淺談電氣設(shè)備機(jī)房電涌防護(hù)

1、淺談電氣設(shè)備機(jī)房電涌防護(hù)隨著電子技術(shù)快速發(fā)展，集成電路對(duì)電壓和電流 脈沖的敏感程度越來(lái)越高，外部電涌過(guò)電壓和內(nèi)部電涌已成 為電子設(shè)備損壞和工作中斷的主要因素之一。保證精密電子 設(shè)備系統(tǒng)能正常工作的基本要求是電涌防護(hù)設(shè)計(jì)應(yīng)正確并 很好的協(xié)調(diào)配合，以免外部電涌過(guò)壓及內(nèi)部電涌所導(dǎo)致的設(shè) 備損壞。新建及改擴(kuò)建工程的重要電氣設(shè)備機(jī)房應(yīng)采用高品質(zhì) 電源電涌防護(hù)器，對(duì)整個(gè)電氣系統(tǒng)提供完善的電涌防護(hù)措 施，同時(shí)語(yǔ)音、數(shù)據(jù)及圖象等金屬導(dǎo)體有線傳輸?shù)娜蹼娋W(wǎng)絡(luò) 也應(yīng)做好電涌防護(hù)，這是確保該類設(shè)備正常工作的重要技術(shù) 環(huán)節(jié)。1. 電氣設(shè)備機(jī)房電涌防護(hù)措施分析1.1安裝了直擊雷防雷設(shè)備的電涌防護(hù)不可忽視直擊雷防雷設(shè)備的作

2、用是接閃，即防止雷電直接擊中機(jī)房所在建筑物以及接閃器保護(hù)范圍內(nèi)的各種金屬管線和用 電設(shè)備。對(duì)于在接閃器保護(hù)范圍外的各種金屬導(dǎo)線以及由直 擊雷所產(chǎn)生的感應(yīng)雷電和建筑物內(nèi)所產(chǎn)生的內(nèi)部電涌是不 能保護(hù)的。對(duì)于由電力故障所產(chǎn)生的部分外部電涌也是不能 保護(hù)的。這包括：高壓/低壓動(dòng)力電源線、部分網(wǎng)絡(luò)和專用 數(shù)據(jù)通信線被雷電直接擊中，建筑物內(nèi)的感應(yīng)電動(dòng)機(jī)、備用 發(fā)電機(jī)、中央空調(diào)、電梯等產(chǎn)生的內(nèi)部電涌，電力故障所產(chǎn) 生的各種外部電涌，因?yàn)殪o電感應(yīng)、電磁感應(yīng)、電位反擊等 所造成的各種感應(yīng)雷電等等。因此必須要加裝電涌保護(hù)器以 保護(hù)電源線和數(shù)據(jù)線。1.2機(jī)房接地不可等同于設(shè)備的電涌防護(hù)機(jī)房接地是計(jì)算機(jī)設(shè)備和精密電子

3、設(shè)備正常工作的需 要。機(jī)房接地主要是可以防止靜電（如靜電荷出現(xiàn)積累，可 以從地線泄放掉），這樣可以保護(hù)機(jī)器和人員的安全；另外 有些設(shè)備接地后才可以正常的工作（不接地會(huì)受到電磁干 擾、以及無(wú)基準(zhǔn)點(diǎn)）。所以機(jī)房接地并不是用來(lái)防止雷電， 也是防止不了雷電的，必須要加裝電涌保護(hù)器才可以防止雷 電和內(nèi)部、外部電涌。1. 3采用ups供電的設(shè)備仍需要做電涌防護(hù)ups的作用是對(duì)供電系統(tǒng)突然停電或電壓不足提供支 持，在突然斷電時(shí)，ups保護(hù)電氣和電子系統(tǒng)、處理控制器 和數(shù)據(jù)免受部分或全部的損壞。有些ups帶有低能的電涌抑 制器。這種內(nèi)置的低能抑制器只能用來(lái)保護(hù)和ups相連的負(fù) 載免受能量有限的弱電涌的襲擊，因

