客服中心
西安冠霖電氣有限公司
電話：029-81120785
傳真：18091398313 13379226530
郵箱：xaglenn@163.com
地址：陜西省西安市高新區(qū)錦業(yè)一路81號(hào)
電子設(shè)備雷擊保護(hù)導(dǎo)則 （GB7450-87）
來源：未知 作者：glenn001 日期：2021-08-20 14:45 瀏覽：
本導(dǎo)則論述了電子設(shè)備防雷擊保護(hù)原則，供從事電子設(shè)備設(shè)計(jì)、生產(chǎn)及使用人員考慮設(shè)備質(zhì)量、成本、人笛安全時(shí)，將在電子設(shè)備上產(chǎn)生的雷電沖擊限制到設(shè)備容許范圍內(nèi)，以達(dá)到GB3482—83《電子設(shè)備雷擊試驗(yàn)方法》所規(guī)定的技術(shù)要求。本導(dǎo)則適用于與外線相聯(lián)接的電子設(shè)備的雷擊保護(hù)，對(duì)雷電直擊設(shè)備不能提供保護(hù)。
1 總 則
1.1名詞術(shù)語
1.1.1縱向過電壓及縱向保護(hù)
縱向過電壓指由于某種原因，使平衡電路上某點(diǎn)與地間超過容許的電壓。用來掏此種過電壓的保護(hù)稱縱向保護(hù)。
1.1.2橫向過電壓及橫向保護(hù)
橫向過電壓指由于某種原因，使平衡電路的線間，或不平衡電路的線與地間出現(xiàn)的超過[容許的電壓。用來掏此過電壓的保護(hù)稱橫向保護(hù)。
1.1.3內(nèi)電路
指不直接聯(lián)接于外線的機(jī)內(nèi)側(cè)電路，
1.1.4 粗保護(hù)
指限幅電壓較高，耐流能力較大，裝在靠近外線的電路點(diǎn)上的保護(hù)裝置，如放電管等。
1.1.5 細(xì)保護(hù)
指限幅電壓較低，耐流能力較弱，用于內(nèi)電路保護(hù)固體元件的保護(hù)裝置，如半導(dǎo)體二級(jí)管等。
1.2 危險(xiǎn)源
1.2.1 直擊雷
過可以引起幾千伏的過電壓直接加到線路裝置和終端設(shè)備上，。
1.2.2 應(yīng)雷
通過雷云之間或雷云對(duì)地的放電，在附近的架空線路、埋地線路、鋼軌或類似導(dǎo)體上產(chǎn)生的感應(yīng)過電壓稱感應(yīng)雷。
1.2.3 地電位升
雷電流通過接地裝置流入大地電位升高稱電位升，會(huì)危害設(shè)備的對(duì)地絕緣。
1.3基本的保護(hù)方法
1.3.1規(guī)定設(shè)備的介質(zhì)絕緣強(qiáng)度、耐流量、阻抗等，以適應(yīng)所使用的環(huán)境。
1.3.2保護(hù)元件分流（如火花間隙）或中斷（如用熔絲）可能到達(dá)設(shè)備內(nèi)部的沖擊。
1.4 保護(hù)元件
1.4.1 帶碳精板或金屬電極的空氣隙保護(hù)器
通常聯(lián)接于每一引入線與地之間，限制出現(xiàn)在兩極間的電壓，此類元件價(jià)格低廉，但運(yùn)行一段時(shí)間特別經(jīng)雷擊放電后，絕緣電阻會(huì)下降，需經(jīng)常維護(hù)及更換。
1.4.2 氣體放電管
到被保護(hù)系統(tǒng)可容許的范圍。可較長期工作不需要特殊的維護(hù)。但應(yīng)對(duì)氣體電管作定期檢查，。三極氣體入電管的橫向電壓小，保護(hù)效果優(yōu)于二極氣體放電管。
1.4.3 半導(dǎo)體二極管
可把外來過電壓值幅低至1V，以保護(hù)設(shè)備。器件的動(dòng)作速度快，但易因過流而遭損壞。多用于細(xì)保護(hù)電路。
1.4.4 壓敏電阻
中一種其電阻值隨外加電壓而變化的非線性元件。從高阻到低阻的過渡可達(dá)納秒級(jí)，耐流能力較大，但這器件漏電會(huì)逐漸增加、極間電容較大，使用時(shí)應(yīng)加以考慮。
1.4.5 熔絲
串聯(lián)在每一引入線之中，當(dāng)流過過載電流時(shí)熔斷?？梢灾袛噙^電流以保護(hù)設(shè)備與人身安全。
1.4.6熱線圈
