雷电浪涌和内部浪涌的防护
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在周围形成强大的交变磁场，处于磁场内 的金属导体上产生感应电压。
• 5、雷击部位形成的局部高电位 • 6、雷电部侵入 精品文档
雷电侵入的路径
精品文档
雷电：直接雷击
附近或几公里以外的直 接雷击
浪涌在电力导体、地和通信线间产生几千伏的电 压差
精品文档
通信线
雷电：感应耦合
雷电击中从地面 感应到电流的物 体
精品文档
三、内部浪涌
内部浪涌的来源数据分析
主要来源:
•内部 – 用电设备的开关等
外部20%
主要是指配电、微电子设备的运 行所引起的电压瞬变、凹陷、尖 峰、高次谐波等
据统计：内部浪涌占整个浪涌的 80%。
内部80%
信息来源：美国通用电气公司，电路保护技术期刊："Current Scene"
精品文档
约有80％浪涌是来自于客户内部的电
浪涌的内因
网
用电设备
用电设备
浪涌的内因
精品文档
电气线路干扰比例分析
• 电压不足 / 11%
过高:电力中
11.5%
断： 0.5%
脉冲式瞬变（尖刺）
振荡衰减式瞬变
39.5%
} 88.5%
49.0%
•结论:
•在所有的有害线路干扰中，有近90%是由于 瞬变现象所造成。
•
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内部浪涌现象
每周期只产生 2 个浪涌 变频驱动器
内部80%
据统计：内部浪涌占整个浪涌的 80%。
信息来源：美国通用电气公司，电路保护技术期刊："Current Scene"
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二、雷电
• 1、直击雷，雷电击在避雷针、避雷带及建 筑物或炼油塔的某部位。
• 2、雷电电磁辐射；雷击点强大的磁场向四 周辐射
• 3、雷电流在电源和信号线上的分流； • 4、雷电感应：雷电流从引下线泄放过程中
精品文档
电 话
电 源
信息 线
空调管
PE
配电箱
暖气片
水管
暖 天然气 精品文档
气
（二）屏蔽
精品文档
1、建筑物或房间外部屏蔽： 用钢筋和金属框架构成的大 空间屏蔽
精品文档
瞬间浪涌的波形?
振荡型浪涌
根据IEEE的定义, 这种浪涌的电压 值在几微秒至几毫秒内从几百伏至 6000伏
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浪涌的来源
•
用电线路出现 “浪涌”或“尖刺”的原
因
•主要既来可源:以来自外部，也可以来自于内部。
外部20%
• 内部80%
•外部—主要是雷击 •内部 – 用电设备的开关等
ຫໍສະໝຸດ Baidu
外部20%
主要是指配电、微电子设备的运 行所引起的电压瞬变、凹陷、尖 峰、高次谐波等
如何知道您的供电系统存在浪涌?
• 您和其他公司的供电系统是否由同一输电 线馈电?
精品文档
如何知道您的供电系统存在浪涌?
• 您有空调、压缩机、泵或马达吗?
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内部浪涌对设备的危害
1.降低器件寿 命
美国通用电机
美国空军
2.直接损坏设备
3.停机待产
“受供电质量和瞬变影响，我们在珠三 角区的激光设备平均每月要维修10台， 每更换一块单板需要30万元，停机损失 每天2万元”
感应电流
电磁场 雷电释放电流
Building metal work
电源、数据线
精品文档
雷击即便没有直接击中建筑物，也会对建筑物内的微电子设备造成损坏，因为只要雷击中心点发 生在距建筑物半径２Km范围内，在此范围内的空间里就会产生极强的电磁场，所有从这个电磁场 中穿越的供电线路，网络和信号线路等，都会因电磁感应而在线路上产生一个浪涌电压，并沿着 线路进入大楼内的设备输入端口，从而将电子设备摧毁．
雷电浪涌和内部浪涌的防护
航天科工深圳集团东方华创投资有限公司
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一、浪涌对电气电子设备的危害应引起重视
年来，随我国现代化程度的提高，电子系统向网络化、 智能化迅猛发展，而电子器件
普遍存在绝缘强度低、过电压和过电流耐受能力差、 对电磁干扰敏感等弱点，一旦受到直接雷击
或其附近区域发生雷击，雷电过电压、过电流和脉冲电 磁场会通过供电线、仪表信号线、电缆汇线槽、
穿线管等途径到达电子设备，威胁电子设备的正常工作 和安全运行。如果防护不当，轻则使仪表设备工作失灵，
重则使仪表设备永久性损坏，严重时还可能造成人员 伤亡、 生产事故。因此，现代电子系统的设计 必须高度重视防雷浪涌和内部浪涌的防护。
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什么是 “浪涌”?
