技术交流资料(公司内部交流)_图文

外部防雷装置
在 LPZ 0A, 0B 和 LPZ 1界面上的等 电位连接带1
1540e_b
等电位连接线
接地装置
电缆电线
LPZ 0A 在 直击雷防护装置保护范围之外，本区内的各物体都可能遭到 直接雷击，本区 内的电磁场强度没 有衰减。
LPZ 0B 本区内的各物体不可能遭到大于所选滚球半径对应的雷电流直接 雷击，但本区内的电磁场强度没有衰减。
现广泛应用在移动通讯基站、邮电、电力、机场 、高速公路、练油厂、银行、证券、石化、计算 机、金融等行业、智能管理系统。
压敏电阻防雷器
压敏电阻的优点 Advantage
1、通流能力灵活性强 Flexible Conpacity Of PassFlow 单片一般最小通流3kA，最大可以达到40kA
2、反应时间快 Timely Response 一般可以在25nS内反应。
LPZ 1 本区内的各物体不可能遭到直接雷击，本区内的电磁场强度有衰 减，衰减程度取决于屏蔽措施的效能。
LPZ n+1后续防雷区：当需要进一步减小电磁场强度时，应增设后续防 雷区，并按照保护的对象所要求的环境来选择后续防雷区的要求条件。
因为由外部防雷装置，钢筋混凝土及其他金属管道构成的屏蔽层对电磁 场有衰减作用，所以建筑物越往里，则过压干扰影响程度越低。
3、应用范围广 Abroad Application 在静电感应和操作(工业)过电压方面有广泛应用
4、Up(保护电平、残压)比较低 Low Up
使用范围
Application
MOV具有较大的通流容量，在工频交流和直流电路中放电后无续流，因 此被广泛应用于电源系统的初级和次级保护。
放电管
由于放电间隙的放电电压容易受天气、温度、湿度等 条件的影响，故在要求放电电压较稳定的地方采用放电管 。把一对相互隔开的电极封装在玻璃或陶瓷管内，管内再 充以一定压力的惰性气体，就构成了一只放电管。
• 临时过电压Temporary Over Voltage
– 相线错误、地线错误 (IT network...) – 零线断路
4、地电位 反击-当雷电
击在避雷针上 或大地上，就 会有雷击电流 释放到大地， 引起地电位升 高，在设备内 部间产生电位 差，击穿器件 或设备。
雷电的防护
Surge Protection
Zinc oxids
Microvaristor intergranular boundary
= 10 µm
模块化流行设计
微动机构
保护机构
模块化流行设计
失效保护机构
热 脱
热脱离机构主要是避免防雷器
离
在出现热击穿时，将防雷器与
机
电路脱离，防止因防雷器短路
构
引起爆炸和燃烧，保证电源系
统的正常运转。但防雷器出现
＋＋＋＋＋＋＋＋ ------------
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雷电的危害
Harm Of Lightning Surge
自然界每年都有几百万次闪电。雷电灾害是“联合国国际减灾十年”公布的最 严重的十种自然灾害之一。最新统计资料表明，雷电造成的损失已经上升到自然 灾害的第三位。全球每年因雷击造成人员伤亡、财产损失不计其数。据不完全统 计，我国每年因雷击以及雷击负效应造成的人员伤亡达3000～4000人，财产损失 在50亿元到100亿元人民币。
雷电灾害所涉及的范围几乎遍布各行各业。现代电子技术的高速发展，带来 的负效应之一就是其抗雷击浪涌能力的降低。以大规模集成电路为核心组件的测 量、监控、保护、通信、计算机网络等先进电子设备广泛运用于电力、航空、国 防、通信、广电、金融、交通、石化、医疗以及其它现代生活的各个领域，以大 型CMOS集成元件组成的这些电子设备普遍存在着对暂态过电压、过电流耐受能 力较弱的缺点，暂态过电压不仅会造成电子设备产生误操作，也会造成更大的直 接经济损失和广泛的社会影响。
二、等电位连接 三、所有外接线路需进
行防雷保护
防雷基本准则
Lighning Strike
雷击
Point Counduct
点传导
Equipmnet
设备
防雷器安装在雷击发生点 到被保护设备之间
LPZ 0A
代表屏蔽1的建筑物 代表屏蔽2的房间
