计计算时可可以得到到较高的的结果而而偏于可可靠但但是，余余弦曲线线计算较较为繁琐琐，因而而往往简简化为直直线，也也就是用用斜角波波来表示示，通过过最大陡陡度和平平均陡度度的转化化，可以以使采用用斜角波波的计算算结果和和采用余余弦波的的计算结结果基本本一致 对于于雷电流流波形的的各个量量的标志志方法各各国也不不是统一一的典典型的雷雷电流波波形是以以IECC规定的的如图44所示，在在幅值IIm 以以前叫波波头部分分，幅值值Im以以后叫波波尾部分分早先先规定由由O点到到幅值的的时间叫叫波头长长度，由由0点到到波尾半半幅值的的时间叫叫全部波波长但但是在实实际测量量中发现现，0点点及幅值值这两点点的时间间很难精精确测定定的为为了避免免测量中中出现的的含混，IIEC建建议测量量脉冲电电流的实实测值按按下列方方法定义义：实效效波头时时间T11：脉冲冲电流的的实效波波头时间间，是指指脉冲电电流在110％幅幅值及990~／／6幅值值两个瞬瞬间之间间的间隔隔时间再再乘以11．255倍(两两个瞬间间点A和和B见图图4（aa)。
实实效半幅幅值时间间T2：：脉冲电电流的实实效半幅幅值时间间T2，是是指实效效原点OO-与波波形下降降到半幅幅值的瞬瞬间之间间的间隔隔时间 测量量脉冲电电压的方方法与脉脉冲电流流相似，所所不同的的只是选选择参考考点A的的方法不不一样脉脉冲电压压的实效效波头时时间T11是指从从脉冲电电压在330~／／6幅值值及900~／66幅值两两瞬间之之间的间间隔时间间乘以11．677倍实实效原点点O是是指A点点之前00.3TT1的一一点，如如图4bb一般般以分式式符号表表示波头头时间及及半值时时间(又又称波尾尾)，例例如1．．5／440便是是指波头头时间为为1．55微秒，半半值时间间为400微秒的的波形通通常将雷雷电流由由零增长长到幅值值这一部部分称为为波头，只只有几个个微秒；；电流值值下降的的部分称称为波尾尾，长达达数十微微秒到几几百微秒秒 在119955年的EEIC6613112—11中的典典型100／3550uss和87720uus雷电电流波形形100／355us波波是直接接雷的电电流波形形，其能能量远大大于8／／20uus波，用用这种波波型来确确定接闪闪器的大大小尺寸寸8／／20uus波是是感应雷雷和传导导雷电的的电流波波形，用用这种波波形来检检验防雷雷器件耐耐雷击能能力的一一种通用用标准。
它它代表雷雷电电流流经过分分流、衰衰减的电电流波，又又是线路路静电感感应电压压波和防防雷导体体通过雷雷电流时时对其附附近电气气导线的的电磁感感应过电电压波例例如防雷雷的引下下线，建建筑物LLPZII区及其其内部计计算雷电电流的波波 由于于雷电参参数值随随地理环环境不同同，传输输线的结结构不同同，关于于国际标标准所规规定的波波形只是是推荐，容容许各国国根据本本国实际际情况加加以引用用或制订订由于于我国尚尚无这方方面的资资料，故故直接引引用了IIEC和和ITUU的推荐荐波形对对于架空空明线的的波形采采用了我我国邮电电部门的的观测资资料制订订 建筑筑物防雷雷设计规规范(GGB5000577-944)规定定了防雷雷保护区区的概念念，便于于设计者者利用系系统的层层次分析析各防雷雷保护区区界面处处的金属属导体等等电位联联接和装装设过电电压保护护器去分分流和限限压的措措施，使使侵入波波干扰信信号不断断减少这这同我们们过去的的多道防防雷的保保护是一一致的，在在不同防防雷保护护区的界界面上有有不同层层次的结结合，就就是要求求注意各各个介面面处内外外系统的的相互关关系与相相互作用用，即要要根据流流过电压压保护器器的电流流波形，残残压特性性和大小小，过电电压保护护器的伏伏秒特性性以及雷雷电流通通过后产产生的工工频续流流大小等等选择过过电压保保护器才才是合理理的。
[NexxtPaage]] 3 防雷雷元件性性能 防雷雷元件的的冲击特特性与试试验方法法的关系系甚为密密切，它它是规定定防雷元元件技术术参数标标准的基基础之一一但试试验方法法又与雷雷电波形形有联系系因为为电子设设备大都都在一定定的频率率范围内内工作，不不同频率率范围的的通路，对对冲击波波有着不不同的响响应因因此，对对雷电冲冲击波形形进行频频谱分析析，无论论对电子子设备的的防雷设设计和试试验都是是有意义义的 防雷雷元件种种类繁多多，概括括起来可可分间隙隙式的((如放电电间隙、阀阀型避雷雷器、放放电管等等)和非非间隙式式的(如如压繁电电阻、齐齐纳二极极管)，再再推广一一下像扼扼流线圈圈、电阻阻、电容容……也也可归人人这一类类，从动动作时间间来说有有快慢的的区别 使用用在电涌涌保护器器(sPPD)中中几类元元件的有有关参数数，虽然然有厂家家产品说说明，但但在选用用时有的的参数还还须注意意了解例例如放电电管的伏伏秒特性性：表征征放电管管点火电电压与时时间的关关系它它反映了了各种不不同上升升速度的的电压波波作用在在放电管管上其点点火电压压和延迟迟时间的的关系由由伏秒特特性曲线线可以判判断放电电管的防防护能力力。
