電源防雷器的使用和選擇:
雷電對(duì)于各種建筑物和設(shè)備的危害性是不言而喻的。國(guó)外一些廠家致力于研究開(kāi)發(fā)防雷破壞手段,已有上百年的歷史。在國(guó)內(nèi),一直以來(lái)對(duì)直擊雷的發(fā)生采取了許多有效的防護(hù)措施,但對(duì)感應(yīng)雷的破壞性,在近期才開(kāi)始引起重視。事實(shí)上,感應(yīng)雷的破壞同樣造成每年各系統(tǒng)為數(shù)不小的損失。目前氣象系統(tǒng)信息多通過(guò)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)傳送,一旦產(chǎn)生感應(yīng)雷破壞,后果十分嚴(yán)重。
國(guó)外通行的概念,將雷擊分為兩種——直擊雷和感應(yīng)雷。感應(yīng)雷指雷擊引致設(shè)備電源線上的感應(yīng)電流而產(chǎn)生的瞬間過(guò)電壓,即在微秒至毫秒之內(nèi)所產(chǎn)生的尖峰沖擊電壓。
根據(jù)多種世界認(rèn)可研究標(biāo)準(zhǔn),一般電源線上的感應(yīng)電流在3000安培左右,絕不超過(guò)10000安培,電壓則不超過(guò)6000伏。在數(shù)據(jù)/訊號(hào)線及電話線上,感應(yīng)電壓一般在5000伏左右,感應(yīng)電流則大約為數(shù)百安培。
一般建筑物避雷網(wǎng)只能保護(hù)其本身免受直擊雷損毀,但雷電會(huì)通過(guò)以下形式和途徑破壞電子設(shè)備:一是雷電直擊到電源輸入線,繼而進(jìn)入和損壞設(shè)備。雖然電力傳輸線上都安裝了各種保護(hù)間隙和電力避雷器如,但這只可使雷電沖擊波經(jīng)過(guò)輸電線路侵入時(shí),將線對(duì)地的電壓限制到小于6000伏(IEEEC62.41),而線對(duì)線則無(wú)法控制。二是以感應(yīng)方式,如:電阻性電感性或電容性耦合到電源、訊號(hào)及電話線上,最終危害設(shè)備。電器開(kāi)關(guān)動(dòng)作眾所周知當(dāng)電流在導(dǎo)體上流動(dòng)時(shí)會(huì)產(chǎn)生磁場(chǎng),把能量?jī)?chǔ)存。電流越大及導(dǎo)線越長(zhǎng)則儲(chǔ)能越多。所以當(dāng)大負(fù)載電器設(shè)備開(kāi)關(guān)時(shí),便產(chǎn)生瞬間過(guò)電壓。
瞬間過(guò)電壓所造成的破壞性后果體現(xiàn)于以下四點(diǎn):(1)傳輸或儲(chǔ)存的訊號(hào)或數(shù)據(jù),不論是數(shù)位或模擬,受到干擾或丟失,甚至可使電子設(shè)備產(chǎn)生錯(cuò)誤動(dòng)作或暫時(shí)癱瘓。(2)由于重復(fù)受到較少幅度的瞬間過(guò)電壓影響,元器件雖不致馬上燒毀,但性能和壽命已嚴(yán)重降低。(3)若情況嚴(yán)重,電子設(shè)備的線路板及元件便燒毀。(4)整個(gè)系統(tǒng)停頓造成大量間接損失,如銀行電腦服務(wù)停頓、移動(dòng)電話通訊中止等,遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)設(shè)備本身受損的直接金錢(qián)損失。
高集成半導(dǎo)體元器件的急速發(fā)展使電子設(shè)備的體積趨于細(xì)小,但另一方面卻使其更易受到瞬間過(guò)電壓的破壞。雖然暫時(shí)沒(méi)有一套通用的標(biāo)準(zhǔn)可指出電子設(shè)備可承受多大的瞬間過(guò)電壓,但根據(jù)IEEE組織指出,一般元器件可經(jīng)受兩倍于其額定電壓以上。因此一般單相設(shè)備在230V士10%便能經(jīng)受2×(230V×2×1.1)=700V左右的峰值過(guò)電壓。
要發(fā)揮最有效及最完整的避雷功能,使電子設(shè)備免受因感應(yīng)雷或開(kāi)關(guān)動(dòng)作而產(chǎn)生的瞬間過(guò)電壓所破壞,必須考慮各類(lèi)傳輸線,包括:電源進(jìn)出入線、數(shù)據(jù)、訊號(hào)及電話線,此外如有程控交換機(jī)也要裝上適當(dāng)?shù)姆览灼鳌Rl(fā)揮良好的避雷功能,一個(gè)防雷器必須具備以下各點(diǎn):
(一)相容性一個(gè)理想的防雷器應(yīng)不會(huì)對(duì)其所保護(hù)的設(shè)備或線路造成任何干擾及中斷現(xiàn)象。
(二)能承受高電流雖然雷電電流可高達(dá)20萬(wàn)安培,但一般二次感應(yīng)電流不會(huì)超過(guò)10000安培,因此防雷器必須能承受最少10000安培的瞬間電流通過(guò)。
(三)低“通過(guò)”電壓防雷器必須能把瞬間尖峰電壓降至一般電子設(shè)備所能承受的范圍,即低于二倍于設(shè)備的尖峰電壓(約700V)。
(四)全面保護(hù)電源防雷器必須能提供以下每一種的保護(hù)作用:相對(duì)地、中對(duì)地及相對(duì)中。
(五)操作狀態(tài)顯示無(wú)論是在正常工作狀態(tài)、功能減退狀態(tài)或發(fā)生故障時(shí),都應(yīng)能在面板上清楚顯示出來(lái)。
(六)遙測(cè)功能當(dāng)防雷器發(fā)生故障時(shí)能透過(guò)遙測(cè)干觸點(diǎn)把故障狀態(tài)通知遠(yuǎn)端的監(jiān)察中心。
(七)反復(fù)使用及長(zhǎng)壽命在正常使用情況下可經(jīng)受多次雷擊后仍能反復(fù)使用,而且其自身工作壽命必須長(zhǎng)達(dá)20年以上。