浪涌整改措施Word文档格式.docx

1、外部防雷可将绝大部分雷电流直接引入地下泄散；内部防雷可阻塞沿电源或信号线所引入的雷电波。这两道防线，互相配合，各尽其职，缺一不可。3.1外部防雷与接地外部防雷主要指建筑物的防雷，一般是防护直击雷，它是防雷技术革新的主要组成部分，其技术措施可分接闪器（避雷针、避雷带、避雷网等金属接闪器）、引下线、接地体等。接地电阻应符合相关标准，一般为4。3.2内部防雷内部防雷系统主要是对建筑物内易受过电压破坏的设备加装过压保护装置，在设备受到过电压侵袭时，保护装置能快速动作泄放能量，从而保护设备免受损坏。内部防雷分为电源防雷和信号防雷。（1）电源防雷系统电源防雷系统主要是防止雷电波通过电源线路对计算机及相关设

2、备造成危害。为避免高电压经过防雷器对地泄放后的残压或因更大的雷电流在击毁防雷器后继续毁坏后续设备，以及防止线缆遭受二次感应，依照有关防雷工程试行草案，应采取分级保护、逐级泄流的原则。（2）信号防雷系统由于雷电波在线路上能感应出较高的瞬时冲击能量，因此要求网络通信设备能够承受较高能量的瞬时冲击，而目前大部分设备由于电子元器件的高度集成化而使耐过电压、耐过电流水平下降，必须在网络通信接口处加装必要的防雷保护装置以确保网络通信系统的安全运行。3.3浪涌保护装置选型原则（1）最大放电电流选择根据建筑物地理位置及年平均雷暴日，计算ng（1km2面积内年平均雷击数）值，确定电源防雷器的最大放电电流。一般可

3、选用100ka或65ka，作为该系统电源的一级防雷；二、三级防雷可选用40ka，终端选用插座型避雷器。（2）最大持续耐压选择我们知道，在压敏电阻的两端施加1ma的电流时，所测得的电压为压敏电阻的压敏电压，也是防雷器的标称导通电压，实际上，厂家或商家公布的是适合220V或380V电源的防雷器的实际最大持续耐压，该数值小于防雷器的压敏电压，设计上认为电源防雷器的最大持续耐压是一临界值，超过该值，防雷器动作。（3）残压选择目前，在国内销售的防雷产品在额定放电电流下的残压Ur是差不多的，有差别也只是100200V而已，而电源防雷器安装后的线间压降UL=Ldi/dt很大，因此只考虑防雷器本身的残压Ur是

4、不够的，而应考虑整个系统的残压U=Ur+UL。对计算机等电子设备来说，其绝缘耐压可高达1800V以上，通过合理的施工是能够满足设备保护要求的。（4）漏电流选择在75%的标称导通电压下，所测得的流过防雷器的电流，称为电源防雷器的漏电流i0，按照国家标准此参数应小于20a，漏电流i0越大，电源防雷器将积聚更多能量而使电源防雷器发热的可能性增大，而漏电流又是随着压敏电阻的温度升高而增大的，因此，此时该压敏电阻就处于恶性循环状态，这也表明了漏电流随时间的变化率（增加率）越大，电源防雷器积聚能量将越快，从而使电源防雷器的性能越趋恶化。（5）告警方式选择目前能提供的告警方式共有三类，一类是遥信、遥测告警，

5、适用于无人值守的工作场合；另一类是可视告警，通过机械设计实现告警功能，这类告警方式应在雷雨过后对设施进行检查或定期检查，适用于所有的场合，也是目前使用最多的告警方式；还有是声光告警。防雷产品属安全保护产品，其结构应越简单越好，因此建议采用可视告警方式。（6）结构化设计电源防雷器的结构化设计是非常重要的，如果压敏电阻是被树脂密封着，散热效果较差，会使压敏电阻因发热而处于恶性循环状态，使电源防雷器的整体性能下降。目前，电源防雷产品有两种结构形式：整体式模块化设计和插拔式模块化设计。插拔式结构在插拔时必然因间隙存在而发生放电干扰，尤其在空气湿度比较大的地方，此现象将会更严重，使防雷器的性能下降。而整

