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弱电设备的浪涌保护

随着电子技术，尤其是微电子技术、计算机技术、大规模集成电路技术的发展，和在电力系统中应用的日益广泛，以电子技术应用为特征的弱电设备（系统），在电力系统所占据的地位日显重要；这些设备和系统对于强电的防护能力，相对于普通的电气设备和用分离元器件组装的电子设备而言，要脆弱得多，由于雷电等浪涌对这些设备的破则判定该批产品为不合格批坏所造成的危害也显得日益突出。

在生产实际中，我们经常会遇到某些电子设备板卡、芯片等损坏，而找不到确切原因的情况，尤其是变电所中的电子设备，如电力通信设备、远动自动化设备、微机保护设备、图像监控系统等等。研究表明，这种情况的发生，不少都是由浪涌所造成。

现代电子设备（系统）对浪涌所具有的灵敏特性，决定了对其进行特殊防护的必要性。同时，这些电子设备与浪涌耦合渠道又是立体多通道的，不是一般性防护措施所能完成的，必须综合电子设备的运行环境，采取相应的防护手段和措施。对电子设备接口采取必要的浪涌防护手段，是保证其正常运行的根本措施和保障。

国内外专家学者对此都进行了大量的实验和研究，IEC（国际电工委员会）、ITU(国际电信联盟)等组织都制定了相应的防雷电及电磁脉冲的标准，如IEC1024、IEC1312、ITU的K系列等。IEC1024、IEC1312相继公布了雷电流参数和雷电波形，并对雷电保护区（LPZ）的划分、系统的分级保护和浪涌过电压保护器（SPD）的各项指标进行了规定。我国的国家标准《建筑物防雷设计规范》（GB）、信息产业部《移动通信基站防雷与接地设计规范》（水泥等材料YD）等也都对雷电铜箔延续涨价电磁脉冲的防护进行了规定。

随着研究的不断的深入和认识的不断提高，目前，人们的注意力已从过去单纯的防雷逐步转向综合浪涌干扰防护。

1浪涌的基本原理

浪涌（surge），又叫突波，是存在于供电系统中的一种极为普遍的电压/电流瞬间过大的波动现象。国外一些资料将浪涌分为四个组成部分:

浪涌最主要读数直观的来源是雷电，它可以通过电力线传导，也可能是在低压电源线上或信号线上感应产生；浪涌的另一个来源是公用电，开关操作时，在电力线上产生的过电压。研究发现，低压电力线上80％以上的浪涌产生于建筑物内部的设备，诸如来自空调机、空压机、电弧焊机、电泵、电梯、开关电源和其它一些感性负荷的浪涌。浪涌产生原因见表1。

浪涌不同于一般意义上的过电压，因为它不仅幅值高，而且发生的时间极为短暂，一般的过电压保护因为其反应速度低而对其无能为力。

为了测试设备和系统对于雷击及其它浪涌的敏感性，人们在对雷击及其它浪涌进行观察分析的基础上，制定了一系列的标准。在标准中对各种浪涌的波形、幅值等指标做了明确规定，标准浪涌波形如图1所示。用于仿真雷击、静电放电和快速瞬态的测试波形，一般描述为双指数函数。