• 电气线路上出现的短暂电压突然升高现象.
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四、雷电浪涌和内部浪涌的防护
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（一）等电位连接
• 为了消除雷电瞬态电流路径与金属物体之间的击穿放电， 可以将所有现场仪表的所有金属外壳、构架、生产装置的 金属设备、设施、仪表控制室内的设备、组件和元件的金 属外壳、金属设施连接在一起，并且与仪表控制室的防雷 接地系统相连接，形成完善的等电位连接。
每小时 产生 432,000 浪涌 精品文档
如何知道您的供电系统存在浪涌 ?
• 您碰到过 “电压波动吗?”
212319058
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如何知道您的供电系统存在浪涌 ?
• 在正常工作情况下，您的机器设备会启动 和停止吗?
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如何知道您的供电系统存在浪涌?
• 您的设备是否出现无理由的复位?
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2KM
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雷电：地电势上升
邻近的雷电击中地 – 建筑物间由电缆连 接 电缆两头的地可能有几十千伏的电势 差
浪涌电流沿着电缆侵入设备端口
80kV
200kV
地电势 0 雷击点的精距品离文档
10kV
雷电波侵入
直接雷击击中电力线路或引下 线疏导雷电流时，在电力线路上 会产生雷击过电压并在电力线缆 周围产生强大的电磁脉冲，凡是 在此电磁脉冲范围内的各种电力、 信号及控制线路都会感应出过电 压，这部分过电压将会沿各种线 路传输到后端的设备，从而引起 设备的误动作或损坏。
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什么是 “浪涌”?
• 这种现象通常只持续几纳秒至几毫秒. .000000001 秒
精品文档
什么是 “浪涌”?
• 浪涌出现时的电压和电流值超过正常值两
倍以上.
> 500 伏
220 伏
0伏
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瞬间浪涌的波形?
脉冲型浪涌
根据 IEEE的定义, 这种浪涌的电压 在几微秒里从几百伏至2万伏
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－－德国某厂商华南服务经理 姚先生
“由于近日雷电影响，机荷 高速各收费口出现大面积停 机，导致交通堵塞。”
－－深圳特区报6 月14日头版
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内部浪涌是怎样损坏无防
护的设备的? 将器件的绝缘层最
薄弱处打穿
正常电流 无电流到地
XX X
X
XX XX
引起内部到地的短路
和燃烧
X
X
X
X
X
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内部浪涌的危害：多次过 零,改变逻辑特性
• 5、雷击部位形成的局部高电位 • 6、雷电部侵入 精品文档
雷电侵入的路径
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雷电：直接雷击
附近或几公里以外的直 接雷击
浪涌在电力导体、地和通信线间产生几千伏的电 压差
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通信线
雷电：感应耦合
雷电击中从地面 感应到电流的物 体
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三、内部浪涌
内部浪涌的来源数据分析
主要来源:
•内部 – 用电设备的开关等
外部20%
主要是指配电、微电子设备的运 行所引起的电压瞬变、凹陷、尖 峰、高次谐波等
据统计：内部浪涌占整个浪涌的 80%。
内部80%
信息来源：美国通用电气公司，电路保护技术期刊："Current Scene"
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约有80％浪涌是来自于客户内部的电
浪涌的内因
网
用电设备
用电设备
浪涌的内因
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电气线路干扰比例分析
• 电压不足 / 11%
过高:电力中
11.5%
断： 0.5%
脉冲式瞬变（尖刺）
振荡衰减式瞬变
39.5%
} 88.5%
49.0%
•结论:
•在所有的有害线路干扰中，有近90%是由于 瞬变现象所造成。
•
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内部浪涌现象
每周期只产生 2 个浪涌 变频驱动器
内部80%
据统计：内部浪涌占整个浪涌的 80%。
信息来源：美国通用电气公司，电路保护技术期刊："Current Scene"
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二、雷电
• 1、直击雷，雷电击在避雷针、避雷带及建 筑物或炼油塔的某部位。
• 2、雷电电磁辐射；雷击点强大的磁场向四 周辐射
• 3、雷电流在电源和信号线上的分流； • 4、雷电感应：雷电流从引下线泄放过程中
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电 话
电 源
信息 线
空调管
PE
配电箱
暖气片
水管
暖 天然气 精品文档
气
（二）屏蔽
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1、建筑物或房间外部屏蔽： 用钢筋和金属框架构成的大 空间屏蔽
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瞬间浪涌的波形?