6、体式模块化设计不存在任何间隙，同时因采用导轨式安装，也可实现热（带电）更换。因此选择整体式模块化设计的电源防雷产品更为合适。4.结论随着通信设备、网络设备、计算机应用系统等的大规模使用，雷电以及操作瞬间过电压造成的危害越来越严重，以往的防护体系已不能满足通信、网络、计算机等安全的要求。应从单纯一维防护（避雷针引雷入地无源防护）转为三维防护（有源和无源防护），系统综合地考虑对低压设备进行浪涌防护。参考文献1许颖.雷电防护要求和措施m.中国建筑工业出版社，20XX.2谭国安.金融计算机信息系统雷电防护知识m.中国金融出版社，20XX.3肖稳安.雷电与防护技术基础m.气象出版社，20XX.作者简介：

7、许艳华（1975），河南许昌人，大学本科，工程硕士，许昌职业技术学院机电工程系讲师。篇二：浪涌抗扰度试验浪涌冲击抗扰度测试及整改参考1.浪涌冲击形成的机理电磁兼容领域所指的浪涌冲击一般来源于开关瞬态和雷击瞬态。系统开关瞬态与以下内容有关：a）主电源系统切换骚扰，例如电容器组的切换；b）配电系统内在仪器附近的轻微开关动作或者负荷变化；c）与开关装置有关的谐振电路，如晶闸管；d）各种系统故障，例对设备组接地系统的短路和电弧故障。雷击瞬态雷电产生浪涌（冲击）电压的主要原理如下：a）直接雷击于外部电路（户外），注入的大电流流过接地电阻或外部电路阻抗而产生电压；b）在建筑物内、外导体上产生感应电压和电流

8、的间接雷击（即云层之间或云层中的雷击或击于附近物体的雷击，这种雷击产生的磁场）；c）附近直接对地放电地雷电入地电流耦合到设备组接地系统的公共接地路径。当保护装置动作时，电压和电流可能发生迅速变化，并可能耦合到内部电路。2.试验内容：对电气和电子设备的供电电源端口、信号和控制端口在受到浪涌（冲击）干扰时的性能进行评定。3.试验目的：评定设备在遭受到来自电力线和互连线上高能量浪涌（冲击）骚扰时产品的性能。4.试验发生器（雷击浪涌发生器）a）信号发生器特性应尽可能地模拟开关瞬态和雷击瞬态现象；b）如果干扰源与受试设备的端口在同一线路中，例如在电源网络中（直接耦合），那么信号发生器在受试设备的端口能够

9、模拟一个低阻抗源；c）如果干扰源与受试设备的端口不在同一线路中（间接耦合），那么信号发生器能够模拟一个高阻抗源。对于不同场合使用的产品及产品的不同端口，由于相应的浪涌（冲击）瞬态波形各不相同，因此对应模拟信号发生器的参数也不相同。5.试验实施电源、信号和其他功能电量应在其额定的范围内使用，并处于正常的工作状态。根据要进行试验的EUT的端口类型选择相应的试验试验波形发生器和耦合单元及相应的信号源内阻。使受试设备处于典型工作条件下，根据受试设备端口及其组合，依次对各端口施加冲击电压，。每种组合应针对不同脉冲极性进行测试，两次脉冲间隔时间不少于1min。对电源端子进行浪涌测试时，应在交流电压波形的正

