電路避雷針

『壹』 避雷針不避雷么

引雷，讓雷不打旁邊。

『貳』 避雷線和避雷針的作用是什麼避雷器的作用是什麼

避雷針作為端引，高於建築等其他設備，在易受雷擊的區域吸收雷擊電能，與避雷線、引下線、泄放區構築防雷網，使建築等設備免受雷擊破壞。避雷器的作用詳細見下屬文章：
避雷器和電涌保護器運用說明

目錄

一、 定義
二、 防雷器與浪涌保護器的比較
三、 線路避雷器運用及其說明
四、 浪涌保護器設計原理、特性、運用范疇
五、 參考依據與文獻

一、定義
1.避雷器
避雷器是變電站保護設備免遭雷電沖擊波襲擊的設備。當沿線路傳入變電站的雷電沖擊波超過避雷器保護水平時，避雷器首先放電，並將雷電流經過良導體安全的引入大地，利用接地裝置使雷電壓幅值限制在被保護設備雷電沖擊水平以下，使電氣設備受到保護。

2.浪涌保護器
也叫防雷器，是一種為各種電力設備、儀器儀表、通訊線路等提供安全防護的裝置。當電氣迴路或者通信線路中因為外界的干擾突然產生尖峰電流或者電壓時，浪涌保護器能在極短的時間內導通分流，從而避免浪涌對迴路中其他設備的損害。

 從以下資料可以看出，浪涌保護器也是防雷器的一種，但是有很大的區別。

二、避雷器與浪涌保護器的比較
避雷器指建築物避雷器，與避雷針、接地排等一起形成一個法拉第籠，防止建築物被損壞，避雷器的基本原理是把雷擊電磁脈沖(LEMP)導入地進行消解。但是為什麼在安裝避雷器後仍有大量的建築物及其裡面的設備被雷擊損壞呢?
首先，避雷器的導線採用銅鐵合金，因此其導線性能是有限的，反應速度僅為200微妙(uS)。而LEMP的半峰速度(能量達到最大值)為20微妙(uS)，也就是說LEMP的速度快於避雷器，這樣避雷器把第一次直擊雷導入地後，對於二次雷、三次雷往往反應不過來，直接泄漏打在設備上。也就是說，避雷器對二次雷、三次雷幾乎不起作用。
其次，LEMP導入地後，會從地返回形成感應雷。感應雷會從所有含有金屬的導線上泄漏到設備(網線、電源線、信號線、傳輸線等)。由於避雷器是單向作用的，因此它對感應雷不起作用，感應雷可以直接打壞設備。更何況，導線部分往往不會安裝避雷器。
再次，浪涌只有20%來自雷擊等外部環境，80%來自系統內部運行，避雷器對這80%是不起任何作用的。
根據分析來回答電涌保護器(SPD，有的稱浪涌保護器)和避雷器的區別：
1、應用范圍不同(電壓)：避雷器范圍廣泛，有很多電壓等級，一般從0.4kV低壓到500kV超高壓都有(詳見樓上分析)，而SPD一般指1kV以下使用的過電壓保護器;
2、保護對象不同：避雷器是保護電氣設備的，而SPD浪涌保護器一般是保護二次信號迴路或給電子儀器儀表等末端供電迴路。
3、絕緣水平或耐壓水平不同：電器設備和電子設備的耐壓水平不在一個數量級上，過電壓保護裝置的殘壓應與保護對象的耐壓水平匹配。
4、安裝位置不同：避雷器一般安裝在一次系統上，防止雷電波的直接侵入，保護架空線路及電器設備;而SPD浪涌保護器多安裝於二次系統上，是在避雷器消除了雷電波的直接侵入後，或避雷器沒有將雷電波消除干凈時的補充措施;所以避雷器多安裝在進線處;SPD多安裝於末端出線或信號迴路處。
5、通流容量不同：避雷器因為主要作用是防止雷電過電壓,所以其相對通流容量較大;而對於電子設備，其絕緣水平遠小於一般意義上的電器設備，故需要SPD對雷電過電壓和操作過電壓進行防護，但其通流容量一般不大。(SPD一般在末端，不會直接與架空線路連接，經過上一級的限流作用，雷電流已經被限制到較低值，這樣通流容量不大的SPD完全可以起到保護作用，通流值不重要，重要的是殘壓。)
6、其它絕緣水平、對參數的著眼點等也有較大差異。
7、浪涌保護器適用於低壓供電系統的精細保護，依據不同的交直流電源電床可選擇各種相應的規格。電源浪涌保護器一精細由於終端設備離前級浪涌保護器距離較大，從而使得該線路上容易產生振盪過電壓或感應到其他過電壓。適用於終端設備的精細電源浪涌保護，與前級浪涌保護器配合使用，則保護效果更好。
8、避雷器主材質多為氧化鋅（金屬氧化物變阻器中的一種），而浪涌保護器主材質根據抗浪涌等級、分級防護（IEC61312）的不同是不一樣的，而且在設計上比普通防雷器精密得多。

9、從技術上來說，避雷器在響應時間、限壓效果、綜合防護效果、抗老化特性等方面都達不到浪涌保護器的水平。
共同點：都能防止雷電過電壓
因為上述原因，SPD也就應運而生。
SPD的原理是把LEMP轉化為熱能進行消解，由於不是導通式，反應速度非常快，可低於納秒，可以有效防止二次雷和三次雷。SPD分為電源SPD，精密儀器SPD，數字線路SPD，而且也是雙向作用的，因此可以有效防止感應雷。因此，IEEE標准規定，在安裝避雷器的同時應該加上SPD，以形成防雷的雙保險。
此外，SPD對於內部的80%的浪涌也能起到有效抑製作用，這是避雷器所不能做到的。
總體上講，避雷器是專門針對電氣設備免受雷電沖擊波所設置的防護設備，而浪涌保護器是比避雷器更先進的防護設備，除開雷電沖擊波，還可以極大程度消弱電力系統自身所產生的其它破壞性浪涌沖擊。在用電單位高壓進線系統（10KV及以上）已裝設避雷器的情況下，在低壓系統中就應裝設防護功能更精密的浪涌保護器。

