雷電浪涌入侵分析及防護(hù)措施課件.ppt

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1、雷電浪涌入侵分析及防護(hù)措施北京威爾利科技發(fā)展有限公司北京威爾利科技發(fā)展有限公司威爾利技術(shù)工程師在防雷專(zhuān)家的指導(dǎo)下，經(jīng)過(guò)多年的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和理論分析得出，雷電浪涌入侵電子系統(tǒng)造成電子設(shè)備損壞的主要途徑是如下四條：1.電源線(xiàn)路2.通信信號(hào)線(xiàn)路3.電磁脈沖的作用4.地反擊1.電源線(xiàn)路引入電涌過(guò)電壓（電流）在電源線(xiàn)路上產(chǎn)生的雷電浪涌過(guò)電壓（電流），主要是由直擊雷、感應(yīng)雷以及內(nèi)部大型感性用電設(shè)備的開(kāi)與關(guān)引起的。我們知道所有電氣、電子系統(tǒng)設(shè)備都必須用電，這樣就不可避免的把電源線(xiàn)路上的雷電浪涌過(guò)電壓（電流）引入到系統(tǒng)設(shè)備。雷電浪涌高電壓（電流）侵入所產(chǎn)生的電

2、動(dòng)力效應(yīng)、熱效應(yīng)及沖擊波都會(huì)對(duì)系統(tǒng)設(shè)備造成干擾或永久性損壞。1.1直擊雷對(duì)電源線(xiàn)路的影響室外電源線(xiàn)路遭直擊雷擊1.2靜電感應(yīng)雷對(duì)電源線(xiàn)路的影響電源線(xiàn)路受靜電感應(yīng)1.3電磁感應(yīng)雷對(duì)電源線(xiàn)路的影響電源線(xiàn)路受電磁感應(yīng)1.4操作浪涌對(duì)電源線(xiàn)路的影響大型用電設(shè)備操作產(chǎn)生的浪涌2.通信線(xiàn)路引入電涌過(guò)電壓（電流）在通信信號(hào)線(xiàn)路上產(chǎn)生的雷電浪涌過(guò)電壓（電流），主要是由直擊雷、感應(yīng)雷引起的。我們知道所有通信系統(tǒng)設(shè)備都有許多與其連接的通信線(xiàn)纜，特別是從室外引入信號(hào)線(xiàn)路，這樣就不可避免的把信號(hào)線(xiàn)路上的雷電浪涌過(guò)電壓（電流）引入到系統(tǒng)設(shè)備。雷電浪涌高電壓（電流）侵

3、入所產(chǎn)生的電動(dòng)力效應(yīng)、熱效應(yīng)及沖擊波都會(huì)對(duì)系統(tǒng)設(shè)備造成干擾或永久性損壞。2.1直擊雷對(duì)通信線(xiàn)路的影響室外通信線(xiàn)路遭直擊雷擊2.2靜電感應(yīng)雷對(duì)通信線(xiàn)路的影響通信線(xiàn)路受靜電感應(yīng)2.3電磁感應(yīng)雷對(duì)通信線(xiàn)路的影響通信線(xiàn)路受電磁感應(yīng)3.雷電電磁脈沖（LEMP)的影響雷云對(duì)地、雷云對(duì)雷云發(fā)生閃擊，或是閃電進(jìn)入建筑物的避雷針系統(tǒng)以后，所產(chǎn)生瞬變電磁場(chǎng)都會(huì)在一定范圍空間內(nèi)產(chǎn)生電磁作用。它可以是電磁感應(yīng)作用，也可以是脈沖電磁輻射（LMEP)。這種雷電電磁脈沖（LEMP）對(duì)處在其空間范圍內(nèi)的一切電子設(shè)備發(fā)生作用，可以在閉合回路中產(chǎn)生感應(yīng)電流，也可以不閉合回路端