振荡型浪涌
根据IEEE的定义, 这种浪涌的电压 值在几微秒至几毫秒内从几百伏至 6000伏
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浪涌的来源
•
用电线路出现 “浪涌”或“尖刺”的原
因
•主要既来可源:以来自外部，也可以来自于内部。
外部20%
• 内部80%
•外部—主要是雷击 •内部 – 用电设备的开关等
ຫໍສະໝຸດ Baidu
外部20%
主要是指配电、微电子设备的运 行所引起的电压瞬变、凹陷、尖 峰、高次谐波等
如何知道您的供电系统存在浪涌?
• 您和其他公司的供电系统是否由同一输电 线馈电?
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如何知道您的供电系统存在浪涌?
• 您有空调、压缩机、泵或马达吗?
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内部浪涌对设备的危害
1.降低器件寿 命
美国通用电机
美国空军
2.直接损坏设备
3.停机待产
“受供电质量和瞬变影响，我们在珠三 角区的激光设备平均每月要维修10台， 每更换一块单板需要30万元，停机损失 每天2万元”
感应电流
电磁场 雷电释放电流
Building metal work
电源、数据线
精品文档
雷击即便没有直接击中建筑物，也会对建筑物内的微电子设备造成损坏，因为只要雷击中心点发 生在距建筑物半径２Km范围内，在此范围内的空间里就会产生极强的电磁场，所有从这个电磁场 中穿越的供电线路，网络和信号线路等，都会因电磁感应而在线路上产生一个浪涌电压，并沿着 线路进入大楼内的设备输入端口，从而将电子设备摧毁．
雷电浪涌和内部浪涌的防护
航天科工深圳集团东方华创投资有限公司
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一、浪涌对电气电子设备的危害应引起重视
年来，随我国现代化程度的提高，电子系统向网络化、 智能化迅猛发展，而电子器件
普遍存在绝缘强度低、过电压和过电流耐受能力差、 对电磁干扰敏感等弱点，一旦受到直接雷击
或其附近区域发生雷击，雷电过电压、过电流和脉冲电 磁场会通过供电线、仪表信号线、电缆汇线槽、
穿线管等途径到达电子设备，威胁电子设备的正常工作 和安全运行。如果防护不当，轻则使仪表设备工作失灵，
重则使仪表设备永久性损坏，严重时还可能造成人员 伤亡、 生产事故。因此，现代电子系统的设计 必须高度重视防雷浪涌和内部浪涌的防护。
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什么是 “浪涌”?
• 电气线路上出现的短暂电压突然升高现象.
精品文档
四、雷电浪涌和内部浪涌的防护
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（一）等电位连接
• 为了消除雷电瞬态电流路径与金属物体之间的击穿放电， 可以将所有现场仪表的所有金属外壳、构架、生产装置的 金属设备、设施、仪表控制室内的设备、组件和元件的金 属外壳、金属设施连接在一起，并且与仪表控制室的防雷 接地系统相连接，形成完善的等电位连接。
每小时 产生 432,000 浪涌 精品文档
如何知道您的供电系统存在浪涌 ?
• 您碰到过 “电压波动吗?”
212319058
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如何知道您的供电系统存在浪涌 ?
• 在正常工作情况下，您的机器设备会启动 和停止吗?
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如何知道您的供电系统存在浪涌?
• 您的设备是否出现无理由的复位?
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2KM
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雷电：地电势上升
邻近的雷电击中地 – 建筑物间由电缆连 接 电缆两头的地可能有几十千伏的电势 差
浪涌电流沿着电缆侵入设备端口
80kV
200kV
地电势 0 雷击点的精距品离文档
10kV
雷电波侵入
直接雷击击中电力线路或引下 线疏导雷电流时，在电力线路上 会产生雷击过电压并在电力线缆 周围产生强大的电磁脉冲，凡是 在此电磁脉冲范围内的各种电力、 信号及控制线路都会感应出过电 压，这部分过电压将会沿各种线 路传输到后端的设备，从而引起 设备的误动作或损坏。
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什么是 “浪涌”?
• 这种现象通常只持续几纳秒至几毫秒. .000000001 秒
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什么是 “浪涌”?
• 浪涌出现时的电压和电流值超过正常值两
倍以上.
> 500 伏
220 伏
0伏
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瞬间浪涌的波形?
脉冲型浪涌
根据 IEEE的定义, 这种浪涌的电压 在几微秒里从几百伏至2万伏
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－－德国某厂商华南服务经理 姚先生
“由于近日雷电影响，机荷 高速各收费口出现大面积停 机，导致交通堵塞。”
－－深圳特区报6 月14日头版
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内部浪涌是怎样损坏无防
护的设备的? 将器件的绝缘层最
薄弱处打穿
正常电流 无电流到地
XX X
X
XX XX
引起内部到地的短路
和燃烧
X
X
X
X
X
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内部浪涌的危害：多次过 零,改变逻辑特性