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一文（wén）看雷擊浪湧（yǒng）的防護解析

更新時（shí）間：2024-01-05 點擊次數：1900

1、電子設備雷擊浪湧抗擾度試驗標準

電子設備雷擊浪湧抗擾度試驗的國家標準（zhǔn）為GB/T17626.5（等同於國際標準（zhǔn）IEC61000-4-5 ）。

標（biāo）準主要是模擬間接雷（léi）擊產生的各種情況：

（1）雷電擊中（zhōng）外部線路（lù），有大量電流流入外部線路或接地（dì）電阻（zǔ），因而產（chǎn）生的（de）幹擾電壓。

（2）間接雷擊（如雲層間或雲層（céng）內的雷擊）在（zài）外（wài）部線路上感應出電（diàn）壓和電流。

（3）雷電擊（jī）中線路鄰近物體，在其周圍建立的（de）強大電（diàn）磁場，在外部線路上感應出電壓（yā）。

（4）雷電擊中鄰近地（dì）麵（miàn），地電流通過公共接地係統時所引進的幹擾。

標準除了模擬雷擊外，還（hái）模擬變電所等場（chǎng）合，因開關動作而引進的幹擾（開關切換時引起電壓瞬變），如：

（1）主電源係統切換時產生的幹擾（如電容器組的切換）。

（2）同一電網，在靠近設（shè）備附近的一些較小開關跳動時（shí）的幹擾。

（3）切（qiē）換伴有諧振（zhèn）線路的晶閘管設備。

（4）各種係統性的故障，如設備接地網（wǎng）絡或接地（dì）係統間的短路和飛弧（hú）故障。

標準描述（shù）了兩種不同的波形發生器：

一種是雷擊在電（diàn）源線（xiàn）上感應生（shēng）產的波形（xíng）；

另一種是在通信（xìn）線路上感應產生的（de）波（bō）形。

這兩種線路都屬於空架（jià）線，但線路的阻抗各不相同：在電源線（xiàn）上感應（yīng）產生的浪湧波形比較窄一些（50uS），前沿要陡一些（1.2uS）；而在通信線上感應產生的浪湧波形（xíng）比較寬一些，但前沿要緩一些。後（hòu）麵我們主要（yào）以雷擊在電源線上感（gǎn）應生（shēng）產的波形來對電路進行分析，同（tóng）時（shí）也對通信（xìn）線路（lù）的防雷技術進行簡單介紹。

2、模擬雷擊浪湧脈衝生成（chéng）電路的工作原理

上圖是模擬雷電擊到配電設備時，在輸電線路中感應產生的浪湧電壓，或雷電落地後雷（léi）電流（liú）通過（guò）公共地電（diàn）阻產生的反擊高壓，的脈衝產生電路。4kV時的單脈（mò）衝能量為100焦耳。

圖中Cs是儲能電容（大約為10uF，相當於雷雲電容）；

Us為（wéi）高壓電源；

Rc為充（chōng）電電阻；

Rs為脈衝持續時間形成電阻（放電曲線形成電阻）；

Rm為阻抗匹配電阻Ls為（wéi）電流上（shàng）升形成電感。

雷擊浪湧抗擾度試驗對不同產品有不同的參（cān）數（shù）要求，上圖中的參數（shù）可根據產品（pǐn）標準要求不同（tóng），稍有改動。

基本參數（shù）要（yào）求：

（1）開路輸（shū）出電壓：0.5～6kV，分5等級輸出，最後（hòu）一級由用戶與製造商協商確定；

（2）短路輸出電流：0.25～2kA，供不同等級試驗用;

（3）內阻：2 歐姆（mǔ），附（fù）加電阻10、12、40、42歐姆，供其它不同等級試驗用（yòng）；

（4）浪湧輸出極（jí）性：正/負；浪湧輸出與電源同步時，移（yí）相0～360度；

（5）重複頻（pín）率：至少每分鍾一次。

雷擊浪湧抗擾度試驗的嚴酷等級分為5級:

1級（jí）：較好保護的環境；

2級：有一（yī）定保護的環境；

3級：普通（tōng）的電磁騷擾環境、對設備未規定特殊安裝要求，如工業性的工作場所；

4級：受嚴重騷擾的環境，如民用空架線、未（wèi）加保護的（de）高壓變電所。

X級：由（yóu）用戶與製造商協商確（què）定。

圖中18uF電容，可（kě）根據嚴酷等（děng）級不同，選擇數值也可不同（tóng），但大到一定值（zhí）之後，基本上就沒有太（tài）大意義。

10歐（ōu）姆電阻以（yǐ）及9uF電容，可（kě）根據嚴酷等級不同，選擇數值也不同，電阻最小值可選為0歐姆（美國標準就是這樣（yàng））， 9uF電容也可以（yǐ）選（xuǎn）得很大，但大到一定值之後，基本上就沒有太大意義。