一文看雷擊浪涌的防護解析
更新時間：2024-01-05 點擊次數(shù)：2015
電子設備雷擊浪涌抗擾度試驗的國家標準為GB/T17626.5（等同于國際標準IEC61000-4-5 ）。標準主要是模擬間接雷擊產(chǎn)生的各種情況： （1）雷電擊中外部線路，有大量電流流入外部線路或接地電阻，因而產(chǎn)生的干擾電壓。 （2）間接雷擊（如云層間或云層內(nèi)的雷擊）在外部線路上感應出電壓和電流。 （3）雷電擊中線路鄰近物體，在其周圍建立的強大電磁場，在外部線路上感應出電壓。 （4）雷電擊中鄰近地面，地電流通過公共接地系統(tǒng)時所引進的干擾。標準除了模擬雷擊外，還模擬變電所等場合，因開關(guān)動作而引進的干擾（開關(guān)切換時引起電壓瞬變），如：
（1）主電源系統(tǒng)切換時產(chǎn)生的干擾（如電容器組的切換）。 （2）同一電網(wǎng)，在靠近設備附近的一些較小開關(guān)跳動時的干擾。 （4）各種系統(tǒng)性的故障，如設備接地網(wǎng)絡或接地系統(tǒng)間的短路和飛弧故障。這兩種線路都屬于空架線，但線路的阻抗各不相同：在電源線上感應產(chǎn)生的浪涌波形比較窄一些（50uS），前沿要陡一些（1.2uS）；而在通信線上感應產(chǎn)生的浪涌波形比較寬一些，但前沿要緩一些。后面我們主要以雷擊在電源線上感應生產(chǎn)的波形來對電路進行分析，同時也對通信線路的防雷技術(shù)進行簡單介紹。上圖是模擬雷電擊到配電設備時，在輸電線路中感應產(chǎn)生的浪涌電壓，或雷電落地后雷電流通過公共地電阻產(chǎn)生的反擊高壓，的脈沖產(chǎn)生電路。4kV時的單脈沖能量為100焦耳。
圖中Cs是儲能電容（大約為10uF，相當于雷云電容）；Rs為脈沖持續(xù)時間形成電阻（放電曲線形成電阻）；雷擊浪涌抗擾度試驗對不同產(chǎn)品有不同的參數(shù)要求，上圖中的參數(shù)可根據(jù)產(chǎn)品標準要求不同，稍有改動。（1）開路輸出電壓：0.5～6kV，分5等級輸出，最后一級由用戶與制造商協(xié)商確定；（2）短路輸出電流：0.25～2kA，供不同等級試驗用;（3）內(nèi)阻：2 歐姆，附加電阻10、12、40、42歐姆，供其它不同等級試驗用；（4）浪涌輸出極性：正/負；浪涌輸出與電源同步時，移相0～360度；3級：普通的電磁騷擾環(huán)境、對設備未規(guī)定特殊安裝要求，如工業(yè)性的工作場所；4級：受嚴重騷擾的環(huán)境，如民用空架線、未加保護的高壓變電所。圖中18uF電容，可根據(jù)嚴酷等級不同，選擇數(shù)值也可不同，但大到一定值之后，基本上就沒有太大意義。10歐姆電阻以及9uF電容，可根據(jù)嚴酷等級不同，選擇數(shù)值也不同，電阻最小值可選為0歐姆（美國標準就是這樣）， 9uF電容也可以選得很大，但大到一定值之后，基本上就沒有太大意義。
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