三、避雷器運用與說明
1、線路避雷器防雷的基本原理
雷擊桿塔時，一部分雷電流通過避雷線流到相臨桿塔，另一部分雷電流經桿塔流入大地，桿塔接地電阻呈暫態電阻特性，一般用沖擊接地電阻來表徵。
雷擊桿塔時塔頂電位迅速提高，其電位值為
Ut=iRd L.di/dt(1)
式中i——雷電流；
Rd——沖擊接地電阻；
L.di/dt——暫態分量。

當塔頂電位Ut與導線上的感應電位U1的差值超過絕緣子串50的放電電壓時，將發生由塔頂至導線的閃絡。即Ut-U1＞U50，如果考慮線路工頻電壓幅值Um的影響，則為Ut-U1 Um＞U50。因此，線路的耐雷水平與3個重要因素有關，即線路絕緣子的50放電電壓、雷電流強度和塔體的沖擊接地電阻。一般來說，線路的50放電電壓是一定的，雷電流強度與地理位置和大氣條件相關，不加裝避雷器時，提高輸電線路耐雷水平往往是採用降低塔體的接地電阻，在山區，降低接地電阻是非常困難的，這也是為什麼輸電線路屢遭雷擊的原因。
加裝避雷器以後，當輸電線路遭受雷擊時，雷電流的分流將發生變化，一部分雷電流從避雷線傳入相臨桿塔，一部分經塔體入地，當雷電流超過一定值後，避雷器動作加入分流。大部分的雷電流從避雷器流入導線，傳播到相臨桿塔。雷電流在流經避雷線和導線時，由於導線間的電磁感應作用，將分別在導線和避雷線上產生耦合分量。因為避雷器的分流遠遠大於從避雷線中分流的雷電流，這種分流的耦合作用將使導線電位提高，使導線和塔頂之間的電位差小於絕緣子串的閃絡電壓，絕緣子不會發生閃絡，因此，線路避雷器具有很好的鉗電位作用，這也是線路避雷器進行防雷的明顯特點。
以往輸電線路防雷主要採用降低塔體接地電阻的方法，在平原地帶相對較容易，對於山區桿塔，則往往在4個塔腳部位採用較長的輻射地線或打深井加降阻劑，以增加地線與土壤的接觸面積降低電阻率，在工頻狀態下接地電阻會有所下降。但遭受雷擊時，因接地線過長會有較大的附加電感值，雷電過電壓的暫態分量L.di/dt會加在塔體電位上，使塔頂電位大大提高，更容易造成塔體與絕緣子串的閃絡，反而使線路的耐雷水平下降。因為線路避雷器具有鉗電位作用，對接地電阻要求不太嚴格，對山區線路防雷比較容易實現。
2線路避雷器使用及動作情況
淄博電業局管轄的110kV龍博1線和35kV南黑線、炭謝線位於丘陵和山地，多年來經常發生雷擊跳閘故障，據統計110kV龍博1線在1989～1996年共發生5次雷擊掉閘，35kV南黑線、炭謝線分別在1994～1997年各發生6次雷擊掉閘，雖然採取了各種措施，效果均不明顯。1997年在易遭雷擊的龍博1線62～64號和南黑線87、89、90號及炭謝線51號分別裝設了7組共20隻線路型氧化鋅避雷器，安裝方式是在龍博1線和南黑線各懸掛3組9隻，在炭謝線51號上相和下相各懸掛1隻(該桿不久前遭雷擊)，經過2個雷雨季節的考驗，線路未發生故障及掉閘事故。
3避雷器的選型及安裝維護
線路避雷器有2種類型，即帶串聯間隙和無串聯間隙2種，因運行方式不同和電站避雷器相比在結構設計上也有所區別。
線路避雷器安裝時應注意：(1)選擇多雷區且易遭雷擊的輸電線路桿塔，最好在兩側相臨桿塔上同時安裝；(2)垂直排列的線路可只裝上下2相；(3)安裝時盡量不使避雷器受力，並注意保持足夠的安全距離；(4)避雷器應順桿塔單獨敷設接地線，其截面不小於25mm2，盡量減小接地電阻的影響。
投運後進行必要的維護：(1)結合停電定期測量絕緣電阻，歷年結果不應明顯變化；(2)檢查並記錄計數器的動作情況；(3)對其緊固件進行擰緊，防止松動；(4)5a拆回，進行1次直流1mA及75參考電壓下泄漏電流測量。
四、 浪涌保護器設計原理、特性、運用范疇
 設計原理
在最常見的浪涌保護器中，都有一個稱為金屬氧化物變阻器（Metal Oxide Varistor，MOV）的元件，用來轉移多餘的電壓。如下圖所示，MOV將火線和地線連接在一起。
MOV由三部分組成：中間是一根金屬氧化物材料，由兩個半導體連接著電源和地線。
這些半導體具有隨著電壓變化而改變的可變電阻。當電壓低於某個特定值時，半導體中的電子運動將產生極高的電阻。反之，當電壓超過該特定值時，電子運動會發生變化，半導體電阻會大幅降低。如果電壓正常，MOV會閑在一旁。而當電壓過高時，MOV可以傳導大量電流，消除多餘的電壓。隨著多餘的電流經MOV轉移到地線，火線電壓會恢復正常，從而導致MOV的電阻再次迅速增大。按照這種方式，MOV僅轉移電涌電流，同時允許標准電流繼續為與浪涌保護器連接的設備供電。打個比方說，MOV的作用就類似一個壓敏閥門，只有在壓力過高時才會打開。
另一種常見的浪涌保護裝置是氣體放電管。這些氣體放電管的作用與MOV相同 ——它們將多餘的電流從火線轉移到地線，通過在兩根電線之間使用惰性氣體作為導體實現此功能。當電壓處於某一特定范圍時，該氣體的組成決定了它是不良導體。如果電壓出現浪涌並超過這一范圍，電流的強度將足以使氣體電離，從而使氣體放電管成為非常良好的導體。它會將電流傳導至地線，直到電壓恢復正常水平，隨後它又會變成不良導體。
這兩種方法都是採用並聯電路設計——多餘的電壓從標准電路流入另一個電路。有幾種浪涌保護器產品使用串聯電路設計抑制電涌——它們不是將多餘的電流分流到另一條線路，而是通過降低流過火線的電量。基本上說，這些抑制器在檢測到高電壓時會儲存電能，隨後再逐漸釋放它們。製造這種保護器的公司解釋說該方法可以提供更好的保護，因為它反應速度更快，並且不會向地線分流，但另一方面，這種分流可能會干擾建築物的電力系統。
