　　摘要：近年來，隨著現(xiàn)代化水平的不斷提高，民用建筑物內(nèi)安裝的電子信息設(shè)備和計(jì)算機(jī)設(shè)備越來越多，電子信息設(shè)備一般工作電壓較低，耐壓水平也很低，極易受到雷電電磁脈沖的危害，因此設(shè)有信息系統(tǒng)設(shè)備的民用建筑物，除應(yīng)考慮防直擊雷措施外，還應(yīng)考慮雷電電磁脈沖(浪涌)的防護(hù)措施。

　　關(guān)鍵詞：浪涌保護(hù)器，防雷器，電涌保護(hù)器，SPD

　　引言：雷電災(zāi)害是zui嚴(yán)重的自然災(zāi)害之一，*每年因雷電災(zāi)害造成的人員傷亡、財(cái)產(chǎn)損失不計(jì)其數(shù)。隨著電子、微電子集成化設(shè)備的大量應(yīng)用，雷電過電壓和雷擊電磁脈沖所造成的系統(tǒng)和設(shè)備的損壞越來越多。因此，盡快解決建筑物和電子信息系統(tǒng)雷電災(zāi)害防護(hù)問題顯得十分重要。建立完善的雷電浪涌過電壓保護(hù)措施是電氣工程設(shè)計(jì)的重要組成部分，為此本文從浪涌的危害、浪涌保護(hù)器的分類選型、浪涌的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了全面的介紹。

　　1、浪涌的危害

　　浪涌也叫突波，顧名思義就是就是超過正常工作電壓的瞬間過電壓，它是一種僅僅發(fā)生在幾百萬分之一秒時(shí)間內(nèi)的一種劇烈的脈沖。它的危害主要有：

　　電壓波動(dòng)：在正常工作情況下，機(jī)器設(shè)備會(huì)突然自動(dòng)停止或啟動(dòng);電氣設(shè)備由于電壓問題縮短使用壽命;

　　破壞：擊穿半導(dǎo)體器件/破壞元器件金屬化表層/破壞印制板印刷線路或接觸點(diǎn);

　　干擾：數(shù)據(jù)文件部分破壞/數(shù)據(jù)處理程序出錯(cuò)/接受、傳輸數(shù)據(jù)錯(cuò)誤或失敗;

　　過早老化：零部件提前老化，電氣壽命大大縮短輸出信號(hào)、音質(zhì)、畫質(zhì)明顯下降。

　　2、浪涌保護(hù)器的簡介

　　浪涌保護(hù)器，也叫防雷器、避雷器，是一種為各種電子設(shè)備、儀器儀表、通訊線路、低壓電氣線路提供安全防護(hù)的電子裝置。適用于交流50/60Hz，額定電壓380V的供電系統(tǒng)或光伏系統(tǒng)，對(duì)間接雷電和直接雷電影響或其他瞬時(shí)過電壓的電涌進(jìn)行保護(hù)，滿足家庭住宅、第三產(chǎn)業(yè)及工業(yè)領(lǐng)域電涌保護(hù)的要求，具有相對(duì)相，相對(duì)地，相對(duì)中線，中線對(duì)地及其組合等保護(hù)模式。

　　2.1.1 放電間隙(又稱保護(hù)間隙):

　　它一般由暴露在空氣中的兩根相隔一定間隙的金屬棒組成，其中一根金屬棒與所需保護(hù)設(shè)備的電源相線L1或零線(N)相連，另一根金屬棒與接地線(PE)相連接，當(dāng)瞬時(shí)過電壓襲來時(shí)，間隙被擊穿，把一部分過電壓的電荷引入大地，避免了被保護(hù)設(shè)備上的電壓升高。這種放電間隙的兩金屬棒之間的距離可按需要調(diào)整，結(jié)構(gòu)較簡單，其缺點(diǎn)是滅弧性能差。改進(jìn)型的放電間隙為角型間隙，它的滅弧功能較前者為好，它是靠回路的電動(dòng)力F作用以及熱氣流的上升作用而使電弧熄滅的。

　　2.1.2 氣體放電管:

