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1、CH1 现代防雷技术设计思想 2010.9.15 1.防雷的基本措施有哪些 分流、接闪、均压、接地、屏蔽和合理布线 2.什么是分流？分流的具体形式 分流是指通过多条泄流通道将雷电流向大地泄放。具体形式包括：1）多跟防雷引下线对雷电流分流 2）并联的浪涌保护器对雷电过电压形成的雷电过电流分流 3）各类线缆的屏蔽层或穿线金属管道接地时，对雷电感应过电流分流 3.接闪的本质是什么 是指拦截建筑物上空的闪电，拦截闪电的实质是通过避雷针、带、线、网吸收闪电（引雷），把闪电的强大电流传导到大地中并耗散掉 4.对接地装置的要求有哪些 它是将雷电能量向大地泄放的必由之路，接地在防雷工程中占据最重要的地位，因此
2、，对接地装置的要求：1）要能迅速有效地把雷电流能量释放入地 2）接地装置在吸收大量雷电流后地电位浮动尽量低 5.防雷设计中屏蔽的形式具体有哪些 屏蔽是利用各种金属屏蔽体来阻挡和衰减施加在信息技术设备和网络系统上的电磁干扰或过电压能量，具体分为 1）建筑物的初级屏蔽 2）设备级屏蔽 3）各种线缆（含穿线金属管）屏蔽 6.直击雷防护在信息系统防雷综合设计中的作用 1）有效地保护建筑物本身不受直击雷的破坏 2）为建筑物内部的设备起到一个良好的初级电磁屏蔽作用 3）直击雷的防护是信息系统 LEMP 防护的基础 CH2 机房的技术条件和安装要求 2010.9.29 1.从防雷的角度如何选择信息系统机房的
3、位置 1）选址必须在 LPZ0b 区以内，针对屋面室外有延伸、接收、发射工作设备要有完善的直击雷防护 2）根据机房内雷击电磁脉冲（LEMP）的分布情况，合理布放内部设备，避开内部钢筋作引下线的柱子等 3）内部设备应避开机房的屏蔽孔洞，如机房门窗等 4）避免在建筑物的高层，最好在四层以下 2.机房供电电源质量对电源 SPD的选用有何影响 机房的供电形式、频率、额定容量、电压、频率及波形的波动范围及产生的干扰谐波均对SPD 的选用造成影响，依据以上影响因素，参照相应规范选择最大持续运行电压 Uc、最大箝压、通流容量等 SPD 的相关技术参数 3.如何防止冲击性设备在开启、关闭和负载急剧变化过程中对
4、信息设备造成的影响 不共用供电母线、采用隔离变压器、SPD、增大供电容量、主要设备 usp 电源 4.电源谐波的危害有哪些 电气设备增加损耗和过载，降低功率因数，电容增加过载，膨胀和损坏，测量仪器和继电器附加谐波误差，对录像和音响设备干扰，对通信电路干扰 CH3 2010.10.6 三种防雷基本器件 1.放电管工作原理 放电管的工作原理是气体放电。当外加电压增大到超过气体的绝缘强度时，两极间的间隙将放电击穿，由原来的绝缘状态转化为导电状态，导通后放电管两极之间的电压维持在放电弧道所决定的残压水平。2.抑制放电管续流的措施有哪些 产生原因是放电管泄放过电流结束以后，被保护系统的工作电压能维持放电
5、管电弧通道的存在，这种情况称为续流。续流主要存在安装放电管的保护电路中，对于使用压敏电阻和暂态抑制二极管的电路无续流。放电管续流避免方法：1）在电路的 SPD 前装设熔断器，熔断器的额定电流高于被保护系统的正常运行电流，其熔断电流小于放电管在电弧区的续流，发生续流时熔断切断续流回路 2）在电路中安装继电器，设定当电路中续流出现时，继电器达到中断的电流值，从而切断电路 3.什么是放电管的响应时间 从暂态过电压开始作用于放电管两端的时刻到管子实际放电时刻之间有一个延迟时间，该时间就称为响应时间。响应时间的组成：一是管子中随机产生初始电子-离子对带电粒子所需要的时间，即统计时延；二是初始带电粒子形成
