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二十世紀(jì)五十年代以后,各種電子信息設(shè)備大量涌現(xiàn)優化上下、廣泛使用,特別是微電子技術(shù)的飛速發(fā)展,微電子器件的集成化高效化、小型化、高速化的水平不斷提高為產業發展,而“三化”的必然結(jié)果是導(dǎo)致(cause)各種電子信息設(shè)備的耐過壓範圍和領域、耐過流和抗雷電電磁脈沖的能力大大降低。例如:對于過電壓,vax系列電子計(jì)算機(jī)的串行通信接口芯片mc1488的耐壓水平約為103
V新趨勢、mc1489僅達(dá)10v左右反應能力;而cmos芯片(又稱微電路)僅達(dá)3-5v。對于磁場學習,當(dāng)lemp的磁場脈沖超過0.07高斯時(shí)奮戰不懈,就會(huì)引起微機(jī)失效,當(dāng)磁場脈沖超過2.4高斯時(shí)措施,集成電路就會(huì)發(fā)生yong久性損壞大大縮短。
一方面,由于電子信息設(shè)備十分“嬌嫩”緊密相關,對雷電電磁脈沖“十分”敏感更默契了。因此,其遭受感應(yīng)雷擊的幾率比遭受直擊雷襲擊的幾率高的多培訓。所以不合理波動,在同樣的雷電電磁環(huán)(環(huán)狀的導(dǎo)磁體)境下,其受損的也比建筑設(shè)施和一般的機(jī)電設(shè)備高得多重要工具。
另一方面積極拓展新的領域,由于電子信息設(shè)備的種類多、數(shù)量龐大更優質、工作環(huán)境復(fù)雜相對開放、雷電侵入的通道多。因此脫穎而出,信息防雷遇到了比傳統(tǒng)防雷復(fù)雜的多的問題拓展應用。
信息防雷包括(bāokuò)對直擊雷的防護(hù)和對雷電電磁脈沖(感應(yīng)雷)的防護(hù)。對雷電電磁脈沖的防護(hù)應(yīng)綜合考慮雷電成災(zāi)的多種物理因素結構,針對雷電的各種耦合途徑管理、耦合通道及其危害機(jī)理,采用相應(yīng)的綜合防雷技術(shù)和措施能力建設。對于電子信息設(shè)備來說敢於挑戰,雷電電磁脈沖能量的耦合主要通過以下三個(gè)通道侵入:一是雷電電磁脈沖能量通過各種多發(fā)管線通道(多發(fā)管道、多發(fā)構(gòu)件建立和完善、各種線纜等)的傳導(dǎo)耦合提供了遵循;二是通過地線通道的傳導(dǎo)耦合(地電位反擊);三是雷電電磁脈沖能量通過空間通道的輻射耦合大型。由于雷電的侵襲是*的服務效率,因此信息防雷是綜合性的系統(tǒng)工程,所采取的技術(shù)措施也是多方面的重要意義。任何單一的防護(hù)措施統籌發展,其效果都是有限的深化涉外。這些防護(hù)措施和技術(shù)可概括為:兩個(gè)部分(外部防護(hù)、內(nèi)部防護(hù))和五項(xiàng)技術(shù)(攔截逐漸完善、屏蔽參與能力、均壓、分流和接地)是目前主流。不同部分和各項(xiàng)技術(shù)都有其重要作用充分發揮,相互之間緊密溝通,不能將它們割裂開來充分發揮,也不存在替代性選擇適用。分述如下:
(一)現(xiàn)代綜合防雷的兩個(gè)部分
1.外部防護(hù)(直擊雷防護(hù))
⑴作用:攔截、瀉放雷電流
⑵系統(tǒng)(system)組成:由接閃器(避雷針設計、避雷帶)業務指導、引下線、接地體組成就此掀開,可將絕大部分雷電能量直接導(dǎo)入地下泄放長足發展。
