2015/2/27

康舒電子/零件工程
雷擊及過電壓保護
ACBEL POLYTECH INC.
2006年5月供應商大會
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康舒電子/零件工程
雷擊及過電壓保護
ACBEL POLYTECH INC.
2006 年5月供應商大會 配电柜被损坏
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雷擊及過電壓保護
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2006年5月供應商大會
綜合防雷
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雷擊及過電壓保護
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防雷分区及防雷分级示意图
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雷擊及過電壓保護
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国际标准
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总则 防雷器的选择 雷击保护 设备保护 低压防雷器的安装 低压线路上的过电压 通信防雷器
低压防雷器
低压防雷器(法国标准) 低压防雷器(德国标准) 低压防雷器(美国标准) 低压防雷器(英国标准)
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雷擊及過電壓保護
雷电电流
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英国标准BS6651-1999 Characteristics of lightning（雷电特性）一节有下面的论 述：‚给各种雷电参数给定一个范围比用‘平均’值来描述雷电更加简洁容 易。雷电闪击造成损害的一个重要部分是回击（Return stroke），回击的电流 范围由2000A 到大约200000A，并且发生在自然界的雷电频度分布概率可以 用所谓的‘对数正态’分布方式表示如下： 1%的雷击电流超过200000A；
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雷擊及過電壓保護
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在一栋建筑物中不應有独立接地体，在动态条件下实际上是把 人身安全和设备安全放在第二位，这是不对的：应将人身安全 放在第一位来处理接地和等电位连接。
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2006年5月供應商大會 ACBEL POLYTECH INC. 进出线缆端口的防雷等电位连接
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IEC 61312-1 IEC 61312-3 (pending) IEC 61024-1 IEC 61000-4-5 IEC 61643-1-2 (pending) IEC 62066 (pending) IEC 61644-2-1 (pending) IEC 61643-1-1 NFC 61740 VDE 0675 UL 1449 ANSI C62.41, C62.45 BS 6651
雷擊及過電壓保護
MOV(Metal Oxide Varistor) 氧化鋅壓敏電阻.它是一種因外加 電壓的改變而呈現非線性電阻變化的電阻器,具有雙向,對稱 的V/I特性.金屬氧化物壓敏電阻器簡稱為MOV,是一種以氧化 鋅為主體,添加多種金屬氧化物,經典型的電子陶瓷工藝制成 的多晶半導體陶瓷元件.
當壓敏電阻遭受瞬間過電壓時,壓敏電阻器會從穩定狀態(近 似開路)轉向限壓狀態(高導電狀態).
1 2
8/80
100 10 5· 105
3
8/20
5 0.1 0,4· 103
100 kA
波形（µs）
i 峰值电流. kA Q As
10/350
100 50 2.5· 106
80 kA
W/R J/
相关标准
60 kA 50 kA
IEC 61024-1-1
DIN VDE 0675 T.6, E
DIN VDE 0432 T.2
(4) 空间电磁场
建築物防直擊雷的避雷引入了强大的雷電流通過引下綫入地， 在附近空間産生强大的電磁場變化，會在相鄰的導綫(包括電 源綫和信號綫)上感應擊雷電過電壓。
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雷擊及過電壓保護
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2006年5月供應商大會