10、、负峰值和过零点分别施加试验电压。对电源线和信号线应分别在不同组合的共模和差模状态下施加脉冲冲击。每种组合状态至少进行5次脉冲冲击。若需满足较高等级的测试要求，也应同时进行较低等级的测试。只有两者同时满足，我们才认为测试通过。6.试验结果若电快速速变脉冲群测试通不过，可能产生如下后果：（1）引起接口电路器件的击穿损坏。（2）造成设备的误动作。7.导致浪涌冲击抗扰度试验失败的原因浪涌脉冲的上升时间较长，脉宽较宽，不含有较高的频率成分，因此对电路的干扰以传导为主。主要体现在过高的差模电压幅度导致输入器件击穿损坏，或者过高的共模电压导致线路与地之间的绝缘层击穿。由于器件击穿后阻抗很低，浪涌发生器产生

11、的很大的电流随之使器件过热发生损坏。对于有较大平滑电容的整流电路，过电流使器件损坏也可能是首先发生的。例如，对开关电源的高压整流滤波电路而言，浪涌到来时，整流电路和平滑电容提供了很低的阻抗，浪涌发生器输出的很大的电流流过整流二极管，当整流二极管不能承受这个电流时，就发生过热而烧毁。随着电容的充电，电容上的电压也会达到很高，有可能导致电容击穿损坏。8.通过浪涌抗扰度试验应采取的措施雷击浪涌试验有共模和差模两种。因此浪涌吸收器件的使用要考虑到与试验的对应情况。为保证使用效果，浪涌吸收器件要用在进线入口处。由于浪涌吸收过程中的di/dt特别大，在器件附近不能有信号线和电源线经过，以防止因电磁耦合将干

12、扰引入信号和电源线路。此外，浪涌吸收器件的引脚要短；吸收器件的吸收容量要与浪涌电压和电流的试验等级相匹配。雷击浪涌试验的最大特点是能量特别大。所以采用普通滤波器和铁氧体磁芯来滤波、吸收的方案基本无效；必须使用气体放电管、压敏电阻、硅瞬变电压吸收二极管和半导体放电管等专门的浪涌抑制器件才行。浪涌抑制器件的一个共同特性就是阻抗在有浪涌电压与没浪涌电压时不同。正常电压下，它的阻抗很高，对电路的工作没有影响；当有很高的浪涌电压加在它上面时，它的阻抗变得很低，将浪涌能量旁路掉。这类器件的使用方法是并联在线路与参考地之间，当浪涌电压出现时，迅速导通，以将电压幅度限制在一定的值上压敏电阻、瞬态抑制二极管和气

13、体放电管具有不同的伏安特性，因此浪涌通过它们时发生的变化不同.8.1压敏电阻当压敏电阻上的电压超过一定幅度时，电阻的阻值大幅度降低，从而浪涌能量泄放掉。在浪涌电压作用下，导通后的压敏电阻上的电压（一般称为钳位电压），等于流过压敏电阻的电流乘以压敏电阻的阻值，因此在浪涌电流的峰值处钳位电压达到最高。（1）优点：峰值电流承受能力较大，价格低。（2）缺点：钳位电压较高（取决于最大浪涌电流），一般可以达到工作电压的23倍，因此电路必须能承受这么高的浪涌电压。另外，压敏电阻随着受到浪涌冲击次数的增加，漏电流增加。如果在交流电源线上应用会导致漏电流超过安全规定的现象，严重时，压敏电阻会因过热而爆炸。压敏电

14、阻的其他缺点还有：响应时间较长，寄生电容较大。（3）适用场合：直流电源线、低频信号线，或者与气体放电管串联起来用在交流电源线上。8.2瞬态抑制二极管（TVS）当TVS上的电压超过一定幅度时，器件迅速导通，从而将浪涌能量泄放掉。由于这类器件导通后阻抗很小，因此它的钳位电压很平坦，并且很接近工作电压。响应时间短，钳位电压低（相对于工作电压）。由于所有功率都耗散在二极管的Pn结上，因此它所承受的功率值较小，允许流过的电流较小。一般的TVS器件的寄生电容较大，如在高速数据线上使用，要用特制的低电容器件，但是低电容器件的额定功率往往较小。浪涌能量较小的场合。如果浪涌能量较大，要与其他大功率浪涌抑制器件一