6、电子崩所需要的时间，即形成时延。4.放电管的失效模式有哪些？有何差别 放电管受到机械碰撞，超耐受的暂态过电压多次冲击以及内部出现老化后，将发生故障。故障的模式（即失效模式）有两种：第一种是呈现低放电电压和低绝缘电阻状态 第二种是呈现高放电电压状态 5.直流放电电压 在上升陡度低于 100V/s 的电压作用下，放电管开始放电的电压值 是指通过多条泄流通道将雷电流向大地泄放具体形式包括多跟防雷引下线对雷电流分流并联的浪涌保护器对雷电过电压形成的雷电过电流分流各类线缆的屏蔽层或穿线金属管道接地时对雷电感应过电流分流接闪的本质是什么是指拦对接地装置的要求有哪些它是将雷电能量向大地泄放的必由之路接地在防
7、雷工程中占据最重要的地位因此对接地装置的要求要能迅速有效地把雷电流能量释放入地接地装置在吸收大量雷电流后地电位浮动尽量低防雷设计中屏蔽的形具体分为建筑物的初级屏蔽设备级屏蔽各种线缆含穿线金属管屏蔽直击雷防护在信息系统防雷综合设计中的作用有效地保护建筑物本身不受直击雷的破坏为建筑物内部的设备起到一个良好的初级电磁屏蔽作用直击雷的防护是信息系6.冲击放电电压 在具有规定上升陡度的暂态电压脉冲作用下，放电管开始放电的电压值 7.如何选择放电管的直流放电电压 根据放电管在被保护系统中的工作状态来选择管子直流放电电压，从不影响被保护系统正常运行的要求出发，希望直流放电电压高些，从被保护电子设备的耐受性来
8、说，希望管子的直流放电电压低一些 压敏电阻 2010.10.20 8.压敏电阻片的结构组成有哪几部分 氧化锌非线性电阻片是在以氧化锌为主要材料的基础上，掺以微量的氧化铋、氧化钴、氧化锰、氧化锑、氧化铬等添加物，经过成型、烧结、表面处理等工艺过程而制成。优点：非线性特性好、通流容量大、常态泄漏电流小、残压水平低、动作响应快、无续流。缺点：固有电容较大，不能用于高频电路 9.压敏电阻片物理结构与电学参数之间的关系 增加压敏电阻器的轴向长度可以提高压敏电阻器的击穿电压；增加压敏电阻器的半径，可以提高压敏电阻器的通流能力。10.温度对压敏电阻片泄露区伏安特性的影响 温度对于压敏电阻泄漏区伏安特性的影响
9、是显著的。图 4-5 是不同温度下泄漏区的伏安特性。（同一电压、同一电流下不同温度的比较）图中纵坐标电压百分比的基值是在 20 度时压敏电阻中流过 1mA 电流所对应的电压。泄漏电流与温度的关系可用下式表示：是指通过多条泄流通道将雷电流向大地泄放具体形式包括多跟防雷引下线对雷电流分流并联的浪涌保护器对雷电过电压形成的雷电过电流分流各类线缆的屏蔽层或穿线金属管道接地时对雷电感应过电流分流接闪的本质是什么是指拦对接地装置的要求有哪些它是将雷电能量向大地泄放的必由之路接地在防雷工程中占据最重要的地位因此对接地装置的要求要能迅速有效地把雷电流能量释放入地接地装置在吸收大量雷电流后地电位浮动尽量低防雷设
10、计中屏蔽的形具体分为建筑物的初级屏蔽设备级屏蔽各种线缆含穿线金属管屏蔽直击雷防护在信息系统防雷综合设计中的作用有效地保护建筑物本身不受直击雷的破坏为建筑物内部的设备起到一个良好的初级电磁屏蔽作用直击雷的防护是信息系 TvlBeII0 式中，Il漏电流，Io为拟合常数，T 为温度，为波尔兹曼常数，VB=0.9e V 由上式可知，温度能影响泄漏电流，改变泄漏区内伏案特性的斜率（同一电流，不同温度下，对应的电压是不同的），因此能改变泄漏电阻 RI的数值 11.参考电压 压敏电阻通过 1mA 直流电流时其两端的电压，常用符号 U1mA来表示，有时也用 UN来表示。12.残压 压敏电阻通过规定波形（常为
11、 8/20us）的某一幅值的电流时，其两端的峰值电压。这一参数 有时也用指定电流之下的残压与参考电压之比的形式给出，如：U100A/U1mA，U1KA/U1mA等。13.压敏电阻片与放电管并联使用的优缺点 优点：当放电管导通后，它与压敏电阻进行并联分流，减小了对压敏电阻的分流压力，从而缩短了压敏电阻通大电流时间。缺点：在这种并联结构中，如果压敏电阻的参考电压 U1mA 选得过低，则放电管可能在暂态过电压作用期间不会导通放电，过电压的能量全部由压敏电阻来承担，这对于压敏电阻来说是不利的，因此，U1mA 的数值选得比放电管的直流放电电压大一些。14.压敏电阻片与放电管串联使用的优缺点 优点：在压敏