LPZ 1
LPZ 0B
LPZ 2 计算机机房
LPZ 1 与 LPZ 2界面上 的等电位连接带 2
Electromagnetic Radiation
Grounding Surge counterattack
设计资质
1、直击雷---是指雷电直接击到建筑物或其它物体上，产生巨大的热效应、机械作
用和强大的电磁辐射。
直击雷的灾害
施工资质
2、感应雷 ---感应雷的破坏也称为二次破坏。
Reactive Surge
国家标准和相关的行业标准
0. IEC标准：IEC-61312、IEC-61024
1. GB50057-94（2001）：《建筑物防雷设计规范》 2. GB50343-2004：《建筑物电子信息系统防雷技术规范》 3. GB 50169-92《电器装置安装工程接地装置施工及验收规范》 4 GB 3483－83《电子设备雷击试验导则》 5. 《通信局(站)防雷接地工程设计规范》YD5098-2005 6.《电信专用房屋设计规范》 YD5003-94 7.《电子计算机机房设计规范》 GB50174-93 8.《通信工程电源系统防雷技术规范》 YD 5078-98 9.《微波站防雷与接地设计规范》 YD 2011-93
一、良好的接地系统是防 护的首要及根本条件，它 的好坏直接影响保护效果 。
二、使用接闪器防御直击 雷的侵害。
三、对感应雷的防护根据 不同情况采用不同的防雷 器及不同的措施，如：线 路屏蔽、地下高压电缆、 屏蔽网等。
Power Circuit
电源线路
Communication Circuit
通讯线路
SPD 浪涌保护器
Destroyed by Reactive Thunder
ISO9001证书
雷击时感应电流的破坏
Harm of Reactive Surge current
二次配电箱
UV 1
HV
30 kV/ 10 kV
UV 2
生产设备和 控制系统
UV 4
UV 3
iL
UV 5.2
iL
数据网络电缆
UV 5.1
iL
服务器
2、使用寿命长,与二级配合可以循环使用 Long Service Life 一般可以使用1万次以上。
间隙防雷器的缺点 Disadvantage
1、反应时间相对较长 Tardy Response Time 一般在100nS 内
2、 Up(保护电平)比较高 High Protecting Voltage
及BS6651、CCITT、IEC等相关标准
三、产品的选择与应用
(1) 防雷器的类型
电源防雷器
Power Surge Protector
电源防雷器工作原理
Theory Of Power Surge Protector
• 当电网由于雷击出现瞬时脉
设
冲电压时, • 防雷器在纳秒内导通，将脉
备
冲电压短路于地泄放，后又
放电管的开关等效
Discharge Tube ‘s Switch Function
开关闭合
放电管放电 开关断开 放电管
i
i
i0
i2
i1
i0 i2 i1
当电源防雷器被雷电损坏后，基本上是短路状态，如果不及时与电源系统 脱离，将会引起燃烧、爆炸、损坏电源设备，所以电源厂家为了避免事故发生， 通常在防雷器前面串联一组空气开关，来确保防雷器的安全脱离。
3、复合型（SPD）：由开关型和限压型组件组成的SPD。
电源防雷器的主要元件
The Essential Part Of Power Surge Protector
一、氧化锌压敏电阻 二、陶瓷气体放电管 三、各种放电间隙
四、其它半导体元件
防雷元件的伏安特性
Surge Protecting Part ‘s U-V Performance
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二、雷电与防护
雷电的形成
• 雷电是由天空中云层间的相
互高速运动、剧烈磨擦，使高 端云层和低端云层带上相反电 荷。此时，低端云层在其下面 的大地上感应出大量的异种电 荷，形成一个极大的电容，当 其场强达到一定强度时，就会 产生云间放电、云地放电，这
就是雷电现象。
压敏电阻防雷器
ZnO Varistor(压敏电阻)
内部结构