串聯(lián)在每一引入線之中，它附有易熔易焊料，并當(dāng)時(shí)間超過規(guī)定值的弱電流潛入時(shí)熔動(dòng)，用以切斷電路，或同時(shí)將線路接地。
1.4.7 其他保護(hù)元件
對(duì)設(shè)備遭受過電壓能起保護(hù)作用的元器件及裝置，如排流線圈、隔離變壓器等，可視不同設(shè)備而選用。
1.5使用保護(hù)元件存在和帶來的不利因素
1.5.1 殘壓——包括未使用權(quán)保護(hù)元件動(dòng)作的過電壓，保護(hù)元件動(dòng)作前的瞬變，保護(hù)元件動(dòng)作后的端電壓，保護(hù)元件動(dòng)作引起的電路瞬變等。1.3條的保護(hù)應(yīng)包括這一因素。
1.5.2 橫向電壓——兩線放電管動(dòng)作不一致會(huì)產(chǎn)生橫向電壓。當(dāng)被保護(hù)設(shè)備阻抗較低時(shí)，其值往往可達(dá)到縱向過電壓的幅值和維持同樣的時(shí)間。1.3條的保護(hù)應(yīng)包括這一因素。
1.5.3對(duì)電路正常工作的影響——若電路正常工作電平和保護(hù)元件限幅電壓之間“隔離”不夠，則可能影響電路的正常工作。
1.5.4 轉(zhuǎn)移效應(yīng)——保護(hù)元件雖然保護(hù)了設(shè)備的某一部分，但對(duì)設(shè)備的另一部分可能喪失保護(hù)或甚至造成更大危險(xiǎn)。例如，熔絲熔斷，會(huì)導(dǎo)致熔絲線路側(cè)的過電壓升高；放電管放電短路造成部分電路過流等。
1.5.5 在多級(jí)保護(hù)中，后級(jí)保護(hù)元件運(yùn)用可能影響到前級(jí)保護(hù)元件的動(dòng)作，損壞耐流能力弱的保護(hù)元件，或造成保護(hù)級(jí)之間的電路過流。
1.5.6 保護(hù)元件動(dòng)作過程中可引起溫升。
1.5.7 保護(hù)元件動(dòng)作可造成信號(hào)暫時(shí)或永久性中斷。
1.5.8 可能增加維護(hù)工作量及影響電路的正常測試。
1.6危險(xiǎn)估計(jì)
1.6.1 設(shè)備受雷電影響程度的估計(jì)
設(shè)備受雷電影響的程度與設(shè)備上出現(xiàn)過電壓的幅度及其概率、網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、設(shè)備抗過電壓能力，保護(hù)元件、接地等有關(guān)。
1.6.2 環(huán)境條件的估計(jì)
雷電活動(dòng)頻繁及大地電阻率高的地區(qū)的設(shè)備，容易受直擊雷和鄰近雷擊所破壞。周圍埋地金屬物如水管、電纜鎧裝及屏蔽，可以降低雷擊在線路上引起的感應(yīng)過電壓。一般可把使用環(huán)境劃分為非暴露和暴露兩大類：
非暴露環(huán)境——指城市中心和低雷暴活動(dòng)的地區(qū)，其間極少出現(xiàn)超過保護(hù)元件殘壓的過電壓；
暴露環(huán)境——指除以上列出外的所有其他環(huán)境，也包括必須采用一切有效保護(hù)措施，才能有滿意效果的特殊暴露環(huán)境。
1.6.3工作狀態(tài)影響的估計(jì)
某些設(shè)備的內(nèi)部接線是時(shí)刻變化著的，此時(shí)，保護(hù)設(shè)計(jì)不能孤立地局限于設(shè)備的一種工作狀態(tài)，應(yīng)考慮到設(shè)備工作狀態(tài)變化（內(nèi)部接線變化引起，臺(tái)通信用的交換機(jī)）時(shí)雷電沖擊產(chǎn)生的影響和受到破壞可能更大。否則，一旦發(fā)生故障，設(shè)備性能受到的破壞或波及范圍將太到更加嚴(yán)重的程度。
2 保護(hù)設(shè)計(jì)
2.1 確定耐沖擊等級(jí)
即應(yīng)對(duì)受保護(hù)設(shè)備耐過電壓能力加以分級(jí)?？赡芤?guī)定兩級(jí)：
a．僅僅發(fā)生在局部上的輕微故障；
b．嚴(yán)重?fù)舸?、熔化、功能故障?yīng)盡量予以避免。不應(yīng)因一個(gè)保護(hù)元件的損壞，繼而導(dǎo)致嚴(yán)重故障的發(fā)生。
2.2 設(shè)備外部的保護(hù)