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雷电是雷雨云之间或在雷雨云与地之间产生的放电现象。 由于雷雨云中不同部位聚集着不同极性的电荷，当电荷积累到 一定程度时，在云团与云团之间，云团与地面之间会产生很强 的电场，当电场强度达到空气击穿强度时，便会发生正负电荷 之间的放电现象，这种瞬间的强火花放电就是闪电。
闪电的雷击过程中产生了强大的雷电流（目前观测到的最大雷 电电流幅值为430KA)和高电压（雷电通道两端电位差可达上万 伏），雷电具有极强大的功率，从而构成一次爆炸过程。雷电 直击到地面的建筑物和各种生物上，因其电效应，热效应和机 械力会造成严重的破坏和灾害。雷电强大的破坏力，主要是由 于它把雷云蕴藏的能量在极短促的几十微秒中释放出来，它的 功率巨大。 雷电威胁的主要对象: 建筑物, 人, 设备。
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雷击路徑:
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(1) 由供電綫路直擊或感應入侵 由電力綫路輸入室內，電力綫路可能遭受直擊雷和感應雷。 直擊雷擊中高壓電力綫路，經過變壓器耦合到220伏低壓； 或由低壓綫路也可能被直擊雷擊中或感應雷過電壓。在低 壓綫路上出現雷電過電壓(Surge)，對系統造成毀滅性打擊。 (2) 由通信綫路入侵 可分爲三種情况：(1)當地面突出物遭直擊雷打擊時，强雷 電壓將鄰近土壤擊穿，雷電流直接入侵到電纜外皮，進而 擊穿外皮，使高壓入侵綫路。(2)雷雲對地面放電時，在綫 路上感應出的過電壓，擊壞與綫路相連的電器設備，通過 設備連綫侵入通信綫路。這種入侵沿通信綫路傳播，涉及 面廣，危害範圍大。(3)若通過一條多芯電纜連接不同來源 的導綫或者多條電纜平行鋪設時，當某一導綫被雷電擊中 時，會在相鄰的導綫感應出過電壓，擊壞低壓電子設備。
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雷电测试电流比较表
电路板及元器件损坏
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设备防雷保护预防措施：
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从前面分析可以看出通信设备的遭遇雷击的途径主要有四条： 1）电源, 信号线路；2）地电位反击 3）空间磁场。 所以必须对每一条途径加以预防，才能保证安全，主要预防措 施为： （1）针对电源线路在上加装电源避雷器予以预防； （2）针对信号线路，在上加装信号避雷器予以预防； （3）做等电位连接预防地电位反击； （4）利用设备金属外壳及接地来预防空间电磁场. 这四条预防措施都是至关重要的。
等电位汇流排
EBB
水管 燃气管 阴极保护输送管 基础接地极
Z
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外部防雷系统
电源
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2006年5月供應商大會 建立聯合接地系統，形成等電位防雷體系对地將建築 物的基礎鋼筋，梁柱鋼筋，金屬框架，建築物防雷引 下綫等連接起來，形成閉合良好接地的法拉第籠，將 建築物各部分的交流工作地，安全保護地，直流工作 地，防雷接地與建築物法拉第籠良好連接，避免接地 綫之間存在電位差，消除感應過電壓産生的原因。
1
40 kA
2
在同等峰值的情况下，一个由实验室电涌发 生器所产生的10/350µs 波形的总能量是8/20µs 波形的17~25 倍。
20 kA
3
80 µs 2015/2/27 200 µs 350 µs 600 µs 800 µs 1000 µs 康舒電子/零件工程

10%的雷击电流超过80000A；50%的雷击电流超过28000A；
90%的雷击电流超过8000A；99%的雷击电流超过3000A； 有的雷闪包含2 次以上的雷击，这些雷击像单次雷击一样以50ms 至100ms 的 时间间隔一个接一个的出现。极少数超过10 次雷击的多重雷，放电持续时 间可达1s。 因此, 为了设计雷电防护系统，下面的电流峰值（imax）最严酷的情况： Imax=200kA
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雷擊及過電壓保護
(3) 地电位反击
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雷擊時强大的雷電流經過引下綫和接地體泄入大地，在接地體 附近放射型的電位分布，建筑地网的电位会瞬间升高到几十 KV,而设备本身的相线、零线及信号线路都还处在一个比较低 的电位，所以地线与相线和信号线之间存在的这个电压差就会 同时施加到设备上，这个电压可能高达几十KV甚至几百KV， 会把通信设备完全击毁或击坏。
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2006年5月供應商大會 ACBEL POLYTECH INC. 三级保护原理图