电磁兼容技术讲座-雷击浪涌防护设计技术(非常好)

电磁兼容技术讲座s雷击浪涌防护技术主要内容雷击浪涌防护设计技术雷电的产生雷电压/电流的特性雷电的危害机理雷击浪涌防护设计技术案例分析雷电的产生雷击浪涌防护设计技术雷电的产生雷击浪涌防护设计技术雷电压/电流的特性雷击浪涌防护设计技术1.2/50uS雷电压脉冲波形(IEC61000-4-5)雷电压/电流的特性雷击浪涌防护设计技术8/20uS雷电流脉冲波形(IEC61000-4-5)雷电的危害机理雷击浪涌防护设计技术保护级别雷电流峰值.kAI200II150III-IV100Lit.:IEC61024-1-1RstûE=î·Rstit举例:ûE=100kA·1Ω=100kVî10/350µs波形雷击浪涌防护设计技术雷电闪击电压的计算100kA100kV100kV100kV230V230V1雷电击中建筑物引起的破坏性电压反击雷击浪涌防护设计技术雷电击中建筑物1引起建筑物1与2之间的过电压S341341e.ppt/04.09.97通信线缆i建筑物1建筑物2U1几百kVi2U20Vi1雷击浪涌防护设计技术邻近建筑物之间危险的浪涌雷击几100kA几10kV几100kV几kA几10kA几10kV通信线缆OV230V~几10kA几kAWater/Gas几10kA几几kA几几kA几230V雷击浪涌防护设计技术1010.10.0110-310-410-50.10.3131030smµHMa=10ma=3ma=1ma=0,3ma=0,1ma=0,03ma=0,01m环形回路的互感M雷击浪涌防护设计技术0.2ln()saMaHsasa环形回路的过电压计算M4.8µHU=4.8·100=480kVikA100tµsU10m1m10m雷击浪涌防护设计技术在环形回路中引起的感应电压雷击浪涌防护设计技术400m信号线电源线100kA/s300m²15kV!静电感应产生过电压雷击浪涌防护设计技术架空导线静电感应产生过电压雷击浪涌防护设计技术设备雷击损坏机理雷击浪涌防护设计技术地电位升的影响接地阻抗设备电源线、信号线接地系统越完善，接地阻抗越小，地电位升造成的损害就越小。设备雷击损坏机理雷击浪涌防护设计技术设备电源线、信号线感应雷的影响设备雷击损坏机理雷击浪涌防护设计技术直击雷的影响设备电源线、信号线设备雷击损坏机理雷击浪涌防护设计技术设备电源线、信号线其它设备其它相连设备的地电位升产生的传导浪涌影响雷电的危害(小结)直击雷或邻近雷击:击在外部防雷系统，如保护框架（工业装置上.）电缆上等。浪涌电流在接地电阻Rst上引起电压降。闭合环路感应产生过电压信息系统电源系统L1L2L3PEN20kVRst2c1a1b12a2b11a1b远处雷击:击在远处架空输送线缆上雷云之间的放电通过架空线缆引起感应雷电波及过电压。在野外,雷电击中通信线缆2a2b2c雷击浪涌防护设计技术防雷技术雷击浪涌防护设计技术雷击防护分区LightningProtectionZone（LPZ）LEMPLEMPLPZ2LPZ3SEMPLPZ1LPZ0ALPZ1电源系统信息网络系统电源系统üüüü局部等电位连接设备屏蔽房间屏蔽基础接地极加强筋防雷等电位连接雷电流SPDü局部等电位连接过压保护器SPD空调装置接闪系统LPZ0BMüLPZ0Büüü摄像机灯光插座“滚球半径20mLPZ0BLEMPüüLPZ防雷保护区雷击浪涌防护设计技术外部防雷系统避雷针下引线接地系统h滚球r保护角度网孔雷击浪涌防护设计技术外部防雷系统(接闪系统,引下线,基础接地极)基础接地极雷击浪涌防护设计技术防雷分区概念的应用雷击浪涌防护设计技术滚球R=20mLPZ0ALPZ0BLPZ1信号线电源线基站建筑物有防雷系统的等电位连接雷击浪涌防护设