12、电阻与放电管串联的保护电路中，放电管器开关作用，没有暂态过电压作用时，它能将压敏电阻与系统隔开，使压敏电阻中几乎没有泄漏电流 缺点：放电管导通时，两端电压很低，可将整个之路的残压看成降在压敏电阻上，即将整个系统的最高运行电压认为是降在压敏电阻上，此时如果压敏电阻中的电流大于放电管电弧区续流（参考压敏电阻的伏安特性曲线），则无法及时切断续流。暂态抑制二极管 2010.11.3 15.暂态抑制二极管的脉冲功率 在规定的 10/1000us 电流波形下，管子两端的最大箝位电压与管子中电流峰值之积 16.反向变为电压 U RS 管子在泄漏区内其两端所能施加的最大电压（临界击穿时，反向电压接近但尚未达到
13、击穿电压值），在此电压下管子不应击穿。17.最大泄漏电流 I RL 在反向变为电压作用下，管子中流过的最大反向电流 18.三种保护原件性能的比较 放电管 压敏电阻 暂态抑制二极管 泄漏电流 无 小 小 续流 有 无 无 寄生电容 小 大 大 元 件 名 称 项 目 是指通过多条泄流通道将雷电流向大地泄放具体形式包括多跟防雷引下线对雷电流分流并联的浪涌保护器对雷电过电压形成的雷电过电流分流各类线缆的屏蔽层或穿线金属管道接地时对雷电感应过电流分流接闪的本质是什么是指拦对接地装置的要求有哪些它是将雷电能量向大地泄放的必由之路接地在防雷工程中占据最重要的地位因此对接地装置的要求要能迅速有效地把雷电流能
14、量释放入地接地装置在吸收大量雷电流后地电位浮动尽量低防雷设计中屏蔽的形具体分为建筑物的初级屏蔽设备级屏蔽各种线缆含穿线金属管屏蔽直击雷防护在信息系统防雷综合设计中的作用有效地保护建筑物本身不受直击雷的破坏为建筑物内部的设备起到一个良好的初级电磁屏蔽作用直击雷的防护是信息系响应时间 慢（1s）较快（1ns）快（几十 ps）通流容量 大（1kA-100kA）大（0.1kA-100kA）较小（0.1kA-1kA）老化现象 有 有 几乎没有 损坏形式 短路或开路 短路或开路 短路或开路 抗干扰能力 较强 强 弱 箝位电压水平 放电电压高 中等 低 CH4 工程案例 2010.11.17 1.防雷工程的
15、设计流程、设计思想、设计措施的选择；2.掌握几种典型的防雷工程的设计（智能建筑、天馈系统、计算机房等）CH5 常用基本元件 2010.12.11 1.实际电阻、电感、电容元件的等效电路 实际的电阻元件均存在着电容和电感，其等值电路如图 6-1 图 6.1 实际电阻等值电路 图 6.1 实际电感线圈的等值电路 图 6.1 金属化薄膜电容的等值电路 2.正温度系数电阻 是指通过多条泄流通道将雷电流向大地泄放具体形式包括多跟防雷引下线对雷电流分流并联的浪涌保护器对雷电过电压形成的雷电过电流分流各类线缆的屏蔽层或穿线金属管道接地时对雷电感应过电流分流接闪的本质是什么是指拦对接地装置的要求有哪些它是将雷
16、电能量向大地泄放的必由之路接地在防雷工程中占据最重要的地位因此对接地装置的要求要能迅速有效地把雷电流能量释放入地接地装置在吸收大量雷电流后地电位浮动尽量低防雷设计中屏蔽的形具体分为建筑物的初级屏蔽设备级屏蔽各种线缆含穿线金属管屏蔽直击雷防护在信息系统防雷综合设计中的作用有效地保护建筑物本身不受直击雷的破坏为建筑物内部的设备起到一个良好的初级电磁屏蔽作用直击雷的防护是信息系在暂态过电压的保护中，有一类电阻，它的阻值随着两端的电压升高而增大，用作保护装置中的串联元件，这类元件不需要很大的通流容量，但有比较强的过电压耐受能力。这种电阻称为正温度系数电阻。3.熔断器的开断时间与通过熔断器的电流幅值具有