4、口產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。由于其瞬變時(shí)間極短，所以感應(yīng)的電壓可以很高，以致產(chǎn)生火花。雷電電磁脈沖（LEMP)導(dǎo)致雷電災(zāi)害的范圍擴(kuò)大磁脈沖超過(guò)0.07GS時(shí)就會(huì)導(dǎo)致微機(jī)失效，引起通信信息差錯(cuò)。當(dāng)閃電發(fā)出的磁脈沖超過(guò)2.4GS時(shí)，集成電路將發(fā)生永久性的損壞。4.地反擊引發(fā)的過(guò)電壓目前IEC標(biāo)準(zhǔn)及國(guó)標(biāo)GB50057-94都推薦采用綜合地網(wǎng)，但是，某些設(shè)備制造商為了避免干擾，還是采用獨(dú)立的直流地網(wǎng)。由于地網(wǎng)存在一定的電阻值，所以在接閃器截獲閃電向大地瀉放強(qiáng)大雷電流的瞬間，接地裝置將產(chǎn)生一個(gè)很高的電壓。據(jù)國(guó)際有關(guān)專(zhuān)家統(tǒng)計(jì)，在微機(jī)通信網(wǎng)中，采用獨(dú)立接地的系統(tǒng)被

5、雷擊損壞的幾率遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于共用接地的情況。采用獨(dú)立接地的系統(tǒng)被雷擊損壞的幾率遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于共用接地的情況假設(shè)建筑物防雷地網(wǎng)沖擊電阻r=4Ω，一個(gè)中等的直擊雷（i=100KA）電流，通過(guò)防雷地網(wǎng)向大地瀉放，則防雷地網(wǎng)上形成的瞬間電壓降為：4×100000＝400KV。微電子設(shè)備金屬外殼保護(hù)接地，此時(shí)電位為400KV，而設(shè)備內(nèi)部電路接直流地網(wǎng)，其電位為0V，設(shè)備內(nèi)外電位差高達(dá)400KV，必毀無(wú)疑！0V400KVi=100KAr=4Ω北京威爾利科技發(fā)展有限公司雷電浪涌過(guò)電壓（電流）防護(hù)應(yīng)堅(jiān)持預(yù)防為主、安全第一的原則，對(duì)雷電浪涌入侵的通道和途徑都必須采取相應(yīng)

6、的防護(hù)措施。1.電源線(xiàn)路的防護(hù)2.通信線(xiàn)路的防護(hù)3.合理的布線(xiàn)與屏蔽4.綜合接地與等電位連接1.電源線(xiàn)路的雷電浪涌防護(hù)電源線(xiàn)路防雷電浪涌應(yīng)符合下列規(guī)定：1.進(jìn)出電子信息系統(tǒng)機(jī)房的電源線(xiàn)路不宜采用架空線(xiàn)路。2.電子信息系統(tǒng)設(shè)備由TN交流配電系統(tǒng)供電時(shí)，配電線(xiàn)路必須采用TN-S系統(tǒng)的接地方式。3.電子信息系統(tǒng)設(shè)備配電線(xiàn)路SPD的安裝位置（見(jiàn)附件圖1），保護(hù)殘壓要符合設(shè)備的安全電壓值（見(jiàn)附件圖1）。4.在直擊雷非防護(hù)區(qū)（LPZ0A）或直擊雷防護(hù)區(qū)（LPZ0B）與第一防護(hù)區(qū)（LPZ1）交界處應(yīng)安裝通過(guò)Ⅰ級(jí)分類(lèi)試驗(yàn)的SPD或限壓型SPD作為第一級(jí)保護(hù)

7、；第一防護(hù)區(qū)之后的各分區(qū)（含LPZ1）交界處應(yīng)安裝限壓型SPD。使用直流電源的信息設(shè)備，視其工作電壓要求，宜安裝適配的直流SPD。5.SPD連接線(xiàn)應(yīng)平直，其長(zhǎng)度不宜大于0.5m。當(dāng)電壓型SPD至限壓型SPD之間的線(xiàn)路長(zhǎng)度小于10m、限壓型SPD之間的線(xiàn)路長(zhǎng)度小于5m時(shí)，在兩級(jí)SPD之間應(yīng)加裝退耦裝置。SPD標(biāo)稱(chēng)放電電流宜符合規(guī)定（見(jiàn)附件表1）。1.1建筑物雷電防護(hù)區(qū)（LPZ）劃分代表屏蔽1的建筑物代表屏蔽2的房間在LPZ1和LPZ2界面上的等電位連接帶2屏蔽2的等電位連接LPZOA在LPZOA、OB與LPZ1界面上的等電位連接帶1外部防雷裝

8、置電纜、線(xiàn)路接地裝置計(jì)算機(jī)房LPZOBLPZ1LPZ21.2電源SPD工作原理簡(jiǎn)圖1.3模塊化SPD安裝圖L1L2L3NPE外線(xiàn)組合放電模塊狀態(tài)指示模塊狀態(tài)指示模塊組合放電模塊V