可以采取某些附加措施，達(dá)到下列目的：
a．中斷或降低過電流；
b．降低過電壓；
c．例如，為了保護(hù)通信設(shè)備可在線路和設(shè)備之間，最好是在MDF（總配線架）的線路側(cè)接保護(hù)元件。既避免MDF至設(shè)備間的電路過渡，還可使MDF在發(fā)生 1.5.4款所述的轉(zhuǎn)移效應(yīng)時(shí)不受到損害。
2.3 耐壓水平
直接聯(lián)于線路的變壓器(如,設(shè)備輸入或輸出的匹配變壓器、電源進(jìn)線的電源變壓器)、線路濾波器中的元器件應(yīng)有不導(dǎo)致絕緣擊穿的最低耐壓。
對(duì)于變壓器，指初次級(jí)之間、端子與地及端子之間的耐壓。
對(duì)于濾波器的電感元件，指線圈端子對(duì)地的耐壓，電容器指端子間的耐壓。
端子對(duì)地和變壓器初次級(jí)間的耐壓，是用以防縱向過電壓，端子間的耐壓水平是用以防橫向過電壓。
在確定設(shè)備耐壓水平時(shí)，應(yīng)結(jié)合保護(hù)措施一起考慮。最低的耐壓水平應(yīng)能經(jīng)受暴露環(huán)境并接有保護(hù)元件時(shí)所存在的殘壓的沖擊作用。
2.4 設(shè)備內(nèi)部的保護(hù)
可能通過在電路串聯(lián)或并接保護(hù)元件，收到斷開或短路過電壓源的效果。常用1.1.4和1.1.5款的粗保護(hù)和細(xì)保護(hù)限制過電壓。
圖1示出常用粗保護(hù)的設(shè)置，表1、表2為常用的粗、細(xì)保護(hù)電路。
應(yīng)正確設(shè)計(jì)保護(hù)電路，合理選擇保護(hù)器件及安裝位置。注意不要使用多余的保護(hù)器件，否則不僅不經(jīng)濟(jì)，而且還會(huì)顯著惡化設(shè)備的特性功能，降低運(yùn)行的可靠性。
3 其他措施
3.1 利用及增大電流負(fù)反饋，可以限制晶體管上的過流，在一定程度上減弱晶體管所承受的過電壓沖擊。
3.2 裝有濾波器的電子設(shè)備，可在不影響電路正常工作條件下盡量提高高通濾波的截頻，或盡量降低低通濾波器的截頻，增大阻帶衰耗，以減少進(jìn)入內(nèi)電路的沖擊能量。
3.3 在不影響正常工作的條件下，電路中可串入限流電阻，以限制其過流。粗、細(xì)保護(hù)比較靠近時(shí)，限流電阻還可使粗保護(hù)的動(dòng)作不受細(xì)保護(hù)的影響。
3.4 任何保護(hù)元件，均應(yīng)盡可能縮短引線，直接裝于需要保護(hù)的電路點(diǎn)上。
3.5 在易受雷電沖擊的電路中，不能使用金屬膜電阻，因?yàn)樗哪蜎_擊能力差。
3.6 印制電路板中可能出現(xiàn)過電壓的導(dǎo)線 間絕緣強(qiáng)度，應(yīng)滿足沖擊耐壓要求。
3.7 用于線路放大以及其他可能承受沖擊的晶體管，應(yīng)進(jìn)行耐沖擊篩選。
3.8 應(yīng)選用動(dòng)態(tài)電阻小的半導(dǎo)體二極管作保護(hù)元件。
3.9 設(shè)備應(yīng)有良好的保護(hù)接地，并定期檢查，以養(yǎng)活地電位升的影響。
文章來源：西安冠霖電氣有限公司 www.xtrakstore.com
相關(guān)文章
- 2021-08-11GBT50698-2011埋地鋼質(zhì)管道交流干擾防護(hù)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)
- 2021-08-20電子設(shè)備雷擊保護(hù)導(dǎo)則 （GB7450-87）
- 2021-07-29雜散電流的控制
- 2021-08-11GB50991-2014埋地鋼質(zhì)管道直流干擾防護(hù)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)
- 2021-07-29建筑物防雷示意圖
- 2021-07-29淺談建筑物天然氣管道絕緣接頭的過電壓保護(hù)
- 2021-08-11鐵路雜散電流排流方案
- 2021-07-29管道交流排流對(duì)管地電位的影響