电路防雷设计

A. 请教家用电路如何防雷

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家用电器如何防雷
雷电对人类的危害一般分为直击雷、雷电波侵入和感应雷击。直击雷不难理版解，一般人都知权道。而后两种却需要解释一下。雷电波侵入是指雷电产生的雷电波沿着管线侵入屋内，危及人身安全或损坏设备。感应雷击是指雷电放电时，在附近导体上产生的静电感应和电磁感应，它可以使金属部件之间产生火花而损害设备。
影响家用电器安全的主要原因是感应雷的侵入。所以，遇到雷雨天气时，首先应关好门窗，避免雷电进屋；尽量不用电器，最好拔掉电源插头。条件允许的，可选择在电视信号线上安装防雷装置。在有条件的情况下，应在电源入户处安装电源避雷器，并在有线电视天线、电话机、传真机、电脑MODEN调制解调器入口处、卫星电视电缆接口处安装避雷器。
家电防雷的常识：首先，建筑物应按防雷规范设防直击雷；其次，进入住宅的电源线、电话线、电视天线应屏蔽接地引入，雷雨天要拔掉各种插头；第三，家用电器在安装时应与建筑物外墙保持一定距离；第四，在相应的线路上安装家用电器过电保护器。
对一般家庭而言应安装3个避雷器：单相电源避雷器安装在供电线路入户电源开关处；电视机馈线避雷器安装在电

B. 电气设备防雷的相关措施有哪些

一般来说，雷击容易发生在土壤电阻率小和土壤电阻率变化明显的地方。有金属矿床的地区、河床、地下水出口处、山坡与稻田接壤处、山坡和山脚下、河边、湖边、海边、低洼地区和地下水位高的地方，都是容易遭受雷击的地方。一些孤立的铁塔、烟囱等高大建筑物以及树木，也容易遭受雷击。
为防止雷击，应考虑以下措施。
（1）架设避雷线。
（2）提高线路本身的绝缘水平。
（3）利用三角形排列的顶线兼做防雷保护线。
（4）加强对绝缘薄弱点的保护。
（5）采用自动重合闸装置。
（6）绝缘子铁脚接地。
（7）防直击雷
装设避雷针以保护整个变配电站建筑物免遭直击雷。
（8）进线防雷保护
在进线1～2km段内装设避雷线，使该段线路免遭直接雷击，以免雷电压沿线路侵入变电站内损坏设备。
（9）配电装置防雷保护
为防止雷电冲击波沿高压线路侵入变电站，对电力变压器造成危害，在变配电站每段母线上装设一组阀型避雷器，并应尽量靠近变压器。
（10）高压电动机的防雷保护
采用性能较好的专用于保护旋转电动机的FCD型磁吹阀型避雷器或采用具有串联间隙的金属氧化物避雷器，并尽可能靠近电动机安装。
（11）存放爆炸物或易燃物的建筑装设独立避雷针或架空避雷线，使被保护的建筑物及风帽、放散管等突出屋面的物体均处于接闪器的保护范围内。
（12）对非金属屋面应敷设避雷网，室内一切金属管道和设备，均应良好接地并且不得有开口环路，以防止感应过电压。
（13）低压线路采用全电缆直接埋地敷设；架空线路采用电缆入户，电缆金属外皮与电气设备接地相连；对低压架空进出线，在进出处装设避雷器。架空金属管道、埋地或地沟内的金属管道，在进出建筑物处，应与防雷接地装置相连。
（14）有雷电时应尽量留在室内，并关好门窗；在室外工作的人员应躲入建筑物内。
（15）有雷电时切勿接触天线、水管、铁丝网、金属门窗、建筑物外墙，远离电线等带电设备或其他类似金属装置。
（16）有雷电时尽量不使用电话和手提电话。
（17）有雷电时切勿站立于山顶、楼顶上或其他接近导电性高的物体。