Configuration EpoxyresIN Electrodes(电极）
环氧树脂
Tinned copper wire
sintered zinc oxide together with other metal oxide additives 氧化锌烧结物和其他杂质
▪ 逐级降低通流量.Degrade capacity of pass flow gradually
外接线路
Eternal Connecting Circuit
CLASS CLASS CLASS
I
II
III
被保护 设备
Equipment
防雷保护原则
Need For Surge Protection
一、防雷器安装位置于 被保护设备越近越好
SPD Surge Protector
SPD
SPD
SPD
SPD
接收天线
Receiving Antenna
数据线路
Digital Circuit
浪涌电压
Surge Voltage
实行分级防护
Classify Surge Protection
CRCC认证
▪ 逐级降压.Degrade Voltage gradually
过
了高压击穿或边缘闪络，压敏
流
电阻基片无法产生高热使热脱
保
离机构动作，这时防雷器仍会
护
发生爆炸和燃烧的事故 。
机
构
电源防雷器采用优质的MOV基片, 取各家之长， 设计、制造了适合各个系统所需的电源防雷器。 合理的结构设计，为各类电源提供安全wenku.baidu.com护。
➢ 精确的过流保护
➢ 可靠的过热保护
➢ 灵敏的脱离机构
2001年，美国财产保险公司对7370件自然灾害案例的原因(赔偿)分析：
水灾 5,6%
火灾 4,6%
盗窃 27,1%
疏忽 22,9%
其他 15,3% 自然灾害 0,8%
电涌
23,7% (操作过电压和
雷击放电)
雷击损害设备的渠道：1、直击雷 2、感应雷 3、工业过 电压 4、地电为反击
Strike Outdoor Wire
火灾报警系统
UV 5
安防报警系统
400/230 V 电视监控 系统
主配电箱
通讯系统
户外照明设备
3、工业过电压
• 瞬间过电压Transient Over Voltage
– 电气短路、断路 (circuit breaker, fuse...) – 开关电闸 (switching circuits...) – 感性容性负载通断
恢复为高阻状态，从而不影
响用户设备的供电。
电源防雷器的几种类型
Specification For Power Surge Protector
1、开关型（SPD）：没有电涌电压时具有高阻抗，当有电涌电压时立 即转变成低阻抗的（SPD）。常用组件有放电间隙和气体放电管等 。
2、限压型（SPD）：没有电涌电压时具有高阻抗，但随着电涌电流和 电压上升，其阻抗持续减小的（SPD）。常用的组件有压敏电阻和 抑制二极管等。
• 静电感应雷 Still Charge Reactive Thunder
电磁感应雷 Electromagnetic Reactive Thunder
感应雷的危害
Harm of Reactive Thunder
感应雷 是雷电在雷云之间或 雷云对地的放电时，在附近的户外 传输信号线、埋地电力线、设备间 连接线和电磁感应并侵入设备，使 串联在线路中间或终端的电子设备 遭到损害。感应雷虽然没有直击雷 猛烈，但其发生几率高。直击雷只 有在雷云对地放电时才会对地面造 成灾害，而感应雷则不论雷云对地 还是雷云对雷云都可能发生灾害， 而且可以通过电力线、电话线、数 据线等传输到很远，至使雷害范围 扩大。
L1 L2 L3 N
图1
L1 L2 L3 N
i
u
电源防雷器的选用
Choice For Power Surge Protector
公司根据市场的需要所推出的三种电源防雷器：
一、 放电间隙型电源防雷器 GDT 二、 压敏电阻防雷器 MOV 三、 放电管型防雷器
放电间隙型防雷器 GDT
间隙防雷器的优点 Advantage
1、通流能力强——高能量防雷器元件 Powerful Capacity Of Pass Flow 单片一般可以通流Iimp50kA，最大可以100kA