15、同使用，TVS作为后级防护。8.3气体放电管当气体放电管上的电压超过一定幅度时，器件变为短路状态，阻抗几乎为零。这种导通原理与控制感性负载的开关触点被击穿的原理相同，只是这里两个触点之间的距离和气体环境是控制好的，可使击穿电压为一个确定值。气体放电管一旦导通后，它上面的电压会很低。承受电流大，寄生电容小。响应时间长。另外，由于维持它导通所需要的电压很低，因此当浪涌电压过后，只要加在气体放电管上的电压高于维持电压，它就会保持导通。在交流场合应用时，只有当交流电过零点时，它才会断开，因此会有一定的惯用电流。由于跟随电流的时间较长，会导致放电管触点迅速烧毁，从而缩短放电管的寿命。信号线或工作电压低于

16、导通维持电压的直流电源线上（一般低于10V）；与压敏电阻组合起来用在交流电源线上。8.4气体放电管和压敏电阻组合应用气体放电管和压敏电阻都不适合单独在交流电源线上使用：气体放电管的问题是它的电流效应。压敏电阻的问题是随着受浪涌作用的次数增加交流漏电流增加。一个实用的方案是将气体放电管与压敏电阻串联起来使用。如果同时在压敏电阻上并联一个电容，浪涌电压到来时，可以更快地将电压加到气体放电管上，缩短导通时间。这种气体放电管与压敏电阻的组合除了可以避免上述缺点以外，还有一个好处就是可以降低限幅电压值。在这里可以使用导通电压较低（低于工作电压）的压敏电阻。从而可以降低限幅电压值。采用组合式保护方案能发挥

17、不同保护器件的各自特点，从而取得最好的保护效果。浪涌经过压敏电阻和气体放电管后，会残留一个较窄的脉冲，这是由于气体放电管导通点较高所致。由于这个脉冲较窄，因此很容易用低通滤波器滤除。实用的浪涌防护电路是在浪涌抑制器的后面加低通滤波器。8.5地线反弹的抑制当并联型的浪涌抑制器发挥作用时，它将浪涌能量旁路到地线上。由于地线都是有一定阻的，因此当电流流过地线时，地线上会有电压。这种现象一般称为地线反弹。地线反弹对设备的影响如下：（1）浪涌抑制器的地与设备的地不在同一点，设备的线路实际上没有受到保护，较高的浪源电压仍然加到了设备电源线与地之间。解决办法是在线路与设备的外壳地之间再并联一只浪涌抑制器。（

18、2）浪涌抑制器的地与设备的地在同一点，这时，该台设备的线路与地之间没有浪涌电压，受到了保护。但是如果这个设备与其他设备连接在一起，另一台设备就要承受共模电压。这个共模电压会出现在所有连接设备1与设备2的电缆上。解决的方法：是在互连电缆的设备2一端安装浪涌抑制器。8.6浪涌抑制器件的正确使用需要注意的是，浪涌抑制器件的寿命不是永久的，总会失效。因此，在结构设计上，应该便于更换浪涌抑制器件。并且，当浪涌抑制器件失效时，应该有明显的显示，提醒维护人员进行更换。浪涌抑制器件的失效模式一般为短路，这可以称为安全模式。因为当浪涌抑制器短路时，线路会出现故障，从而提醒维修人员更换浪涌抑制器。但是，也有开路失

19、效模式的可能性，这时往往会给设备带来潜在危险：因为设备会直接处于没有保护的状态下。篇三：浪涌冲击和谐振及防范措施概述电容器可用于改善交流系统的功率因数，但同时也会产生负作用。在一些情况下，使用电容器是产生负作用的主要原因；在另一些情况下，电容器又会受负作用的危害。不管在那一类情况，电气工程师都应了解系统的状况，采取必要的措施，防止浪涌冲击和谐振造成的危害。目前，随着斩波直流设备，尤其是ScR驱动设备越来越广泛的应用，这两方面的危害日趋严重。浪涌冲击的产生浪涌冲击（瞬态脉冲尖峰）问题的出现，可以追溯到本世纪三十年代，当时它是由医疗用X射线机而引发。到了四十年代，由大型电弧焊机和冶炼炉引发的电压闪