抑制二極體：抑制二極體具有箝位限壓功能，它是工作在反向擊穿區，由於它具有箝位電壓低和動作響應快的優點，特別適合用作多級保護電路中的最末幾級保護元件。抑制二極體在擊穿區內的伏安特性可用下式表示：I=CUα，上式中α為非線性系數，對於齊納二極體α=7～9，在雪崩二極體α=5～7.
 抑制二極體的技術參數主要有 ：
（1）額定擊穿電壓，它是指在指定反向擊穿電流（常為lma）下的擊穿電壓，這於齊納二極體額定擊穿電壓一般在2.9V～4.7V范圍內，而雪崩二極體的額定擊穿電壓常在5.6V～200V范圍內。
（2）最大箝位電壓：它是指管子在通過規定波形的大電流時，其兩端出現的最高電壓。
（3）脈沖功率：它是指在規定的電流波形（如10/1000μs）下，管子兩端的最大箝位電壓與管子中電流等值之積。
（4）反向變位電壓：它是指管子在反向泄漏區，其兩端所能施加的最大電壓，在此電壓下管子不應擊穿。此反向變位電壓應明顯高於被保護電子系統的最高運行電壓峰值，也即不能在系統正常運行時處於弱導通狀態。
（5）最大泄漏電流：它是指在反向變位電壓作用下，管子中流過的最大反向電流。
（6）響應時間：10-11us
作為輔助元件，有些浪涌保護器還配有內置保險絲。保險絲是一種電阻器，當電流低於某個標准時，它的導電性能非常好。反之，當電流超過了可接受的標准，電阻產生的熱量會燒斷保險絲，從而切斷電路。如果MOV不能抑制電涌，過高的電流將燒斷保險絲，保護連接的設備。該保險絲只能使用一次，一旦燒斷就需要更換。
 SPD前端熔斷器應根據避雷器廠家的參數安裝。
如廠家沒有規定，一般選用原則：
根據（浪涌保護器的最大保險絲強度A）和（所接入配電線路最大供電電流B）來確定（開關或熔斷器的斷路電流C）。
確定方法：
當：B>A時 C小於等於A
當：B＝A時 C小於A或不安裝C
當：B<A時 C小於B或不安裝C
有些浪涌保護器具有線路調節系統，用於濾除「線路雜訊」，減小電流波動。這種基本浪涌保護器的系統結構非常簡單。火線通過環形扼流線圈接到電源板插座上。扼流線圈只是一個用磁性材料做成的環，外面纏繞著導線——基本的電磁鐵。火線中所流經電流的上下波動會給電磁鐵充電，使其發出電磁能量，從而消除電流的微小波動。這種「經過調節」的電流更加穩定，可使計算機（或其他電子設備）的供電電流更加平緩。
在電子設計中，浪涌主要指的是電源(只是主要指電源)剛開通的那一瞬息產生的強力脈沖,由於電路本身的非線性有可能有高於電源本身的脈沖;或者由於電源或電路中其它部分受到本身或外來尖脈沖干擾叫做浪涌。它很可能使電路在浪涌的一瞬間燒壞,如PN結電容擊穿,電阻燒斷等等。 而浪涌保護就是利用非線性元器件對高頻(浪涌)的敏感設計的保護電路,簡單而常用的是並聯大小電容和串聯電感。
 浪涌保護器（SPD）的分類
按工作原理分：
（1）開關型：其工作原理是當沒有瞬時過電壓時呈現為高阻抗，但一旦響應雷電瞬時過電壓時，其阻抗就突變為低值，允許雷電流通過。用作此類裝置時器件有：放電間隙、氣體放電管、閘流晶體管等。
（2）限壓型：其工作原理是當沒有瞬時過電壓時為高阻擾，但隨電涌電流和電壓的增加其阻抗會不斷減小，其電流電壓特性為強烈非線性。用作此類裝置的器件有：氧化鋅、壓敏電阻、抑制二極體、雪崩二極體等。
（3）分流型或扼流型
分流型：與被保護的設備並聯，對雷電脈沖呈現為低阻抗，而對正常工作頻率呈現為高阻抗。
扼流型：與被保護的設備串聯，對雷電脈沖呈現為高阻抗，而對正常的工作頻率呈現為低阻抗。 用作此類裝置的器件有：扼流線圈、高通濾波器、低通濾波器、1/4波長短路器等。
按用途分：
（1）電源保護器：交流電源保護器、直流電源保護器、開關電源保護器等。
（2）信號保護器：低頻信號保護器、高頻信號保護器、天饋保護器等。
 浪涌保護器及其應用
1、浪涌電壓
電路在遭雷擊和在接通、斷開電感負載或大型負載時常常會產生很高的操作過電壓，這種瞬時過電壓（或過電流）稱為浪涌電壓（或浪涌電流），是一種瞬變干擾：例如直流6V繼電器線圈斷開時會出現300V～600V的浪涌電壓；接通白熾燈時會出現8～10倍額定電流的浪涌電流；當接通大型容性負載如補償電容器組時，常會出現大的浪涌電流沖擊，使得電源電壓突然降低；當切斷空載變壓器時也會出現高達額定電壓8～10倍的操作過電壓。浪涌電壓現象日趨嚴重地危及自動化設備安全工作，消除浪涌雜訊干擾、防止浪涌損害一直是關繫到自動化設備安全可靠運行的核心問題。現代電子設備集成化程度在不斷提高，但是它們的抗禦浪涌電壓能力卻在下降。在多數情況下，浪涌電壓會損壞電路及其部件，其損壞程度與元器件的耐壓強度密切相關，並且與電路中可以轉換的能量相關。
為了避免浪涌電壓擊毀敏感的自動化設備，必須使出現這種浪涌電壓的導體在非常短的時間內同電位均衡系統短接（引入大地）。在其放電過程中，放電電流可以高達幾千安，與此同時，人們往往期待保護單元在放電電流很大時也能將輸出電壓限定在盡可能低的數值上。因此，空氣火花間隙、充氣式過電壓放電器、壓敏電阻、雪崩二極體、TVS（Transientvoltagesuppressor）、FLASHTRAB、VALETRAB、SOCKETTRAB、MAINTRAB等元器件，是單獨或以組合電路形式被應用到被保護電路中，因為每個元器件有其各自不同的特性，並且具有不同的性能：放電能力；響應特性；滅弧性能；限壓精度。根據不同的應用場合以及設備對浪涌電壓保護的要求，可根據各類產品的特性來組合出符合應用要求的過電壓保護系統。