2.內(nèi)部防護(hù)(雷電電磁脈沖防護(hù))
⑴作用:均衡系統(tǒng)(system)電位,限制過電壓幅值穩步前行。
⑵組成:由均壓等電位連接發揮作用、各種過電壓保護(hù)器(避雷器)等組成。
⑶技術(shù)措施:截流逐步顯現、屏蔽、均壓引領,分流自動化裝置、接地。
(二)防雷保護(hù)區(qū)
根據(jù)電工委員會(huì)的(iec61312)應用前景,信息防雷應(yīng)根據(jù)雷電電磁脈沖的嚴(yán)重程度有很大提升空間,將需要保護(hù)的空間劃分為不同等級的雷電保護(hù)區(qū)(lpz)。防雷保護(hù)區(qū)稱電磁兼容分區(qū)首次。是按人可能性更大、物和信息系統(tǒng)對雷電及雷電電磁脈沖的感受強(qiáng)度不同,把建筑物內(nèi)搖籃、外電磁環(huán)(環(huán)狀的導(dǎo)磁體)境分成幾個(gè)區(qū)域技術。
lpz0a區(qū)本區(qū)內(nèi)的各物體地都可能遭到直接雷擊,因此各物體都可能導(dǎo)走全部雷電流推動,且本區(qū)內(nèi)雷電電磁脈沖沒有衰減相對較高。
lpz0b區(qū)本區(qū)內(nèi)的各物體不可能遭到直接雷擊,但本區(qū)內(nèi)雷電電磁脈沖也沒有衰減(attenuation)即將展開。
lpz1區(qū)本區(qū)內(nèi)的各物體不可能遭到直接雷擊大幅增加,流往各導(dǎo)體的電流比lpz0b區(qū)進(jìn)一步減少特性。本區(qū)內(nèi)雷電電磁脈沖經(jīng)建筑物外墻的屏蔽而衰減(attenuation)。
在防雷保護(hù)區(qū)的0區(qū)與1區(qū)的界面上等特點,對建筑物來說就是屋頂與四周墻壁及地面建言直達,盡管采用籠式避雷網(wǎng)結(jié)構(gòu),但由于受大網(wǎng)孔將進一步、門充分發揮、窗口等開洞的影響(influence),雷電電磁脈沖仍將通過(tōngguò)多種耦合途徑侵入保護(hù)區(qū)內(nèi)動力,其感應(yīng)電壓也會(huì)破壞(vandalism)建筑物內(nèi)部的電氣和電子設(shè)備同時。防雷設(shè)備就是通過現(xiàn)代電學(xué)以及其它技術(shù)來防止被雷擊中的設(shè)備。防雷設(shè)備從類型上看大體可以分為:電源防雷器效高性、電源保護(hù)插座模式、天饋線保護(hù)器、信號防雷器提升、防雷測試工具高品質、測量和控制系統(tǒng)防雷器、地極保護(hù)器支撐能力。
lpz2區(qū)本區(qū)內(nèi)的各物體不可能遭到直接雷擊資源優勢。雷電電磁脈沖經(jīng)建筑物內(nèi)墻的再次屏蔽而衰減。又稱后續(xù)防雷區(qū)特征更加明顯。
如果需要進(jìn)一步減小所導(dǎo)引的雷電流和電磁場估算,就應(yīng)引入后續(xù)防雷區(qū)。應(yīng)按照需要保護(hù)的系統(tǒng)所要求的電磁環(huán)境選擇滿足后續(xù)防雷區(qū)要求的條件的可能性。如建立的屏蔽室等不要畏懼。
lpz3區(qū)機(jī)殼內(nèi)部保護(hù)區(qū)序號越高,預(yù)期的干擾能量和干擾電壓越低問題。在現(xiàn)代雷電防護(hù)技術(shù)中逐漸顯現,劃分防雷保護(hù)區(qū)的意義在于為內(nèi)部防雷技術(shù)措施和有關(guān)防雷器件的選用提供電磁環(huán)境的依據(jù)。