C. 弱电信号线怎么做防雷

弱电信号线做防雷

弱电信号线包括很多种，通常泛指铜缆的有

电信的、网络的、闭路电视（非同轴，铜缆泛指网线）、闭路监控、工控等

每种系统都有相应的技术考虑，因此，防雷设计应着重考虑的以下几大方面：

1. 首先，所有铜缆进入建筑物和屋宇必须有接地的等电位端子，其等电位端子的接地电阻最好是少于1欧，民用老建筑也希望能够低于4欧。

2. 在无法保证接地良好的情况下，记住关键的那句话，等电位比地阻更加重要；

3. 在具备等电位接地端子的状态下，铜缆进入时最好具备接线跳线箱，跳线箱含避雷子，这是百年的工程经验，值得珍视。

4. 弱电电源取自供配电，供配电的三级防雷无论完备如何，弱电电源箱必须具备防雷器

5. 各种不同的系统，当有铜缆延伸出建筑物，必须加装相应的避雷器；

6. 弱电避雷器有条件也要按照三级防雷设置，例如电话（电信802.11）配、跳线箱设2级，室内弱线箱就设为3级；

7. 室内弱线配线箱按照设备的不同，防雷子的参数配置也不同，例如：电话110v，路由器则钳位在6-12v（视其信号电压），同样，工控的24v，36v，对讲机的6v，报警的12v，消防的探头24v等等。

8. 数字网络的取决除了信号电平还要考虑带宽，很多时候弱电的组合防雷器为了满足防雷效果加入了电阻电感扼流却导致带宽急速下降。

9. 以上是设计考虑的大体原则。按照投资不同的而采用不同的灵活方式，例如入屋宇的配线箱现在没几家电信做了，情愿免费更换雷击路由器也要简化施工费用，看看胡同里弄街道横跨乱飞的电话线就明白其中之一二。