2、浪涌電壓吸收器
浪涌雜訊常用浪涌吸收器進行抑制，常用的浪涌吸收器有：
（1）氧化鋅壓敏電阻
氧化鋅壓敏電阻是以氧化鋅為主體材料製成的壓敏電阻，其電壓非線性系數高，容量大、殘壓低、漏電流小、無續流、伏安特性對稱、電壓范圍寬、響應速度快、電壓溫度系數小，且具有工藝簡單、成本低廉等優點，是目前廣泛使用的浪涌電壓保護器件。適用於交流電源電壓的浪涌吸收、各種線圈、接點間浪涌電壓吸收及滅弧，三極體、晶閘管等電力電子器件的浪涌電壓保護。
（2）R、C、D組合浪涌吸收器
R、C、D組合浪涌吸收器比較適用於直流電路，可根據電路的特性對器件進行不同的組合，如圖1（a）適用於高電平直流控制系統，而圖1（b）中採用齊納穩壓管或雙向二極體，適用於正反向需要保護的電路。
圖1R、C、D浪涌保護器 (a)單向保護(b)雙向保護

圖2TVS電壓（電流）時間特性
（3）瞬態電壓抑制器（TVS）
當TVS兩極受到反向高能量沖擊時，它能以10－12s級的速度，將其兩極間的阻抗由高變低，吸收高達數kW的浪涌功率，使兩極的電位箝位於預定值，有效地保護自動化設備中的元器件免受浪涌脈沖的損害。TVS具有響應時間快、瞬態功率大、漏電流低、擊穿電壓偏差小、箝位電壓容易控制、體積小等優點，目前被廣泛應用於電子設備等領域。
①TVS的特性
其正向特性與普通二極體相同，反向特性為典型的PN結雪崩器件。圖2是TVS的電流－時間和電壓－時間曲線。在浪涌電壓的作用下，TVS兩極間的電壓由額定反向關斷電壓VWM上升到擊穿電壓Vbr而被擊穿。隨著擊穿電流的出現，流過TVS的電流將達到峰值脈沖電流IPP，同時在其兩端的電壓被箝位到預定的最大箝位電壓VC以下。其後，隨著脈沖電流按指數衰減，TVS兩極間的電壓也不斷下降，最後恢復到初態，這就是TVS抑制可能出現的浪涌脈沖功率，保護電子元器件的過程。
②TVS與壓敏電阻的比較
目前，國內不少需要進行浪涌保護的設備上應用壓敏電阻較為普遍，TVS與壓敏電阻性能比較如表1所示：
表1TVS與壓敏電阻的比較
參數 TVS 壓敏電阻
反應速度 10－12s 50×10－9s
是否老化 否 是
最高使用溫度 175℃ 115℃
器件極性 單雙極性 單極性
反向漏電流 5μA 200μA
箝位因子VC/Vbr 不大於15 最大7～8
封閉性質 密封 透氣
價格 較貴 便宜
3、綜合浪涌保護系統組合
3.1三級保護
自動控制系統所需的浪涌保護應在系統設計中進行綜合考慮，針對自動控制裝置的特性，應用於該系統的浪涌保護器基本上可以分為三級，對於自動控制系統的供電設備來說，需要雷擊電流放電器、過壓放電器以及終端設備保護器。數據通信和測控技術的介面電路，比各終端的供電系統電路顯然要靈敏得多，所以必須對數據介面電路進行細保護。
自動化裝置的供電設備的第一級保護採用的是雷擊電流放電器，它們不是安裝在建築物的進口處，就是在總配電箱里。為保證後續設備不承受太高的殘壓，必須根據被保護范圍的性質，在下級配電設施中安裝過電壓放電器，作為二級保護措施。第三級保護是為了保護儀器設備，採取的方法是，把過電壓放電器直接安裝在儀器的前端。自動控制系統三級保護布置如圖3所示。在不同等級的放電器之間，必須遵守導線的最小長度規定。供電系統中雷擊電流放電器與過壓放電器之間的距離不得小於10m，過壓放電器同儀器設備保護裝置之間的導線距離則不應小於5m（即一級SPD與二級SPD連接線路間距至少10米，二級SPD與三級SPD連接線路間距至少5米）。
3.2三級保護器件
（1）充有惰性氣體的過電壓放電器是自動控制系統中應用較廣泛的一級浪涌保護器件。充有惰性氣體過電壓放電器，一般構造的這類放電器可以排放20kA（8/20μs）或者2.5kA（10/350μs）以內的瞬變電流。氣體放電器的響應時間處於ns范圍，被廣泛地應用於遠程通信范疇。該器件的一個缺點是它的觸發特性與時間相關，其上升時間的瞬變數同觸發特性曲線在幾乎與時間軸平行的范圍里相交。因此保護電平將同氣體放電器額定電壓相近。而特別快的瞬變數將同觸發曲線在十倍於氣體放電器額定電壓的工作點相交，也就是說，如果某個氣體放電器的最小額定電壓90V，那麼線路中的殘壓可高達900V。它的另一個缺點是可能會產生後續電流。在氣體放電器被觸發的情況下，尤其是在阻抗低、電壓超過24V的電路中會出現下列情況：即原來希望維持幾個ms的短路狀態，會因為該氣體放電器繼續保持下去，由此引起的後果可能是該放電器在幾分之一秒的時間內爆碎。所以在應用氣體放電器的過電壓保護電路中應該串聯一個熔斷器，使得這種電路中的電流很快地被中斷。