20、变引起了工程师的广泛注意。浪涌冲击在近年来变得更为严重，随着斩波型开关电源设备（如计算机及UPS等）和大型整流电源设备的广泛使用，浪涌冲击和谐波畸变变得更为普遍。即使没有电容器，线路中的干扰事件也会经常发生，由此引发的设备误动作、电压畸变、过电流及不平衡电流等现象经常发生。另外，电力系统中开关的分合、熔断器的动作、设备绝缘击穿、大容量设备的投切启动及其它故障等，都会引发浪涌冲击脉冲干扰。浪涌冲击的危害在谐振发生时将会更严重。在脉冲的一系列频谱中，当线路电感量和电容量接近时，便有可能引发谐振，导致谐波在系统的局部地区放大。谐振不仅会随着瞬间干扰产生高电压和过电流，使事态恶化，也会在基频系统中叠加

21、谐振电流，引起设备和绝缘过热，甚至烧毁损坏。整流设备对电网运行的影响近年来，整流系统的应用日趋广泛，已成为浪涌冲击和谐振的主要原因，如商业大厦中的电梯变频调速驱动系统，不间断电源供电系统（UPS）等。同时，整流触发电路（RectifierFiringcircuit）也会引发浪涌冲击和谐振问题。整流设备不仅导致波形畸变，也常令功率因数下降，因此需要安装补偿电容器以改善功率因数,但是电容器又容易引发谐振问题,在轻载时必须切除。在整流器电路分析中有三个因素应受到注意：第一.电路中开关分合引发的瞬间浪涌干扰。整流器和逆变器是一系列复杂的固态开关电路，它们首先从交流电源电路的一相中吸取电流，然后又转到下

22、一相，不断循环，依次给同一输出导线供电（直流输出）。当电流由一相导线转换到另一相时，两相导线基本处于短路状态，虽然短路状态仅持续零点几毫秒，却造成尖峰和缺口脉冲浪涌干扰，如图-1，图-1.由一套可控硅装置给一台400马力直流电动机供电时造成的线路电压瞬间干扰（脉冲尖峰），该系统从一台2000KVa的配电变压器供电。第二.整流器在提供直流时，其工作原理不仅要求交流线路提供基频电流，也要求提供高次谐波，以通过整流元件合成出近似平稳的直流，在制造高次谐波的过程中反过来影响交流电源的基波电流。第三.电路存在着固有的电感和电容（包括分布参数），它们的组合可能引发谐振，从而使电流和电压的幅值增大许多倍，如

23、图-2所示。电气工程师的工作就是确定导致这种过电流和高电压的条件，并设法加以避免。图-2.130KVaR电容器安装处所测的电压、电流波形，幅值大的波形是电压，幅值小的波形是电流。该电容器由1000KVa配电变压器供电，在离电容器200英尺远的母线上接有一台由ScR控制的300马力电动机。本图显示了谐振情况下的电流尖峰情况，在电流波形中可清楚地看到11次谐波分量的存在。故障形成的原因在一般工厂和办公大楼中，适当数目的可控硅整流器（ScR）装置很少引发故障，但是在下列情况却可能造成事故，应特别注意：a.对所在系统而言,存在着容量较大的可控硅整流器（ScR）装置，例如，有一、二个可控硅整流器（ScR