10. 很多人以为防雷就是加几个防雷器，就像起房子树立几根立柱就可以安枕无忧的一样。业余的也要读几本书才能向发烧迈进呢。
    

D. 电源防雷器的设计原理

针对市场上出现了各种各样的防雷器,质量参差不齐,有一些甚至闻所未问(如:不用接地的避雷器,到为止,都弄不明白它的工作原理),因此,通过介绍避雷器的工作原理及组成,对客户甄别真假、优劣,有所帮助。
防雷器元件从响应特性看,有软硬两种。属于硬响应特性的放电元件有火花间隙(基于斩弧技术的角型火花隙和同轴放电火花隙)和气体放电管,属于软响应特性的放电元件有金属氧化物压敏电阻和瞬态抑制二极管。这些元件的区别在于放电能力、响应特性和残压,避雷器就是利用它们不同的优缺点,扬长避短,组合成各种避雷器,保护电路。
一、火花间隙(Arc chopping)
1、放电间隙:原理是两个如牛角现状的电极,距离很短,用绝缘材料分开,当两个电极间的电场强度达到击穿强度时,电极之间形成电流通路。当雷电波来到的时候首先在间隙处击穿,使间隙的空气电离,形成短路,雷电流通过间隙流入大地,而此时间隙两端的电压很低,从而达到保护线路的目的。电场强度低于击穿间隙时,放电间隙型避雷器-又恢复绝缘状态。常用于高压线路的避雷防护中。在低压系统,常用于电源的前级保护。
火花间隙型避雷器产品的优劣,在于制成电极的材料、间隙距离及绝缘材料。
优点:具有很强放电能力、通流量大,10/350μs脉冲波形能够疏导50KA的脉冲电流,用于8/20μs脉冲电流,可以大于100KA,很高的绝缘电阻以及很小的寄生电容,漏电流小。对正常工作的设备不会带来任何有害影响。
缺点:残压高(2.5~3.5KV),反应时间长(≦100ns),动作电压精度较低,有工频续流,因此在保护电路中应串联一个熔断器,使得工频续流迅速被切断。
注:由于两只放电管分别装在一个回路的两根导线上,有时会不同时放电,使两导线之间出现电位差,为了使两根导线上的放电管能接近统一时间放电,减少两线之间的电位差,又研制了三级放电管。可以看作是由两只二级放电管合并在一起构成的。三级放电管中间的一级作为公共地线,另两级分别接在回路的两条导线上。
2、气体放电管(Gas discharge tube,GDT):是一种陶瓷或玻璃封装,管内再充以一定压力的惰性气体(如氩气),开关型的保护元件,有二电极和三电极两种结构。当电场强度达到击穿惰性气体强度时,就引起间隙放电,从而限制极间的电压。8/20μs脉冲电流能够疏导10KA。放电电压不稳定,当电压大于12V、电流电压100mA时,会产生后续电流。通常用于测量、控制、调节技术电路和电子数据处理传输电路中。
二、金属氧化物压敏电阻(Metal oxide varistor,MOV):
以氧化锌为主要成分的金属氧化物半导体非线性电阻,当加在电阻两端的电压小于压敏电压时,压敏电阻呈高阻状态,如果并联在电路上,该阀片呈断路状态;当加在压敏电阻两端的电压大于压敏电压时,压敏电阻就会击穿,呈现低阻值,甚至接近短路状态。压敏电阻这种被击穿状态是可以恢复的,当高于压敏电压的电压被撤销以后,它又恢复高阻状态。当电力线被雷击时,雷电波的高电压使压敏电阻击穿,雷电流通过压敏电阻流入大地,使电力线上的类电压被钳制在安全范围内。
氧化锌压敏电阻避雷器,市场上流通很多,我国在20世纪80年代末才大批生产,被认为目前最新型、技术最先进,会做专题详细介绍。我国的输电线路的避雷器,都采用氧化锌避雷器。
优点:开关电压范围宽:6V~1.5KV,反应速度快(25ns),残压低(可以达到终端设备的安全工作电压),通流量大(2KA/cm2),无续流,寿命长。
缺点:容易老化,动作几次后,漏电流会增大,从而导致压敏电阻过热,最终导致老化失效。
电容较大,许多情况下不在高频、超高频系统中使用。该电容又与导线电容构成一个低通。该低通会造成信号的严重衰减。但在频率低于30KHZ时,这种衰减可以忽略。
三、瞬态抑制式二极管(Transient voltage suppressor,TVS):
1、二极放电管:有两种形式:一是齐纳型(为单向雪崩击穿),二是双向的硅压敏电阻。性能类似开关二极管等。在规定的反向电压作用下,两端电压大于门限电压时,其工作阻抗能立即降至很低的水平以允许大电流通过,并将两端电压钳制在很低的水平,从而有效地保护末端电子产品中的精密元件避免损坏。双向TVS可在正反两个方向吸收瞬时大脉动功率,并把电压钳制在预定水平。适用于交流电路。
优点:动作时间极快,达到皮秒级。限制电压低,击穿电压低,应用于各种电子领域。
缺点:电流负荷量小,电容相当高,一般在20pF以下,陶瓷放电管能够做到3~5pF。
电子信息系统所需的浪涌保护系统一般采用两级或三级组成。采用气体放电管、压敏电阻和抑制二极管,并利用各种浪涌抑制器的特点,实现可靠保护。气体放电管一般放在线路输入端作为一级浪涌保护器件,承受大的浪涌电流,属于泄流型器件。二级保护器件采用压敏电阻,可在极短时间内(ns)将浪涌电压限制在较低的水平。对于高度灵敏的电子电路,可采用抑制二极管作为三级保护。在更短的时间内将浪涌电压限制在末端电子设备的绝缘水平以内。如图,当雷电等浪涌到来时,抑制二极管首先导通,把瞬间过电压精确地控制在一定的水平,如果浪涌电流较大,则压敏电阻启动并泄放一定的浪涌电流,这时压敏电阻两端的电压会有所升高,直至推动前级气体放电管放电,把大电流泄放到地。当三种器件在线路中的距离较远时,导通顺序会从气体放电管开始,依次导通。
避雷器的工作,是从反应时间最快、设备的最末端开始的,然后逐级往前端启动的。
,单纯用气体放电管保护后端的设备会出现下列问题:导通时间过长,残压过大,有可能超过后端设备的耐压水平。放电后,会产生工频续流。为避免上述问题,采用另外一种电路(图三)。为了解决产生工频续流的问题,同时也避免压敏电阻因漏电流过大而发热自爆或老化,我们在气体放电管上串联一个压敏电阻,这样就可避免产生工频续流,又可以防止压敏电阻因漏电流而自爆、老化。但新的问题又产生了,这样避雷器的动作时间为气体放电管的导通时间和压敏电阻导通时间的总和。假设气体放电管的导通时间为100ns,压敏电阻的导通时间为25ns,则它们总的反应时间为125ns。为了减小反应时间,在电路中并入一个压敏电阻,这样可使总的反应时间为25ns。
:当过电压出现时,抑制二极管作为动作最快的元件首先动作,线路设计为,在抑制二极管可能毁坏之前,放电电流即随着幅值的上升转换到前置的放电路径上,即充气式放电路上。
Us+△u≥Ug
Us:抑制二极管上的电压
△u:去耦感应线圈上的电压
Ug:气体放电管的动作电压
如果放电电流小于该值,则充气放电管不动作。采用这种线路不仅可以在低保护水平的条件下利用放电器动作迅速的优点,同时还可以达到很高的放电电容。这样就可以消除抑制二极管过载一级熔断器在出现电源续流时频繁切断电路的缺点。
频率较高的线路也可以采用欧姆式电阻作为去耦元件,与低电容桥接线路共同使用。
2、三极放电管:在两根的导线上,安装两个二极放电管,会出现电位差,因此就有三极放电管,多了一极做公共接地,可以减少时间差(0.15~0.2μs),及由此产生的横向雷电压幅值。
市场上普通电源避雷器器件一般采用压敏电阻,用于一级、二级和三级电源。这种组合方式在距离大于5米时,导通时间从第一级开始逐级向后导通。
若第一级采用气体放电管,二级和三级采用压敏电阻,则必须满足第一级与第二级满足大于十米的距离,第二级与第三级满足大于5米的距离,这样才能保证前一级先动作。否则可能导致第一级不动作的现象,而二级和三级避雷器又没有那么大的通流量,导致避雷器无法切实保护设备。这点在工程设计中一定要引起注意。
安装界面
安装界面单相一体化电源防雷箱可用于电源线路的负载设备第二级防护，防止低压设备受到过压干
扰或雷击破坏。安装于防雷分区LPZOA-2 界面。