圖3放電器分布圖
（2）壓敏電阻被廣泛作為系統中的二級保護器件，因壓敏電阻在ns時間范圍內具有更快的響應時間，不會產生後續電流的問題。在測控設備的保護電路中，壓敏電阻可用於放電電流為2.5kA～5kA（8/20μs）的中級保護裝置。壓敏電阻的缺點是老化和較高的電容問題，老化是指壓敏電阻中二極體的PN部分，在通常過載情況下，PN結會造成短路，其漏電流將因此而增大，其值的大小取決於承載的頻繁程度。其應用於靈敏的測量電路中將造成測量失真，並且器件易發熱。壓敏電阻大電容問題使它在許多場合不能應用於高頻信息傳輸線路，這些電容將同導線的電感一起形成低通環節，從而對信號產生嚴重的阻尼作用。不過，在30kHz以下的頻率范圍內，這一阻尼作用是可以忽略的。
（3）抑制二極體一般用於高靈敏的電子電路，其響應時間可達ps級，而器件的限壓值可達額定電壓的1.8倍。其主要缺點是電流負荷能力很弱、電容相對較高，器件自身的電容隨著器件額定電壓變化，即器件額定電壓越低，電容則越大，這個電容也會同相連的導線中的電感構成低通環節，而對數據傳輸產生阻尼作用，阻尼程度與電路中的信號頻率相關。
五、 參考依據與文獻
1. IEC61643-12：2002 電涌保護器(SPD)第12部分：連接於低壓電力系統的電涌保護器——選型和應用原則。
2. IEC61643-1:1998，IDT ：低壓配電系統的電涌保護器（SPD）第一部分：性能要求和試驗方法
3.建築物防雷設計規范（GB50057-94）工程建設標准局部修訂公告 第24號
4.中國氣象局第3號令《防雷減災管理辦法》
北京德曼尼機電技術有限公司 總工程師 曹 原撰

『叄』 避雷針接在電線線路的危險

雷電的反擊現象通常指遭受直擊雷的金屬體（包括接閃器、接地引下線和接地體），在接閃瞬間與大地間存在著很高的電壓，這電壓對與大地連接的其他金屬物品發生放電（又叫閃絡）的現象叫反擊。此外，當雷擊到樹上時，樹木上的高電壓與它附近的房屋、金屬物品之間也會發生反擊。要消除反擊現象，通常採取兩種措施：一是作等電位連接，用金屬導體將兩個金屬導體連接起來，使其接閃時電位相等；二是兩者之間保持一定的距離。

綜合防雷電反擊的措施
現代防雷保護包括外部防雷保護(建築物或設施的直擊雷防護)和內部防雷保護(雷電電磁脈沖的防護)兩部份，外部防雷系統主要是為了保護建築物免受直接雷擊引起火災事故及人身安全事故，而內部防雷系統則是防止雷電波侵入、雷擊感應過電壓以及系統操作過電壓侵入設備造成的毀壞，這是外部防雷系統無法保證的。
防雷是一個很復雜的問題，不可能依靠一、二種先進的防雷設備和防雷措施就能完全消除雷擊過電壓和感應過電壓的影響，必須針對雷害入侵途徑，對各類可能產生雷擊的因素進行排除，採用綜合防治——接閃、均壓、屏蔽、接地、分流（保護），才能將雷害減少到最低限度。

1、接 閃
接閃裝置就是我們常說的避雷針、避雷帶、避雷線或避雷網，接閃就是讓在一定程度范圍內出現的閃電放電不能任意地選擇放電通道，而只能按照人們事先設計的防雷系統的規定通道，將雷電能量泄放到大地中去。

2、均 壓
接閃裝置在接閃雷電時，引下線立即產生高電位，會對防雷系統周圍的尚處於地電位的導體產生旁側閃絡，並使其電位升高，進而對人員和設備構成危害。為了減少這種閃絡危險，最簡單的辦法是採用均壓環，將處於地電位的導體等電位連接起來，一直到接地裝置。室內的金屬設施、電氣裝置和電子設備，如果其與防雷系統的導體，特別是接閃裝置的距離達不到規定的安全要求時，則應該用較粗的導線把它們與防雷系統進行等電位連接。這樣在閃電電流通過時，室內的所有設施立即形成一個「等電位島」，保證導電部件之間不產生有害的電位差，不發生旁側閃絡放電。完善的等電位連接還可以防止閃電電流入地造成的地電位升高所產生的反擊。

為了徹底消除雷電引起的毀壞性的電位差，就特別需要實行等電位連接，電源線、信號線、金屬管道等都要通過過壓保護器進行等電位連接，各個內層保護區的界面處同樣要依此進行局部等電位連接，並最後與等電位連接母排相連。

3、屏 蔽
屏蔽就是利用金屬網、箔、殼或管子等導體把需要保護的對象包圍起來，使雷電電磁脈沖波入侵的通道全部截斷。所有的屏蔽套、殼等均需要接地。
屏蔽是防止雷電電磁脈沖輻射對電子設備影響的最有效方法。

4、接 地
接地就是讓已經內入防雷系統的閃電電流順利地流入大地，而不能讓雷電能量集中在防雷系統的某處對被保護物體產生破壞作用，良好的接地才能有效地泄放雷電能量，降低引下線上的電壓，避免發生反擊。