4、此，不能作為專門的解 決電涌問(wèn)題的方案。更重要的是：有研究表明ups設(shè)備中的 敏感電氣控制線路極易受到電涌的破壞。而這些線路經(jīng)常是 監(jiān)視ups的工作狀態(tài)以及ups的交流電源的輸入、輸出狀態(tài) 的。1884年成立的電氣與電子工程師協(xié)會(huì)（ieee）,是世界 最大的技術(shù)專業(yè)團(tuán)體，曾十分關(guān)注ups可能受到的破壞，并 在ieee標(biāo)準(zhǔn)11001992中專門編寫了一章9. 11. 3： ups電 涌防護(hù)。其中指出：雷電和其它產(chǎn)生瞬態(tài)電壓的現(xiàn)象，對(duì)大 部分ups設(shè)備和敏感的電氣負(fù)載設(shè)備是有害的。因此，建議 ups的整流器輸入系統(tǒng)和輔助的ups旁路系統(tǒng)（包括人工保 養(yǎng)的旁路系統(tǒng)）都應(yīng)加裝ieee. 411991標(biāo)

5、準(zhǔn)中規(guī)定的有效 電涌防護(hù)裝置。2. 電涌保護(hù)分級(jí)我國(guó)在機(jī)房建設(shè)的電涌防護(hù)方面有明確的要求，要求所 有機(jī)房必須要做直擊雷電防護(hù)和接地網(wǎng)的建設(shè)；要求有條件 的機(jī)房和比較重要的機(jī)房必須進(jìn)行感應(yīng)雷電的防護(hù)。對(duì)于最 新的計(jì)算機(jī)機(jī)房和通訊機(jī)房的建設(shè)規(guī)范中都明確要求要進(jìn) 行感應(yīng)雷電的防護(hù)；氣象法中明確要求政府機(jī)關(guān)和有條 件的單位在建設(shè)機(jī)房時(shí)要考慮雷電電涌防護(hù)問(wèn)題；在最新的 建筑電氣設(shè)計(jì)規(guī)范中，明確要求進(jìn)行感應(yīng)雷電的防護(hù)；在許 多行業(yè)的機(jī)房建設(shè)規(guī)范中都有明確的要求（如銀行、金融、 電信、稅務(wù)、政府機(jī)關(guān)、法院、公共市政設(shè)施等），必須進(jìn) 行機(jī)房的電涌防護(hù)。所有敏感電氣設(shè)備的運(yùn)行都是在嚴(yán)格的電壓范圍內(nèi)進(jìn) 行的，超過(guò)

6、lkv的高速過(guò)電壓對(duì)電氣設(shè)備都非常危險(xiǎn)。任何 雷電保護(hù)措施的目的，都是要把過(guò)電壓限制在lkv以下。電 涌保護(hù)一般分三級(jí)，其目的是把過(guò)電壓鉗制到安全的范圍 內(nèi)。3. 電涌防護(hù)器的選擇應(yīng)選擇一個(gè)技術(shù)先進(jìn)的制造商，產(chǎn)品應(yīng)具有詳細(xì)的說(shuō)明 書(shū)、技術(shù)指標(biāo)、產(chǎn)地、符合各方面的標(biāo)準(zhǔn)證書(shū)及有銷售許可 證書(shū)等。（1）設(shè)計(jì)是否有利于用戶并且容易安裝。理想的產(chǎn)品 應(yīng)該是一個(gè)小型、緊湊并且能夠安裝在現(xiàn)有的空間內(nèi)，同時(shí) 易于安裝。電涌防護(hù)器本身的體積尺寸越大，它固有的內(nèi)部 線路電感就越大；防護(hù)器本身體積小，電感也小，防護(hù)效果 就更好；小體積防護(hù)器的另一個(gè)優(yōu)勢(shì)是可以安裝在*近配電 箱處，因?yàn)檫B線本身也有電感，連線長(zhǎng)，對(duì)防護(hù)