E. 防雷插座电路怎么设计

主要是防雷过压和过电流保护，参考设计：

F. 输电线路的防雷措施

避雷器是防止雷电破坏电力设备的主要措施。

避雷器的主要作用是通过并联放电间隙或非线性电阻的作用，对入侵流动波进行 削幅，降低被保护设备所受过电压值，从而起到保护通信线路和设备的作用。避雷器不仅可用来防护雷电产生的高电压，也可用来防护操作高电压。

避雷带是接闪器的一种类型，一般是水平或倾斜敷设的（根据屋面的倾斜度而定），至少有两个地方（首尾两端）和引下线相连接，一般是明设，但也可以暗敷在屋顶的混凝土或瓦片的下面。

(6)电路防雷设计扩展阅读：

1、避雷器连接在线缆和大地之间，通常与被保护设备并联。避雷器可以有效地保护通信设备，一旦出现不正常电压，避雷器将发生动作，起到保护作用。当通信线缆或设备在正常工作电压下运行时，避雷器不会产生作用，对地面来说视为断路。

2、一旦出现高电压，且危及被保护设备绝缘时，避雷器立即动作，将高电压冲击电流导向大地，从而限制电压幅值，保护通信线缆和设备绝缘。当过电压消失后，避雷器迅速恢复原状，使通信线路正常工作。