過去有些規范要求電子設備單獨接地，目的是防止電網中雜散電流或暫態電流干擾設備的正常工作。90年代以前，部隊的通信導航裝備以電子管器件為主，採用模擬通信方式，模擬通信對干擾特別敏感，為了抗干擾，所以都採取電源與通信接地分開的辦法。現在，防雷工程領域不提倡單獨接地。在IEC標准和ITU相關標准中都不提倡單獨接地，美國標准IEEEStd1100-1992更尖銳地指出：不建議採用任何一種所謂分開的、獨立的、計算機的、電子的或其它這類不正確的大地接地體作為設備接地導體的一個連接點。防雷接地是防雷系統中最基礎的環節，也是防雷安裝驗收規范中最基本的安全要求。接地不好，所有防雷措施的防雷效果都不能發揮出來。

5、分流（保護）
這是現代防雷技術迅猛發展的重點，是保護各種電子設備或電氣系統的關鍵措施。
所謂分流就是在一切從室外來的導體（包括電力電源線、數據線、電話線或天饋線等信號線）與防雷接地裝置或接地線之間並聯一種適當的避雷器SPD，當直擊雷或雷擊效應在線路上產生的過電壓波沿這些導線進入室內或設備時，避雷器的電阻突然降到低值，近於短路狀態，雷電電流就由此處分流入地了。雷電流在分流之後，仍會有少部份沿導線進入設備，這對於一些不耐高壓的微電子設備來說是很危險的，所以對於這類設備在導線進入機殼前，應進行多級分流（即不少於三級防雷保護）。
現在避雷器的研究與發展，也超出了分流的范圍。有些避雷器可直接串聯在信號線或天線的饋線上，它們能讓有用信號順暢通過，而對雷電過壓波進行阻隔。
採用分流這一防雷措施時，應特別注意避雷器性能參數的選擇，因為附加設施的安裝或多或少地會影響系統的性能。比如信號避雷器的接入應不影響系統的傳輸速率；天饋避雷器在通帶內的損耗要盡量小；若使用在定向設備上，不能導致定位誤差。

6、躲 避
在建築物基建選址時，就應該躲開多雷區或易遭雷擊的地點，以免日後增大防雷工程的開支和費用。
當雷電發生時，關閉設備，拔掉電源插頭。

網路機房防雷設計方案2007-05-01 07:07 目前，隨著計算機和網路通信技術的高速發展，計算機網路系統對雷擊的防護要求越來越高，由於對雷擊的防護措施不力或存在認識上的偏差，往往起不到應有的防護效果，機房遭受到雷擊頻繁發生。特別是在雷雨季節，計算機網路系統的一些電子電氣設備受到雷擊的干擾，有些遭雷擊而燒毀，造成直接經濟損失。計算機網路系統的防雷防護要引起足夠重視，做到有備無患，對防雷設施進行整改，做好整體防護措施，才能更好地維護機房的安全運行。

二、解決方案

1.1 建築物直擊雷防護

按照國家標准 GB 50057-94 《建築物防雷設計規范》的要求，重要計算機網路系統機房所在大樓為第二類或第三類防雷建築物，一般都按要求建設有防雷設施，如大樓天面的避雷網 ( 帶 ) 、避雷針或混合組成的接閃器等，這些接閃器通過大樓立柱基礎的主鋼筋，將強大的雷電流引入大地，形成較好的建築物防雷設施。計算機系統設置在建築物內，受建築物防雷系統保護，直擊雷直接擊中計算機網路系統的可能性就非常小，因此通常不必再安裝防護直擊雷的設備。

1.2 計算機網路系統感應雷防護

感應雷由靜電感應產生，也可由電磁感應產生，形成感應雷電壓的機率很高，對建築物內的低壓電子設備造成較大的威脅，計算機網路系統的防雷工作重點是防止感應雷入侵。入侵計算機系統的雷電過電壓過電流主要有以下三個途徑：

(1) 由交流電源供電線路入侵

計算機系統的電源由室外架空電力線路輸入室內，架空電力線路可能遭受直擊雷和感應雷；直擊雷擊中高壓電力線路，經過變壓器耦合到 380V 低壓側，入侵計算機供電設備；另外低壓線路也可能被直擊雷擊中或感應出雷電過電壓。在 220V 電源線上出現的雷電過電壓平均可達 10000V ，對計算機網路系統可造成毀滅性打擊。

(2) 由計算機通信線路入侵

由計算機通信線路入侵分為三種情況。

情況一：當地面突出物遭直擊雷打擊時，強雷電壓將鄰近土壤擊穿，雷電流直接入侵到電纜外皮，進而擊穿外皮，使高壓入侵線路。

情況二：雷雲對地面放電時，在線路上感應出上千伏的過電壓，擊壞與線路相連的電氣設備，通過設備連線侵入通信線路。這種入侵沿通信線路傳播，涉及面廣，危害范圍大。
情況三：若通過一條多芯電纜連接不同來源的導線或者多條電纜平行鋪設時，當某一導線被雷電擊中時，會在相鄰的導線感應出過電壓，擊壞低壓電子設備。

(3) 地電位反擊電壓通過接地體入侵

雷擊時強大的雷電流經過引下線和接地體泄入大地，在接地體附近放射型的電位分布，若有連接電子設備的其它接地體靠近時，即產生高壓地電位反擊，入侵電壓可高達數萬伏。建築物防直擊雷的避雷引入了強大的雷電流通過引下線入地，在附近空間產生強大的電磁場變化，會在相鄰的導線（包括電源線和信號線）上感應出雷電過電壓，因此建築物避雷系統不但不能保護計算機系統，反而可能引入了雷電流。計算機網路系統等設備的集成電路晶元耐壓能力很弱，通常在 100V 以下，因此必須建立多層次的計算機防雷保護系統，層層防護，確保計算機網路系統的安全。

2. 解決方案

（ 1 ）對於雷電磁場的影響，主要是直擊雷擊中機房大樓時，雷電流在建築物的內部分布直接影響到計算機網路系統設備，特別是對電磁干擾敏感的計算機及網路通信終端設備。合理選擇機房的位置及機房內設備的合理布局可有效的減少雷害。

