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雷電防護的基本原理

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  內雷電防護的基本原理 雷電及其它強干擾對通信系統的致損及由此引起的后里是嚴重的,雷電防護將成為必需。雷電由高能的低頻成份與極具滲透性的高頻成份組成。其主要通過兩種形式,一種是通過金屬管線或地線直接傳導雷...
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雷電防護的基本原理
雷電及其它強干擾對通信系統的致損及由此引起的后里是嚴重的,雷電防護將成為必需。雷電由高能的低頻成份與極具滲透性的高頻成份組成。其主要通過兩種形式,一種是通過金屬管線或地線直接傳導雷電致損設備;一種是閃電通道及泄流通道的雷電電磁脈沖以各種耦合方式感應到金屬管線或地線產生浪涌致損設備。絕大部分雷損由這種感應而引起。對于電子信息設備而言,危害主要來自于由雷電引起的雷電電磁脈沖的耦合能量,通過以下三個通道所產生的瞬態浪涌。金屬管線通道,如自來水管、電源線、天饋線、信號線、航空障礙燈引線等產生的浪涌;地線通道,地電們反擊;空間通道,電磁小組的輻射能量。
其中金屬管線通道的浪涌和地線通道的地電位反擊是電子信息系統致損的主要原因,它的最見的致損形式是在電力線上引起的雷損,所以需作為防擴的重點。由于雷電無孔不入地侵襲電子信息系統,雷電防護將是個系統工程。雷電防護的中心內容是泄放和均衡。
1.泄放是將雷電與雷電電磁脈沖的能量通過大地泄放,并且應符合層次性原則,即盡可能多、盡可能遠地將多余能量在引入通信系統之前泄放入地;層次性就是按照所設立的防雷保護區分層次對雷電能量進行削弱。防雷保護區又稱電磁兼容分區,是按人、物和信息系統對雷電及雷電電磁脈沖的感受強度不同把環境分成幾個區域:lpzoa區,本區內的各物體都可能遭到直接雷擊,因此各特體都可能導走全部雷電流,本區內電磁場沒有衰減。lpzob區,本區內的各物體不可能遭到直接雷擊,但本區電磁場沒有衰減。lpz1區,本區內的各物體不可能遭到直接雷擊,流往各導體的電流比lpzob區進一步減少,電磁場衰減和效果取決于整體的屏蔽措施。后續的防雷區(lpz2區等)如果需要進一步減小所導引的電流和電磁場,就應引入后續防雷區,應按照需要保護的系統所要求的環境區選擇且續防雷區的要求條件。保護區序號越高,預期的干擾能量和干擾電壓越低。在現代雷電防護技術中,防雷區的設置具有重要意義,它可以指導我們進行屏蔽、接地、等電們連接等技術措施的實施。
2.均衡就是保持系統各部分不產生足以致損的電位差,即系統所在環境及系統本身所有金屬導電體的電位在瞬態現象時保持基本相等,這實質是基于均壓等電位連接的。由可靠的接地系統、等電位連接用的金屬導線和等電位連接器(防雷器)組成一個電位補償系統,在瞬態現象存在的極短時間里,這個電位補償系統可以迅速地在被保護系統所處區域內所有導電部件之間建立起一個等電位,這些導電部件也包括有源導線。通過這個完備的電位補償系統,可以在極短時間內形成一個等電位區域,這個區域相對于遠處可能存在數十千伏的電位差。重要的是在需要保護的系統所處區域內部,所有導電部件之間不存在顯著的電位差。
3.雷電防護系統由三部分組成,各部分都有其重要作用,不存在替代性。外部防護,由接閃器、引下線、接地體組成,可將絕大部分雷電能量直接導入地下泄放。過渡防護,由合理的屏蔽、接地、布線組成,可減少或阻塞通過各入侵通道引入的感應。內部防護,由均壓等電位連接、過電壓保護組成,可均衡系統電位,限制過電壓幅值。

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