7、系統(tǒng)的限制 水平的不良影響也就越大，因此在安裝電涌防護(hù)器時(shí)越*近 配電箱越好，最好是在15cm以內(nèi)。在電氣設(shè)備狹小的空間 內(nèi)不可能安裝大體積的防護(hù)器。（2）反應(yīng)時(shí)間。電涌防護(hù)器的反應(yīng)時(shí)間必須比電涌的 速度快。反應(yīng)時(shí)間在毫微秒（納秒）級(jí)均符合技術(shù)要求。（3）一次能夠處理的最大電流。最大電流即峰流是一 個(gè)電涌防護(hù)器的處理最大電流的能力。bellcore實(shí)驗(yàn)室（at&tbell實(shí)驗(yàn)室的研究機(jī)構(gòu)）為了保護(hù)它高度計(jì)算機(jī)化 的實(shí)驗(yàn)中心，進(jìn)行了廣泛的調(diào)研，明確了電涌防護(hù)器處理最 大電流的能力和所需的技術(shù)參數(shù)，一個(gè)20ka的電涌防護(hù)器 即可滿足要求。由此可見(jiàn)，在任何建筑物內(nèi)的分支線供電箱 處安裝一個(gè)8

8、0ka的電涌防護(hù)器，便足以解決任何可能出現(xiàn) 的電涌問(wèn)題。對(duì)多雷擊區(qū)的貴重電氣設(shè)備，應(yīng)在建筑物人口 的交流配電箱處安裝一個(gè)較大的防護(hù)器，型號(hào)從65ra到 160kao(4) 吸收能量的能力。電涌防護(hù)器吸收能量的能力以 焦耳來(lái)衡量，焦耳值越高，電涌防護(hù)器的使用壽命越長(zhǎng)。(5) 鉗制電壓的能力。也就是將過(guò)電壓鉗制到電氣設(shè) 備所能承受的安全范圍之內(nèi)的能力。計(jì)算機(jī)被設(shè)計(jì)在一定電 壓范圍內(nèi)使用，如果超出了這個(gè)范圍就會(huì)導(dǎo)致計(jì)算機(jī)的損 壞。因此電涌防護(hù)器必須把過(guò)電壓鉗制到安全水平。1998年 6月1開(kāi)始實(shí)施的ga1731998標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定：用于220/380v電 力系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)防雷保安器(電涌防護(hù)器)的鉗制電壓應(yīng)

9、小 于或等于2kv。(6) 符合國(guó)際和國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，包括ul449、ieee、 nema和iec。在我國(guó)同樣有相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)，公安部公共信息網(wǎng) 絡(luò)安全監(jiān)察局要求：所有用于保護(hù)計(jì)算機(jī)的防雷保安器(本 文稱為電涌防護(hù)器)，都必須根據(jù)ga1731998的標(biāo)準(zhǔn)通過(guò) 檢測(cè)并獲得銷售許可證后，方可銷售。(7) 產(chǎn)品的可靠性及制造商的客戶單。了解制造商的 客戶單以及廠家從事產(chǎn)品生產(chǎn)的歷史有助于了解廠家的信 譽(yù)和其產(chǎn)品的可靠性。(8) 質(zhì)量保證。保質(zhì)期限的長(zhǎng)短體現(xiàn)了制造商對(duì)其產(chǎn) 品是否不出問(wèn)題、并長(zhǎng)久的保護(hù)設(shè)備的自信心。4. 電涌防護(hù)器設(shè)置最大的電涌產(chǎn)生在建筑物外，由雷電和電力公司切換負(fù) 載所致，這種感應(yīng)電涌可沿電力線傳輸，進(jìn)入建筑物內(nèi)。電 源系統(tǒng)電涌防護(hù)器的具體配置應(yīng)根據(jù)供電系統(tǒng)接地型式選 擇。220/380v供電系統(tǒng)接地型式常采用的有tn-s、in-c-s、 tt、it四種。設(shè)計(jì)時(shí)，一般根據(jù)電源裝置