（ 2 ）在供電系統及計算機網路終端設備的介面處安裝電涌保護器 SPD ，並對出入機房纜線採取屏蔽、接地，實現等電位連接等措施，可有效減少雷擊過電壓對計算機網路系統設備的侵害。
（ 3 ）機房採用聯合接地可有效的解決地電位升高的影響，合格的地網是有效防雷的關鍵。機房的聯合地網通常由機房建築物基礎（含地樁）、環形接地（體）裝置、工作（電力變壓器）地網等組成。對於敏感的數據通訊設備的防雷，接地系統的良好與否，直接關繫到防雷的效果和質量。如果地網不合要求，應改善地網條件，適當擴大地網面積和改善地網結構，使雷電流盡快地泄放，縮短雷電流引起的高過電壓的保持時間，以達到防雷要求。

三、實例

1. 基本情況
某公司機房，在公司所在大樓三樓，大樓已有避雷針、避雷帶等外部防雷設施；計算機網路系統的供電系統由市電三相低壓電源供電，機房供電電源由配電室配電櫃直供大樓配電箱，由大樓配電箱至機房配電箱供給 UPS 電源設備；機房計算機網路通信線進出採用 UTP 雙絞線纜，通訊專線的線路採用語音電纜線，衛星饋線採用 BNC 介面同軸電纜；機房接地利用建築接地網。

2. 方案設計
機房所在大樓已有避雷針、避雷帶等外部防雷設施，不再作外部防雷補充設計。計算機網路系統雷擊電磁脈沖防護按 A 類要求設計，供電系統採取 3~4 級電涌保護器（ SPD ）（以下簡稱避雷器）進行保護。網路通信系統採取精細保護，對於進出保護區的電纜、電線在進入保護區時適當安裝信號介面電涌保護器（ SPD ）。機房實行聯合接地，建立合格的接地系統，對進出保護區界面的管、線、槽實行等電位連接。有效地將雷電過電壓降低到設備能夠承受的水平。設計內容主要包括：
(1) 機房設備瞬態過電壓保護的設計；
(2) 機房等電位連接的設計；
(3) 接地網製作設計。

3. 機房電源設備瞬態過電壓保護
計算機網路機房作為一個欲保護的區域，從 EMC （電磁兼容）的觀點來看，由外到內可分為幾級保護區。建築物大樓外部是直接雷的區域，在這個區域內的設備最容易遭受損害，危險性最高，是暴露區，為 0 區；建築物內部到機房所處的位置為非暴露區 , 可將其分為 1 區、 2 區，越往內部，危險程度越低。電源線路是雷電過電壓侵入的主要途徑之一。從總配電室變壓器低壓輸出端到機房設備端，必須實行分級保護，將雷電過電壓降低到設備能夠承受的水平。
3.1 電源避雷器的配置
(1) 總低壓配電室的總配電櫃電源輸出端配置三相箱式電源避雷器 1 台，作為第一級防雷保護。標稱放電電流選用 50 ～ 100kA ，預防直擊雷。
(2) 網路設備所在建築樓層總配電箱電源引入端配置箱式電源避雷器，作為第二級防雷保護。配置三相箱式避雷器，標稱放電電流選用 40kA ，預防感應雷擊或操作過電壓。
(3) 網路設備機房配電箱電源引入端配置電源避雷器，作為第三級防雷保護。配置單相箱式避雷器，標稱放電電流選用 20kA ，預防感應雷擊或操作過電壓。
(4) 重要網路機櫃或設備端採用模塊式電源避雷器，作為第四級防雷保護。標稱放電電流選用 5kA ，預防感應雷擊或操作過電壓。
3.2 數據（信號）通信介面避雷器的配置
根據通信設備的具體情況，主要考慮由室外引入的數據（語音）或視頻信號線路的防雷保護。避雷器主要串接在線路的兩端設備的介面處。
(1) 伺服器 100M 輸入埠處安裝單口 RJ45 埠信號避雷器，以保護伺服器。
(2)24 口網路交換機串聯 24 口的 RJ45 埠信號避雷器，避免因雷擊感應或電磁場干擾沿雙絞線竄入而毀壞設備。
(3) 在 DDN 專線接收設備上安裝單口 RJ11 埠信號避雷器，保護 DDN 專線上的設備。
(4) 在衛星接收設備前端安裝同軸埠天饋線避雷器，以保護接收設備。
4. 等電位連接設計
在機房做一個接地總匯流排，使交流工作接地、安全保護接地、直流工作接地、防雷接地等四種接地共用一組接地裝置。機房接地匯流排盡量安裝在防靜電地板下隱蔽處。將所有進入大樓的通信電纜及線纜用金屬管道進行屏蔽，並將所有的金屬管道（包括水管、煤氣管及各種屏蔽管道）在進入大樓之前，就近接地。採用聯合接地網，目的是消除各地網之間的電位差，保證設備不因雷電的反擊而損壞。
5. 接地網製作設計
接地是避雷技術非常重要的環節之一，無論是直擊雷或感應雷，最終都是把雷電流引入大地。因此，對於敏感的數據（信號）通信設備而言，沒有合理而良好的接地系統是不能可靠避雷的。因此，對接地電阻 >1Ω 的大樓地網，需按照規范要求整改，以提高機房接地系統的可靠性。根據具體情況，通過沿機房大樓建立不同形式的接地網（包括水平接地體、垂直接地體）來擴大接地網的有效面積和改善地網的結構。

基本要求如下：
（ 1 ）在大樓周圍做接地網，用較少的材料和較低的安裝成本，完成最有效的接地裝置；
（ 1 ）接地電阻值要求 R ＜ 1Ω ；
（ 2 ）接地體應離機房所在主建築物 3~5m 左右設置；
（ 3 ）水平和垂直接地體應埋入地下 0.8m 左右，垂直接地體長 2.5m ，每隔 3~5m 設置一個垂直接地體；
（ 4 ）垂直接地體採用 50×50×5mm 的熱鍍鋅角鋼，水平接地體則選 50×5mm 的熱鍍鋅扁鋼；
（ 5 ）在地網焊接時，焊接面積應 ≥6 倍接觸點，且焊點做防腐蝕防銹處理；
（ 6 ）各地網應在地面下 0.6~0.8m 處與多根建築立柱鋼筋焊接，並作防腐蝕、防銹處理；
（ 7 ）土壤導電性能差時採用敷設降阻劑法，使接地電阻 ≤1Ω ；
（ 8 ）回填土必須是導電狀態較好的新粘土；
（ 9 ）與大樓基礎地網多點焊接，並預留接地測試點。