24、）装置的负荷占其配电变压器容量的40%左右，在换向时所产生的尖峰脉冲很容易会烧坏电容器组的保险丝，甚至击穿电容器的绝缘。b整流器通常的功率因数工作在较大（50%以上）的滞后条件下，而且存在频繁分合电容器，不论是全部还是分组。c可控硅整流器（ScR）装置的负荷大于同一低压母线上其它设备的负荷。d在满载时可以把功率因数补偿到0.9以上的电容器，尤其在轻载时这些电容器仍不切除的情况下。e电容器的补偿容量（KVaR）超过变压器容量的25%。浪涌冲击的危害浪涌冲击（尖峰脉冲）比谐波更易造成熔断器烧断。为说明这点，可假定将电容器熔断器安装在每组电容器上，采用的熔断器为快速限流型（不同于慢速熔化型），它可以

25、迅速地将短路的电容器组切除。要防止电容器损坏，关键是切除速度，这类熔断器的保护效果相当不错。但是，这类熔断器太灵敏，其i2t容量相对较小（只有数千平方安培*秒），遇到浪涌尖峰就会烧断。目前普遍采用的单晶结构熔断器便属于此类。因此，熔断器的额定电流应慎重选择。在标准正弦波条件下，传统的选择原则不会有什么问题，熔断器的额定电流一般选为电容器额定容量的1.67倍,其中包括了电容器电流的正常波动范围；也可选为电容器额定千乏数的1.35倍,这是由电容器的微法拉1.15倍，额定电压的1.1倍和附加谐波（在某种程度上总是存在的）的1.06倍综合计算得出的。但是有尖峰毛刺的电压波形也可以烧断这样的熔断器，现在

26、许多电气工程师与熔断器制造商的想法一样，都在考虑将正常的选择倍数提高到2.2-2.5倍，或更高。尖峰脉冲也会损坏接触器，当照明或电阻性负载的接触器用于补偿电容器时，按照接触器制造商的规定，浪涌冲击一般应限制在6倍额定电流以内。电力工程师必须仔细选定在正常条件下运行的熔断器，以保证电容器和接触器不被损坏。更重要的是要设法抑制电容器安装处的瞬间尖峰干扰，通常的方法是在靠近敏感设备处，接入（串入）一定量的电感或安装并联抑制器。如果一条线路自身没有足够的电感，则可以用螺管形扼流线圈增补。为了获得更佳效果，就应采用滤波器。谐振在一般电力系统中，通常容易识别潜在的谐振电路，因为谐波比尖峰更容易分析，而且处

27、理方法也较容易。谐振电流和电压的产生，必须具备谐振电路和激励两个条件，如果两个条件成立，将会造成振荡，从而引发过电流和过电压。下面对这两个条件做简要分析。在确定谐振产生的第一个判据（即谐振电路）时，重点应了解谐振频率是否匹配激励频率。谐振频率取决于电路的电感（L）和电容（c）：f=1/（2*SQRT（Lc）其中：f的单位是赫兹，L的单位是亨，c的单位是法拉。在电力系统中，L和c主要包括以下因素：a.变压器阻抗（z）（铭牌标注），这是电力系统中主要的感性元件。b.变压器与电容器之间电力线路的阻抗（电抗）（计算值）。c.变压器之前供电系统的等值阻抗，通常由当地供电部门以阻抗（z）或短路容量（KVa

28、）的形式给出。d.所研究电路内电容器额定容量（KVaR），如果电容器遍布配电系统，则可首先近似地考虑装在负荷中心的电容器。可以通过现场试验确定系统的电抗，具体作法是：根据已知的电容，将一些激励施加到电路上，观察振荡频率，然后推算出电感及电抗。示波器（最好具有屏幕记忆功能）可以读出震荡频率，其波型图将记录线路的状况。采用示波器分析谐波时应注意，5次以上谐波（如11次）的幅值，在扫描时可能已经发生了变化，因此只可用于定性分析。实际应用系统中，一般发生的是并联谐振。即用户的非线性负载产生的谐波电流ih，在经由电容器组电容和供电网电感（含变压器）形成的并联谐振回路，如图-3，由于谐振发生，流经变压器和电容器的谐波电流it和ic被放大到10-15倍。被放大的谐波电流将导致电容器和变压器内部组件过热甚至损坏。电容器组图-3.并联谐振回路及其等效电路另一种较