淺談電源系統(tǒng)三級(jí)防雷
隨著電子信息技術(shù)的快速發(fā)展，數(shù)字通信設(shè)備、微機(jī)管理設(shè)備等高新技術(shù)產(chǎn)品被廣泛地應(yīng)用。然而，這些先進(jìn)的電子設(shè)備承受瞬間過電壓的能力卻非常低，有數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)顯示， 85%以上的雷電和感應(yīng)過電壓對(duì)通信設(shè)備的損壞是通過供電系統(tǒng)侵入的，而電源設(shè)備是現(xiàn)代電子設(shè)備系統(tǒng)中的重要組成部分，那么如何從電源系統(tǒng)入手，預(yù)防雷電和感應(yīng)過電壓對(duì)設(shè)備的防護(hù)非常重要。下面，小編淺談的分析一下電源系統(tǒng)的三級(jí)防雷。
三級(jí)防雷的目的
為防止雷電流和LEMP產(chǎn)生的危害，需要進(jìn)行三級(jí)防雷。
１.１ 第一級(jí)防雷的目的：防止浪涌過電壓，直接從LPZ0傳導(dǎo)進(jìn)入LPZ1區(qū)，將數(shù)萬至數(shù)十萬伏的浪涌電壓限制到2500-3000V。
１.２ 第二級(jí)防雷的目的：進(jìn)一步將通過第一級(jí)防雷器的殘余浪涌過電壓限制到1500-2000V。并對(duì)LPZ1-LPZ2實(shí)施等電位連接。
１.３ 第三級(jí)防雷的目的：保護(hù)室內(nèi)精密儀器電子設(shè)備，將殘余浪涌電壓的值降到1000V以下，使浪涌的能量不至于損壞設(shè)備。
三級(jí)防雷的必要性
是否必須進(jìn)行三級(jí)防雷，應(yīng)該根據(jù)被保護(hù)設(shè)備的耐壓等級(jí)而定，假如兩級(jí)防雷就可以做到限制電壓低于設(shè)備的耐壓水平，就只需要做兩級(jí)保護(hù)，假如設(shè)備的耐壓水平較低，可能需要四級(jí)甚至更多多級(jí)的保護(hù)。
由于雷擊的能量是非常巨大的，需要通過分級(jí)泄放的方法，將雷擊能量逐步泄放到大地。第一級(jí)防雷器主要防止直擊雷對(duì)主體建筑造成破壞，直擊雷一旦與避雷針或避雷網(wǎng)發(fā)生雷擊放電時(shí)，雷擊浪涌電流將經(jīng)過建筑物內(nèi)的鋼框架及鋼筋互連結(jié)構(gòu)流入接地引入線，最后經(jīng)接地網(wǎng)瀉放回大地。在雷擊電流經(jīng)過的導(dǎo)電體周圍將產(chǎn)生很強(qiáng)的電磁場(chǎng)。因此第一級(jí)防雷器可以對(duì)于直接雷擊電流進(jìn)行泄放，或者當(dāng)電源傳輸線路遭受直接雷擊時(shí)傳導(dǎo)的巨大能量進(jìn)行泄放，對(duì)于有可能發(fā)生直接雷擊的地方，必須進(jìn)行CＬＡＳＳ－Ｉ的防雷。
第二級(jí)防雷器對(duì)于前級(jí)發(fā)生較大雷擊能量吸收時(shí)，仍有一部分對(duì)設(shè)備或第三級(jí)防雷器而言仍然是相當(dāng)巨大的能量會(huì)傳導(dǎo)過來，需要第二級(jí)防雷器進(jìn)一步吸收。同時(shí)，經(jīng)過了第一級(jí)防雷器的傳輸線路也會(huì)感應(yīng)雷擊電磁脈沖輻射ＬＥＭＰ，當(dāng)線路足夠長時(shí)（超過15m）感應(yīng)雷的能量就變的足夠大，需要第二級(jí)防雷器進(jìn)一步對(duì)雷擊能量實(shí)施泄放。針對(duì)前級(jí)防雷器的殘余電壓以及區(qū)內(nèi)感應(yīng)雷擊的防護(hù)設(shè)備，在第二級(jí)防雷保護(hù)區(qū)的設(shè)備由于感應(yīng)雷的電磁耦合將會(huì)感應(yīng)出浪涌電壓，由于處在此保護(hù)區(qū)內(nèi)的設(shè)備防雷過壓保護(hù)裝置，所以雷擊感應(yīng)的的浪涌電壓經(jīng)過防雷過壓保護(hù)裝置以脈沖電流的形式釋放掉，這個(gè)脈沖電流的波形一般為8/20us,最大峰值電流不會(huì)超過20kA。。
經(jīng)過第二級(jí)防雷器的傳輸線路也會(huì)感應(yīng)雷擊電磁脈沖輻射ＬＥＭＰ，當(dāng)線路足夠長時(shí)雷電感應(yīng)的能量就會(huì)變得足夠大，第三級(jí)防雷器是對(duì)ＬＥＭＰ和通過第二級(jí)防雷器的殘余能量進(jìn)行保護(hù)。因此，第三級(jí)防雷器到設(shè)備端的線路傳輸距離也不應(yīng)超過１０m，以避免ＬＥＭＰ對(duì)設(shè)備造成的損害。
８／２０μＳ雷電波和１０／３５０μＳ雷電波的區(qū)別
直擊雷的點(diǎn)流波是１０／３５０μＳ波形，經(jīng)過電源線路傳輸時(shí)，線路的阻抗，感抗和容抗使得波形發(fā)生變化，逐步變?yōu)榻咏福玻唉蹋樱虼藢?duì)于不同的傳輸線路特性和傳輸距離，最終到達(dá)設(shè)備的電流波形會(huì)有所不同。因此會(huì)有１０／７００μＳ、８／８0μＳ等等描述雷電流的方式。
電源系統(tǒng)防護(hù)應(yīng)注意的幾個(gè)問題：
1、進(jìn)站電力線纜的防雷容易引起重視，而其他出站的電力線纜常常被忽視，對(duì)此同樣應(yīng)采取專門的防雷措施。
2、直流防雷器的殘壓大大低于交流防雷器，加裝直流防雷器能有效地提高敏感設(shè)備抵御雷電電磁脈沖的能力。
3、多級(jí)防雷設(shè)計(jì)可減小引線電感帶來的額外殘壓，因?yàn)榍凹?jí)防雷器已將大部分雷電流泄放，后級(jí)的防雷器只泄放少部分雷電流，雷電流的減小必然導(dǎo)致引線上的附加殘壓減小。為保護(hù)防雷器前后級(jí)的能量配合，防雷器之間的電力電纜長度若不小于15m,應(yīng)采用退耦器進(jìn)行能量配合。
4、防雷器的防雷能力與安裝方式有密切關(guān)系，主要是引線電感會(huì)產(chǎn)生額外的殘壓，應(yīng)盡可能的縮短電力線與防雷器的連線和防雷器與接地匯接板連線的長度。
以上是科比特防雷為大家介紹了電源三級(jí)防雷的目的以及電源三級(jí)防雷的必要性，希望大家可以提出一些其他建議。