放电电管属间间隙式，有有空气间间隙、气气体放电电管等再再如氧化化锌压敏敏电阻，是是一种对对电压敏敏感的元元件，是是一种陶陶瓷非线线性电阻阻器，有有氧化锌锌、氧化化硅这这种元件件，其电电压非线线性系数数高、容容量大、残残压低、漏漏电流小小、无续续流、伏伏安特性性对称、电电压范围围宽、响响应速度度快、电电压温度度系数小小等特点点并且且有结构构简单，成成本低等等优点，是是目前广广泛应用用的过电电压保护护器件适适用于交交流电压压浪涌吸吸收和各各种线圈圈，接点点间过电电压的吸吸收和灭灭弧，在在电子器器件过电电压保护护中广为为应用在在选用时时关注的的是通流流容量；；按规定定的电流流波形，在在一定的的试验条条件下施施加的冲冲击电流流值，压压敏电阻阻所能承承受冲击击电流的的能力我我国对压压敏电阻阻的考核核一般以以8／220uss波形，在在室温条条件下，间间隔5分分钟单方方向冲击击两次后后，5分分钟内测测试压敏敏电阻的的起始动动作电压压Vlmma值的的变化率率在百分分之十以以内时，冲冲击电流流的最大大幅值定定为通流流容量压压敏电阻阻的残压压(LJJress)：压压敏电阻阻通过电电流时，在在其两端端的电压压降谓之之残压。
通通常均以以规定的的波形，通通过不同同的电流流幅值进进行残压压测试目目前采用用8／220uss电流波波形，以以1000A、10000A、30000A、50000A及及该元件件的满通通容量进进行残压压试验另另外还有有半导体体浪涌抑抑制器件件：如瞬瞬间二极极管，它它是一种种过箝压压器件，简简单TKKS，利利用大面面积硅园园锥P--N结的的雪崩效效应实现现过箝位位，TRRS响应应速度快快、漏电电流小，是是极佳的的过电压压吸收器器件齐齐纳二极极管较为为常用，其其无极性性，正反反向具有有相同的的保护特特性，但但器件的的工作电电压至少少要为联联端的工工作电压压三倍其其适用于于交直流流回路，常常应用于于自动化化控制装装置的输输出回路路，即继继电器线线圈或电电磁间线线圈两端端并联应应用 以上上各类间间隙式，非非间隙式式和抑制制式器件件都是通通过浪涌涌电压产产生非线线性元件件瞬时短短路的方方式实现现防雷保保护4 对电电子系统统及电子子设备的的防雷看看法 由于于电子信信息设备备是集电电脑技术术与集成成微电子子技术的的产品，它它的信号号电压只只有5~~10伏伏，这种种产品的的电磁兼兼容能力力较差，很很容易感感受脉冲冲过电压压的袭击击，它受受雷击的的概率又又比较高高，受雷雷电损坏坏的可能能性就大大。
但是是，电子子信息系系统是由由信号采采集、传传输、存存储、检检索等多多环节组组成鉴鉴于系统统环节多多、接口口多、线线路长等等原因，给给雷电的的耦合提提供了条条件系系统的电电源进线线接口，信信号输入入输出接接口，接接口的线线路较长长等是感感应脉冲冲过电压压容易侵侵人的原原因，也也是过电电压波侵侵入的主主要通道道 基于于以上原原因电电子系统统及电子子设备的的防雷保保护重点点是感应应雷防防雷的方方法和措措施，是是按照现现行的防防雷规范范规定的的各个防防雷分区区的交界界处安装装SPDD设备将将整个系系统的雷雷电防护护看成是是一个系系统工程程，综合合考虑，全全方位保保护，力力求将雷雷击灾害害降低到到最低为为此，规规范里阐阐述了三三级网络络防雷概概念在路上上三级网网络防护护是逐步步减少瞬瞬态浪涌涌电流幅幅值的最最后一级级将浪涌涌过电压压限制在在设备能能安全承承受的范范围内一一般元件件可承受受两倍其其额定电电压以上上之瞬间间电压，约约7000V左右右的峰值值过电压压7000V的的耐压值值在欧洲洲防雷方方面被广广泛引用用当然然，浪涌涌电压被被限制得得越低，则则设备越越安全因因此，我我们在工工程设计计时分别别将第一一级SPPD尽量量靠近建建筑物的的电源进进线处，第第二、三三级SPPD尽量量靠近被被保护设设备。
第第一级过过电压限限制在11．5--1．88kV，第第二级将将残压限限制在00．9~~1．22kV，第第三级将将残压限限制在00．4~~0．TTkV通通过这三三级限压压和对浪浪涌电流流的泄放放，最后后加载到到设备上上的过电电压通常常都不会会对设备备和系统统产生影影响现现在防雷雷防电磁磁脉冲的的保护器器件还比比较贵，技技术性能能都有差差别，有有些防雷雷产品通通过保险险只是为为了促销销，设计计者不能能盲目地地认为是是可靠的的产品，而而应按防防雷规范范的要求求进行设设计参考文献献：1《电子子设备雷雷击试验验导则》编编制说明明19882年55月2通信线线路和通通信设备备的防雷雷手册((CCIITT资资料)邮邮电设计计院译。