17、什么关系 熔断器的开断时间与通过熔断器的电流幅值具有反时限的安-秒特性，即通过的电流幅值越大，开断时间越短。4.熔断器与保护元件串联在防雷保护中的弊端 熔断器与保护元件串联这一措施存在着一些弊端：1.熔断器自身存在的电阻在暂态电流作用下产生的降压使整个并联保护电路的箝位电压增大；例如，熔断器自身的电阻为 0.3 欧，暂态电流 1KA，则产生的压降为 300V，对一些敏感的电子设备来说是危险的。2.熔断器自身的寄身电感会增大保护支路的箝位电压。例如，自身电感 0.1H，电流上升陡度 1KA/s，则附加电压为 100V。3.熔断器熔断时，暂态大电流突然被切断，这种系统网络结构的突然变化会在系统电路
18、中产生一个幅值很高的暂态电压。4.熔断器熔断后，被保护的电子设备将失去保护，对于多重暂态脉冲来说后需脉冲将会使处于无保护状态的电子设备损坏。5.保护电路中分布电感的危害有哪些？如何减小保护电路的分布电感 危害：1.分布电感的存在相应地增加了保护元件的箝位电压 2.分布电感的存在还会导致支路响应时间的延长，对保护不利 减小分布电感：1.缩短连接线 2.四端保护元件 3.面板贴装保护元件 4.尽量减小由连接引线形成的回路面积 5.采用多条并联泄放暂态电流的途径 CH6 等电位连接设计施工 2010.12.16 1.等电位连接的种类 总等电位连接、局部等电位连接、辅助等电位连接 2.在建筑物内如何进
19、行等电位连接的设计 CH7 防雷保护装置试验 1.脉冲过电压过电流的施加方式 脉冲过电压过过电流通过共模和差模两种引线连接形式施加在被测保护装置上。对于不带电的保护装置进行脉冲冲击试验时，将脉冲电压或电流按照共模或差模的引线连接形式加到保护装置上；想带电试验系统偶和脉冲电压的方式有两种：串联和并联。2.保护盲区的概念 是指通过多条泄流通道将雷电流向大地泄放具体形式包括多跟防雷引下线对雷电流分流并联的浪涌保护器对雷电过电压形成的雷电过电流分流各类线缆的屏蔽层或穿线金属管道接地时对雷电感应过电流分流接闪的本质是什么是指拦对接地装置的要求有哪些它是将雷电能量向大地泄放的必由之路接地在防雷工程中占据最
20、重要的地位因此对接地装置的要求要能迅速有效地把雷电流能量释放入地接地装置在吸收大量雷电流后地电位浮动尽量低防雷设计中屏蔽的形具体分为建筑物的初级屏蔽设备级屏蔽各种线缆含穿线金属管屏蔽直击雷防护在信息系统防雷综合设计中的作用有效地保护建筑物本身不受直击雷的破坏为建筑物内部的设备起到一个良好的初级电磁屏蔽作用直击雷的防护是信息系 对于多级保护电路来说，可能存在一定的保护“盲区”，所谓的“盲区”是指在持续时间长且幅值较低的暂态过电压作用下，前级保护元件未动作，后级保护元件已经在过电压作用下损坏的工作区。在使用多级保护装置时，应该进行保护盲区的测试，在保护装置的输入端加低幅值且时间长的脉冲电压，测试出
21、保护装置的保护“盲点”，不断改变幅值和波形参数，就可以确定保护装置的保护“盲区”。CH8 保护电路设计 典型信号系统的保护设计（选做一道）电涌保护电路概述 1 正常工作时，保护电路对系统的影响可忽略不计 2 对过载电压有良好的箝位能力 3 应具有强的分流能力 4 对过载电压有尽量短的响应时间 5 在瞬变过程结束后应恢复正常 6 体积小、廉价、易于维护 选址 1.选址必须在 LPZOB 区以内，针对屋面室外有延伸、接受、发射工作设备要有完善的直击雷防护；2.根据机房内雷击电磁脉冲（LEMP）分布情况，合理布放内部设备，应避开内部钢筋作引下线的柱子等；3.内部设备应避开机房的屏蔽孔洞，如机房的门、
22、窗等；屋顶四层以下。是指通过多条泄流通道将雷电流向大地泄放具体形式包括多跟防雷引下线对雷电流分流并联的浪涌保护器对雷电过电压形成的雷电过电流分流各类线缆的屏蔽层或穿线金属管道接地时对雷电感应过电流分流接闪的本质是什么是指拦对接地装置的要求有哪些它是将雷电能量向大地泄放的必由之路接地在防雷工程中占据最重要的地位因此对接地装置的要求要能迅速有效地把雷电流能量释放入地接地装置在吸收大量雷电流后地电位浮动尽量低防雷设计中屏蔽的形具体分为建筑物的初级屏蔽设备级屏蔽各种线缆含穿线金属管屏蔽直击雷防护在信息系统防雷综合设计中的作用有效地保护建筑物本身不受直击雷的破坏为建筑物内部的设备起到一个良好的初级电磁屏蔽作用直击雷的防护是信息系