現(xiàn)代綜合防雷的主要技術(shù)措施
1.?dāng)r截信息防雷的道防線是攔截直擊雷系統穩定性。經(jīng)濟(jì)拓展基地、有效的方法仍然是又名防雷針(避雷帶、避雷網(wǎng))法實力增強。盡管避雷針對于電子信息設(shè)備有非常多負(fù)作用分享,對其應(yīng)抱趨利避害、積極信息化、穩(wěn)妥的態(tài)度表示,采取有效的技術(shù)措施予以抑制。
2.屏蔽屏蔽是防止任何形式電磁干擾的基本手段之一非常激烈。屏蔽的目的競爭力所在,一是限制某一區(qū)域內(nèi)部的電磁能量向外傳播引人註目,二是防止或降低外界電磁輻射能量向被保護(hù)的空間傳播。
由于電場溝通機製、特性:波粒的輻射及電磁場的性質(zhì)不同好宣講,因而屏蔽的機(jī)理也不同。按屏蔽的要求不同可分別采用屏蔽室(盒領先水平、管)的完整屏蔽體,或金屬網(wǎng)、波導(dǎo)管及蜂窩結(jié)構(gòu)的非完整屏蔽體戰略布局。屏蔽一般分為電場屏蔽事關全面、磁場屏蔽及電磁場屏蔽幾種。
⑴靜電屏蔽(電場屏蔽)是為了消除和抑制靜電電場的干擾狀態。
⑵磁場屏蔽是為了消除或抑制由磁場耦合引起的干擾技術節能。磁場屏蔽又分為低頻屏蔽和高頻磁屏蔽兩種情況。
⑶電磁場屏蔽一般在遠(yuǎn)離干擾源的空間單純的電場或磁場是少見的廣泛認同,干擾是以電場國際要求、磁場同時(shí)存在的高頻電磁場輻射的形式發(fā)生的。雷電電磁脈沖在遠(yuǎn)場條件下可看作平面電磁場傳播鍛造。因此競爭激烈,應(yīng)同時(shí)考慮電場和磁場的屏蔽。
⑷信號傳輸電纜的全屏蔽電纜的屏蔽是一項(xiàng)很重要的技術(shù)措施改善,它要求對機(jī)房內(nèi)空白區、外所有架空、埋地的電纜都用金屬層屏蔽起來信息化,以防雷電電磁脈沖的干擾形勢,這稱作全屏蔽。當(dāng)全屏蔽電纜接觸或穿過另一金屬部分時(shí)充分發揮,還要采用中間接地點(diǎn)。因此管理,全屏蔽電纜要求多點(diǎn)接地推動並實現。
3.均壓(均衡)
⑴均壓也稱電位均衡連接(簡稱等電位連接)。就是把所有導(dǎo)體相互作良好的導(dǎo)電性連接覆蓋範圍,并與接地系統(tǒng)連通優化程度。其中非帶電導(dǎo)體直接用導(dǎo)線連接,帶電導(dǎo)體通過(tōngguò)避雷器連接奮勇向前。其本質(zhì)是由可靠的接地系統(tǒng)不斷豐富、等電位連接用的金屬導(dǎo)線、等電位連接器(即避雷器組建、地線(別稱:避雷線)隔離器)和所有導(dǎo)體組成一個(gè)電位補(bǔ)償系統(tǒng)各有優勢。
該電位補(bǔ)償系統(tǒng)(system)的作用效果較好,一是為雷電流提供低阻抗的連續(xù)通道,使其迅速導(dǎo)入大地泄放持續。二是使系統(tǒng)各部分不產(chǎn)生足以致?lián)p的電位差等多個領域。即在瞬態(tài)現(xiàn)象存在的極短時(shí)間里,通過這個(gè)電位補(bǔ)償系統(tǒng)可以迅速地在被保護(hù)系統(tǒng)所處區(qū)域內(nèi)的所有導(dǎo)電部件之間建立起五個(gè)等電位區(qū)域產品和服務。這個(gè)區(qū)域相對于外界可能存在著數(shù)十千伏的電位差應用擴展。重要的是在需要保護(hù)的系統(tǒng)所處區(qū)域內(nèi)部,所有導(dǎo)電部件之間不能存在顯著的電位差增多,從而達(dá)到保護(hù)設(shè)備和人身安全的目的活動上。
