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1、2012.5.25RD-Power1雷電與浪涌防護21.雷電認識初步2.雷電的產(chǎn)生3.雷電的基本參數(shù)4.雷電的防護5.浪涌電壓的產(chǎn)生與防護6.靜電的產(chǎn)生與ESD防護7.EMC電路設計內(nèi)容概要概述近年來，由于人類對自然環(huán)境破壞嚴重，以及各類電子設備使用日益增多，雷電對人類造成的經(jīng)濟損失也日趨嚴重。我國每年因雷擊造成的人員傷亡人數(shù)已超過千人，財產(chǎn)損失超過50億元。因此，人們對雷電防護工作也越來越重視。目前全國各省、市、縣、鎮(zhèn)都已成立了雷電防護辦公室，專門負責企、事業(yè)單位的雷電防護技術指導和檢查救災工作。與此同時，國家
2、的相關技術部門也制定了一系列針對各行各業(yè)的防雷技術標準以及《防雷減災管理辦法》，要求各企事業(yè)單位嚴格執(zhí)行。隨著科學技術的不斷進步，人類對雷電防護的意識也在不斷加深，在雷電防護方面，人類已經(jīng)開始從上個世紀的建筑防雷時代，走進產(chǎn)品防雷和信息防雷的時代。上個世紀80年代，我國開始從國外大量引進了建筑防雷技術，這些技術主要是關于建筑物和石油設施的防雷技術標準。我國在大量引進建筑防雷技術標準的同時，也不惜代價從美國LLP和ARIS公司引進了不少先進的雷電監(jiān)測技術設備，最早引進這些設備的地方有大慶油田、廣西供電局，武漢高壓研
3、究所、蘭州氣象局、還有大興安嶺林區(qū)等?，F(xiàn)在，這些雷電監(jiān)測技術設備大部分國內(nèi)都已經(jīng)可以自己制造，目前，我國的很多地方氣象站都已經(jīng)安裝了雷電監(jiān)測技術設備，雷電給國民帶來的損失也相對減少。3下圖是中國氣象局的《國家閃電監(jiān)測系統(tǒng)》。這套設備安裝有GPS定位系統(tǒng)，以及聲、光、電測試設備，通過定點采樣，可以把全國的雷電動態(tài)數(shù)據(jù)，如雷電閃擊次數(shù)、雷電強度等，收集后進行計算機處理。GPS是實現(xiàn)信息防雷的基礎，有了它就可以把全國的雷電分布做成電子地圖。4雷電是一種自然現(xiàn)象，雷電防護是一個非常復雜的系統(tǒng)工程。按行業(yè)分，防雷分建筑物防
4、雷、輸電設備防雷、通信設備防雷、計算機網(wǎng)絡設備防雷、家用電器防雷，以及信息防雷等等；對不同行業(yè)、不同設備，到底需要采取什么樣的防雷措施或等級來對雷電進行防護，目前，標準并不統(tǒng)一，要求也不一樣。目前我國常用的防雷標準：1.中華人民共和國國家標準——建筑物防雷裝置檢測技術規(guī)范（GB/T21431-2008）；2.中華人民共和國氣象行業(yè)標準——安全防范系統(tǒng)雷電防護要求及檢測技術規(guī)范（ICS.07.060）；3.中華人民共和國行業(yè)標準——民用建筑電氣設計規(guī)范（JGJ16—2008）；4.鐵道部文件——《鐵路信號設備雷電及
5、電磁兼容綜合防護實施指導意見》。國際防雷標準：IEC62305-1.雷電防護第1部分——總則；IEC62305-2.雷電防護第2部分——風險管理；IEC62305-3.雷電防護第3部分——建筑物的物理損壞和生命危險；IEC62305-4.雷電防護第4部分——建筑物內(nèi)電氣與電子系統(tǒng)；IEC62305-5.雷電防護第5部分——公共設施。56我國的雷擊浪涌抗擾度試驗標準是：GB/T17626.5（等同于國際標準IEC61000-4-5），歐洲的雷擊浪涌抗擾度試驗標準是：ITU-TK.20、ITU-TK.21、ITU-T
6、K.45，美國雷擊浪涌抗擾度試驗的標準是：ANSI/IEEEEC62.41、GR1089、FCCPART68、UL1449，相對來說，國外的技術標準要比中國的技術標準要嚴格很多，這也表示中國的總體科學技術水平相對還比較落后。目前我們國內(nèi)使用的大多數(shù)電子產(chǎn)品還不具備抵抗4000Vp以上的二次雷電浪涌電壓的沖擊（國外大多數(shù)要求30kV），我國的很多地區(qū)，特別是農(nóng)村或城市的郊區(qū)，配電設施的建設還很不規(guī)范，我國的三相四線制（TN-C）的弊端（地線與中線經(jīng)常接錯）也開始顯露出來，每年被雷擊損壞的各類電子設備不計其數(shù)，經(jīng)濟損
7、失慘重，這要求我們的防雷意識還需進一步提高。防雷標準和EMC標準具有一定的代表性和普遍性，但完全符合現(xiàn)有的防雷標準和EMC標準的產(chǎn)品，并不一定能符合產(chǎn)品在特殊環(huán)境中的使用要求，例如，目前我國的產(chǎn)品防雷標準（GB/T17626.5），指明電子產(chǎn)品可分為五個等級進行雷電保護，但面對國內(nèi)現(xiàn)有的三相四線制供電系統(tǒng)而言，這個標準是很低的，并且目前國內(nèi)的大部分電子產(chǎn)品還不能滿足這個標準。現(xiàn)代電子設備功能越來越強，電路越來越復雜，元器件的密度越來高，但承受電磁干擾或感應電壓的能力越來越低。如不對這些電子產(chǎn)品進行靜電感應保護，或
8、雷電感應保護，則通過ESD放電和二次雷擊產(chǎn)生的浪涌電壓脈沖，很容易就把這些電子設備損壞。目前我國的低壓配電設備普遍使用三相四線制（TN-C），這種供電系統(tǒng)現(xiàn)在存在很大的不足。當雷電擊中電網(wǎng)配電設備的高壓輸電線路時，會在低壓輸電線路的中線中產(chǎn)生很高的浪涌電壓，很容易對用電設備產(chǎn)生二次雷擊，如果不加以防雷保護，二次雷擊將會導致大量用電設備以及電子儀器損壞。實踐證明，很多雷擊事