3、因此，避雷器的主要作用是通过并联放电间隙或非线性电阻的作用，对入侵流动波进行 削幅，降低被保护设备所受过电压值，从而起到保护通信线路和设备的作用。

4、避雷器不仅可用来防护雷电产生的高电压，也可用来防护操作高电压。

参考资料来源：网络-避雷器

G. 输电线路的防雷措施有哪些

输电线路防雷措施有：
一、架设避雷线
输电线路的防雷保护的最基本和最有效的措施就是架设避雷线防止雷直击导线，同时还可以分流流经杆塔的雷电流减小线路绝缘子的电压；还可以降低导线上的感应过电压。
二、安装避雷器。
有了避雷线还是不能完全消除雷击所带来的影响，安装避雷器可以把雷电流泄放到大地，限制过电压过大，保障输电线路及设备的安全。
三、减小杆塔接地电阻。
减小杆塔的接地电阻可以在一定程度上使雷击杆塔时的电位升高程度较少，这项工作时和架设避雷线配合起来实施的，如果地网接地阻值过大，我们采取的措施是增大地网型号或增加地网辐射线
四、架设耦合地线。
如果降低杆塔接地电阻有困难，就应该架设耦合地线，也就是说在导线的下方再架设一条地线，这样能够有效地增强避雷线与导线间的耦合，降低线路绝缘上的过电压，还能分流雷电流。
五、加强绝缘。
加强绝缘可以采用不平衡绝缘的方式，在雷电活动比较强烈的地段、以及大跨越和进线段，可以采取增加绝缘子片数的措施。因为这些地方发生雷击活动的概率较大，由于塔顶的电位较高，受绕击的概率大，通过适当增加绝缘子片数，增大导线和避雷线间的距离，可以加强绝缘。
六、加强雷电监测。
110kV及以上输电线路可以使用雷电定位系统实时全自动的雷电监测。如果线路发生因为雷击而跳闸，雷电定位系统能雷电检测系统可以及时准确地定位雷击杆塔，有利于帮助巡线人员及时快速的查找到故障发生的地点，节省故障巡视时间是故障检查时间，使线路能够及时修好，恢复供电，增加线路的供电安全性和可靠性。而且，雷电定位系统还可以对雷电活动进行统计分析，使工作人员能够掌握雷电活动的规律、特性，搜集数据，为做好防雷工作提供科学的保证。
简介：
输电线路和输电设备通常都是露天安装，受到自然环境的影响程度也就相对比较大。对于输电线路而言，影响最大的就是雷击。雷击产生的强电流与输电线连接时可能致使输电据我国电网故障分类的有关部门统计，在多雷、土壤电阻率高、地形复杂的山区等跳闸率较高的地区，由于雷击的原因引起的事故次数约占高压线路运行的总跳闸次数的40%～70%。这给我国的国民经济造成了巨大的损失。
一、雷害原因：
输电线路遭到雷击也称为大气过电压，分为直击雷过电压和感应雷过电压两种类型，其原因是雷云在放电时其过电压通过线路杆作为放电载体，导致线路的绝缘被击穿。雷击要通过建立一个放电泄流通道通过，使大地感应电荷和雷云中的异种电荷互通，所以是否遭到雷击和接地装置是否完好有着直接的关系。
当感应雷过输电线路时的电压可达400KV
左右，这样的电压值岁35KV及以下线路绝缘造成很大的威胁，感应雷对于110KV及以上线路的绝缘不具太大的威胁。
110kV及以上输电线路发生雷击的故障大多数是因为直击雷导致的，同时还和接地装置的完好性有非常直接的关系。直击雷可以分为反击和绕击两类，对线路安全运行造成很大的威胁。我们必须认清雷击的性质，并准确分辨出是那种原因引起的故障，才能采取各种针对性强的防雷措施，实现良好的防雷效果。
二、雷电的破坏原理
高压输送电路故障的最大一个自然因素就是雷击，故障一旦发生就会造成整个现代电力资源的浪费。众所周知，雷电活动能够产生剧烈的热电效应和磁场效应，还会产生强大的机械性破坏力造成机械的损失，在裸露旷野的高压输电线路特别容易因为这样的电磁效应造成很大的过电压危害。目前电子设备的集成度非常高，他们被广泛地应用于整个电力调度运行的系统中。而高集成的电子设备对雷电电磁脉冲的反应非常的敏感。当输电线路被雷电击中，会由于高集成电子的敏感性产生超负荷的过电压磁波，电压礠波会沿着线路网传入变电站，使变电运行设备的介电强度下降，导致敏感设备中的感应电子器件遭到损坏；供电保护装置和监控系统会产生误动作，造成输电设备的跳闸断电．极大的破坏现代的电力变电输送网。

H. 电路设计中如何防雷

防雷电路的设计应注意以下几点：
1、
防雷电路的输出残压值必须比被防护专电路自身能属够耐受的过电压峰值低，并有一定裕量。
2、
防雷电路应有足够的冲击通流能力和响应速度。
3、
信号防雷电路应满足相应接口信号传输速率及带宽的需求，且接口与被保护设备兼容。
4、
信号防雷电路要考虑阻抗匹配的问题。
5、
信号防雷电路的插损应满足通信系统的要求。