⑵等電位連接
a.不帶電金屬物體。如各種金屬管道進一步推進,線纜屏蔽層導向作用,設(shè)備(shèbèi)的金屬底座、金屬外殼等示範推廣。
b.帶電金屬物體堅持好。如電源線、各種信號傳輸線等大幅增加。
4.分流
⑴是將雷電流能量向大地泄放過程中應(yīng)符合層次性原則特性。層次性就是按照所劃分的防雷保護(hù)區(qū)對雷電能量分級瀉放。盡可能多等特點、盡可能將多余能量在引入信息系統(tǒng)之前泄放入地建言直達。
由于雷電過電壓的能量很大,單一的措施或一道防線都沒有辦法消除雷電過電壓的侵害將進一步,必須采取多級防護(hù)措施才能將侵入的雷電過電壓限制在安全的充分發揮、設(shè)備(shèbèi)能夠承受的范圍之內(nèi)。
⑵雷電能量分配模型(設(shè)有又名防雷針的建筑物)
a.前級評估模式用于評估lpz0b區(qū)與lpz1區(qū)交界處的雷電流分配情況(Condition)提升行動。該級的雷電流用10/350波形表示能力建設。
又名防雷針系統(tǒng):分配50%的能量;金屬管道研究進展、電源線路無障礙、通信線纜等共分配50%的能量。后三個(gè)系統(tǒng)中快速融入,阻抗大者分配的能量也大認為。在進(jìn)行了等電位連接且接地良好的情況下,認(rèn)為三者阻抗近似相等增強,三個(gè)系統(tǒng)平均分配50%的能量重要意義。即各承擔(dān)17%。進(jìn)入各系統(tǒng)的能量又將在各自的內(nèi)部進(jìn)行分配更加廣闊。如一個(gè)200ka的雷電流規劃,避雷針系統(tǒng)承擔(dān)100ka提高,金屬管道、電源線路基礎上、通信線纜等系統(tǒng)各承擔(dān)33ka各領域。進(jìn)入電源線路的能量又將在3根火線(或3+1)上平均分配即每相各承擔(dān)11ka(或8.3ka)。
b.后續(xù)評估模式(pattern)用于評估lpz1區(qū)以后各級保護(hù)區(qū)交界處的雷電流分配情況保持競爭優勢。由于用戶側(cè)絕緣阻抗遠(yuǎn)大于避雷器放電支路處外線路的阻抗進行培訓,進(jìn)入后續(xù)防雷區(qū)的雷電流將大化減少。該區(qū)域的雷電流用8/20μs波形表示長效機製。
許多行業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)法治力量、規(guī)范中都規(guī)定(guīdìng)在低壓電源系統(tǒng)應(yīng)安裝多級避雷器,使雷電流分級瀉放入地分享。各級避雷器的規(guī)格要與各級可能承擔(dān)的雷電能量和各級設(shè)備(shèbèi)的耐壓配合共享。
5.防雷接地
防雷接地是分流和瀉放直擊雷和雷電電磁干擾能量的有效的手段之一,也是電位均衡補(bǔ)償系統(tǒng)基礎(chǔ)方式之一。目的是使雷電流通過低阻抗接地系統(tǒng)向大地泄放生動,從而保護(hù)建筑物、人員和設(shè)備的安全創新能力。沒有良好的接地系統(tǒng)或者接地不良的避雷設(shè)施(shèshī)會(huì)成為引雷入室的禍患新品技;避雷裝置接地不好,還提供了雷電電磁脈沖對電氣和電子設(shè)備產(chǎn)生電感性求得平衡、電容性耦合干擾的機(jī)會(huì)深入交流。
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