　　它是由相互離開的一對(duì)冷陰板封裝在充有一定的惰性氣體(Ar)的玻璃管或陶瓷管內(nèi)組成的。為了提高放電管的觸發(fā)概率，在放電管內(nèi)還有助觸發(fā)劑。這種充氣放電管有二極型的，也有三極型的，氣體放電管的技術(shù)參數(shù)主要有:直流放電電壓Udc;沖擊放電電壓Up(一般情況下Up≈(2~3)Udc;工頻耐受電流In;沖擊耐受電流Ip;絕緣電阻R(>109Ω);極間電容(1-5PF)，氣體放電管可在直流和交流條件下使用，其所選用的直流放電電壓Udc分別如下:在直流條件下使用:Udc≥1.8U0(U0為線路正常工作的直流電壓)，在交流條件下使用:U dc≥1.44Un(Un為線路正常工作的交流電壓有效值)

　　2.1.3 壓敏電阻

　　它是以ZnO為主要成分的金屬氧化物半導(dǎo)體非線性電阻，當(dāng)作用在其兩端的電壓達(dá)到一定數(shù)值后，電阻對(duì)電壓十分敏感。它的工作原理相當(dāng)于多個(gè)半導(dǎo)體P-N的串并聯(lián)。壓敏電阻的特點(diǎn)是非線性特性好(I=CUα中的非線性系數(shù)α)，通流容量大(~2KA/cm2)，常態(tài)泄漏電流小(10-7~10-6A)，殘壓低(取決于壓敏電阻的工作電壓和通流容量)，對(duì)瞬時(shí)過電壓響應(yīng)時(shí)間快(~10-8s)，無續(xù)流。壓敏電阻的技術(shù)參數(shù)主要有:壓敏電壓(即開關(guān)電壓)UN;

　　參考電壓Ulma;殘壓Ures;殘壓比K(K=Ures/UN);zui大通流容量Imax;泄漏電流;響應(yīng)時(shí)間。

　　壓敏電阻的使用條件有:壓敏電壓:UN≥[(√2×1.2)/0.7]U0(U0為工頻電源額定電壓);zui小參考電壓:Ulma≥(1.8~2)Uac (直流條件下使用);Ulma≥(2.2~2.5)Uac(在交流條件下使用，Uac為交流工作電壓);壓敏電阻的zui大參考電壓應(yīng)由被保護(hù)電子設(shè)備的耐受電壓來確定，應(yīng)使壓敏電阻的殘壓低于被保護(hù)電子設(shè)備的而損電壓水平，即(Ulma)max≤Ub/K，上式中K為殘壓比，Ub為被保護(hù)設(shè)備的而損電壓。

　　2.1.4抑制二極管

　　抑制二極管具有箝位限壓功能，它是工作在反向擊穿區(qū)，由于它具有箝位電壓低和動(dòng)作響應(yīng)快的優(yōu)點(diǎn)，特別適合用作多級(jí)保護(hù)電路中的zui末幾級(jí)保護(hù)元件。抑制二極管在擊穿區(qū)內(nèi)的伏安特性可用下式表示:I=CUα，上式中α為非線性系數(shù)，對(duì)于齊納二極管α=7~9，在雪崩二極管α=5~7.

　　3 、防雷的分區(qū)與浪涌分類

　　3.1按照雷電威脅的防雷分區(qū)

　　LPZ0A區(qū)：受直接雷擊和全部雷電電磁場威脅的區(qū)域。該區(qū)域的內(nèi)部系統(tǒng)可能受到全部或部分雷電浪涌電流的影響。

　　LPZ0B區(qū)：直接雷擊的防護(hù)區(qū)域，但該區(qū)域的威脅仍是全部雷電電磁場。該區(qū)域的內(nèi)部系統(tǒng)可能受到部分雷電浪涌電流的影響。

　　LPZ1區(qū)：由于邊界處分流和浪涌保護(hù)器的作用使浪涌保護(hù)器受到限制的區(qū)域。該區(qū)域的空間屏蔽可以衰減雷電電磁場。

　　LPZ2～n區(qū)：由于邊界處分流和浪涌保護(hù)器的作用使浪涌保護(hù)器受到進(jìn)一步限制的區(qū)域。該區(qū)域的空間屏蔽可以進(jìn)一步衰減雷電電磁場。