以上是一種傳統的廉價實用的接地方式，根據實際情況，接地網材料也可以選用新型技術接地裝置，如免維護電解離子接地系統、低電阻接地模塊、長效銅包鋼接地棒等等。

四、結束語
計算機網路系統對雷電過壓的防護要求比較高，對計算機網路系統進行防雷設計時，應根據機房所在的地理環境進行綜合考慮，經過合理的雷電風險分析，針對雷害入侵機房設備的主要來源，進行整體防護，並根據現有的一些成熟的防雷技術經驗，採取經濟有效的防護措施，保障計算機網路系統設備的安全穩定運行。

希望對您有所幫助,呵呵

『肆』 為什麼有的避雷針成了引雷針

避雷針其實就是引雷針，它是通過將雷電引入地下而避免建築物受損的。因此，所謂避雷這一稱謂並不準確。如果避雷針設計效果不佳，比如接地不良，反而會因為其對雷電的吸引作用而給建築物帶來滅頂之災。

『伍』 避雷器和避雷針的區別是什麼

避雷器與避雷針的區別
避雷針：避雷針實際是引雷針，一般避雷針比所有的被保護物體高，避雷針的頂部為金屬尖端，底部與接地網作良好連接，接地電阻一般在10歐姆以下。在雷雨天氣，由於頂部尖端對電場的強烈畸變作用，吸引附近雷雲對避雷針尖端放電，通過良好的接地中和雷雲電荷，從而保護其它物體免遭雷擊。
避雷器：避雷器實際上是一種非線性極好的電阻，在高電壓下電阻很小，在低電壓下電阻很高，作用類似於穩壓二極體。目前避雷器一般為氧化鋅避雷器，主要元件為氧化鋅閥片。避雷器在電力系統中與被保護設備並聯，正常時泄漏電流很小，不影響系統運行。當系統有過電壓時（即超過正常運行電壓的高電壓），避雷器即呈現低電阻泄放能量，同時限制系統電壓的幅值，確保電氣設備的絕緣不被擊穿。
避雷針——直接接地。利用電荷尖端放電現象不讓雷擊發生。避雷針和被保護物體是分開的，可以保護比較集中的重要物體。
避雷器——間接接地。利用過電壓放電現象讓雷擊電壓通過避雷器進入大地。避雷器和被保護物體是連接的，可以保護帶電物體，如輸電線路。在正常狀態下避雷器內部是不導電的，遇到雷擊的時候，它是導電的。

『陸』 請教家用電路如何防雷

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家用電器如何防雷
雷電對人類的危害一般分為直擊雷、雷電波侵入和感應雷擊。直擊雷不難理版解，一般人都知權道。而後兩種卻需要解釋一下。雷電波侵入是指雷電產生的雷電波沿著管線侵入屋內，危及人身安全或損壞設備。感應雷擊是指雷電放電時，在附近導體上產生的靜電感應和電磁感應，它可以使金屬部件之間產生火花而損害設備。
影響家用電器安全的主要原因是感應雷的侵入。所以，遇到雷雨天氣時，首先應關好門窗，避免雷電進屋；盡量不用電器，最好拔掉電源插頭。條件允許的，可選擇在電視信號線上安裝防雷裝置。在有條件的情況下，應在電源入戶處安裝電源避雷器，並在有線電視天線、電話機、傳真機、電腦MODEN數據機入口處、衛星電視電纜介面處安裝避雷器。
家電防雷的常識：首先，建築物應按防雷規范設防直擊雷；其次，進入住宅的電源線、電話線、電視天線應屏蔽接地引入，雷雨天要拔掉各種插頭；第三，家用電器在安裝時應與建築物外牆保持一定距離；第四，在相應的線路上安裝家用電器過電保護器。
對一般家庭而言應安裝3個避雷器：單相電源避雷器安裝在供電線路入戶電源開關處；電視機饋線避雷器安裝在電

『柒』 電路板如何防雷

電路板的名稱有：線路板，PCB板，鋁基板，高頻板，厚銅板，阻抗板，PCB，超薄線路板，超薄電迴路答板，印刷（銅刻蝕技術）電路板等。電路板使電路迷你化、直觀化，對於固定電路的批量生產和優化用電器布局起重要作用。電路板可稱為印刷線路板或印刷電路板，英文名稱為（Printed Circuit Board）PCB。
電路板防雷可以採用防雷技術：
電路板防雷技術是採用金屬氧化物壓敏電阻的壓敏電壓進行防雷的，當雷擊電壓進入瞬間，壓敏電阻（大於420V開始動作）導通，將雷電短路到地（必須接地良好），把雷電泄放掉，達到防雷效果。

『捌』 高壓輸電路中避雷針的材料

主要有銅的和鐵的兩種，鐵的要鍍鋅才能用。

『玖』 如何在輸電線路桿塔上加裝可控避雷針

在塔頂的底部加裝塊板（一般焊接），在板上加工4個孔與可控放電避雷針的底部的4個孔的參數一致，然後通過螺栓將可控放電避雷針與加工再塔頂上的板連接就可。

安裝示意如下圖：

可控放電避雷針安裝現場圖

『拾』 電路設計中如何防雷

防雷電路的設計應注意以下幾點：
1、 防雷電路的輸出殘壓值必須比被防護電路自身能夠耐受的過電壓峰值低，並有一定裕量。
2、 防雷電路應有足夠的沖擊通流能力和響應速度。
3、 信號防雷電路應滿足相應介面信號傳輸速率及帶寬的需求，且介面與被保護設備兼容。
4、 信號防雷電路要考慮阻抗匹配的問題。
5、 信號防雷電路的插損應滿足通信系統的要求。