计技术线槽天线架基站防雷系统室外天线与电缆的布设Mobilf-englisch.ppt/18.08.00/ESC雷击浪涌防护设计技术进出线缆端口的防雷等电位连接Z基础接地极等电位汇流排EBB水管燃气管电源外部防雷系统雷击浪涌防护设计技术设备的等电位保护雷击浪涌防护设计技术分级保护DEHNguardTyp275DEHNportBlitzstromableiterL1L2L3N高能量避雷器过压保护器线缆长度5m**如果PE线与主线在同一线缆中，则线缆长度要求15m雷击浪涌防护设计技术分级保护退藕器件如:电阻,电感,滤波器等tutu粗保护如:放电管精细保护如:齐纳二极管雷击浪涌防护设计技术雷击浪涌防护器件雷击浪涌防护设计技术气体放电管半导体放电管压敏电阻TVS防雷模块（SPD）气体放电管雷击浪涌防护设计技术伏安特性10mA1mA100mA1A10A100A1kA100200电压(V)电流ABCDEFBCD：辉光放电区A：直流放电点E：电弧放电点F：电弧熄灭点气体放电管雷击浪涌防护设计技术应用中存在的问题时延续流当暂态电压过去后，在被保护电路的电源或信号电压作用下，原处于导通状态的放电管不灭弧，仍保持导通状态utufdcufrΔuΔτufr：实际放电电压气体放电管雷击浪涌防护设计技术优点缺点•极间绝缘电阻大•极间电容小•泄放暂态过电流能力强•时延•续流•老化半导体放电管雷击浪涌防护设计技术伏安特性IBOIHITIPPIDMVBOVDMVIVBRVTIBOIHITIPPIDMVBOVDMVIVBRVT单向半导体放电管双向半导体放电管半导体放电管雷击浪涌防护设计技术优点缺点•通态电压低•动作响应快•无老化•通流容量较小•有续流•转折电压较高压敏电阻雷击浪涌防护设计技术伏安特性10-810-610-410-2100102电流/A1041020501002005001000电压(V)泄漏区箝位工作区过载区压敏电阻雷击浪涌防护设计技术优点缺点•通流容量大•动作响应快•无续流•极间电容大•老化瞬态电压抑制器雷击浪涌防护设计技术TVS—TransientVoltageSuppressor伏安特性+-+-正向反向正向电压反向电压VRMVbrVcIPPIRM正向电流反向电流TVS雷击浪涌防护设计技术优点缺点•箝位电压低•动作响应快•无续流•无老化•通流容量较小几种保护器件的比较雷击浪涌防护设计技术气体放电管压敏电阻TVS泄漏电流无小小续流有无无极间电容小大中响应时间慢(us)较快(ns)快(ps)通流容量大(1kA~100kA)大(0.11kA~100kA)较小(0.1kA~1kA)老化现象有有无箝位电压放电电压高中等低防雷电路设计雷击浪涌防护设计技术三级保护电路雷击浪涌防护设计技术输出端输入端VVVttt典型电路分析雷击浪涌防护设计技术单相交流电源的单级保护电路LM1M2M3PENM1、M2的型号和参数应一样典型电路分析雷击浪涌防护设计技术单相交流电源的单级保护电路PELNM1M2M3min(Ufdc)≥1.2max(UP)放电管：压敏电阻：在电压UP下的电流应小于放电管的熄弧电流值UP：电路最高工作电压峰值典型电路分析雷击浪涌防护设计技术单相交流电源的两级保护电路LNPEM1M2M3L1L2C1C2M6M4M5C3第一级：泄流第一级保护电路第二级保护电路第二级：箝位典型电路分析雷击浪涌防护设计技术信号接口保护电路保护电路保护电路发送器长线接收器减小寄生电感雷击浪涌防护设计技术保护器件保护器件保护器件保护器件减小寄生电感雷击浪涌防护设计技术防雷器件安装点PCB板上防雷器件的布局案例分析雷击浪涌防护设计技术案例一：电源端口防雷设计雷击浪涌防护设计技术G1VR2VR3VR1F1F2LNPE保险管的参数必须合理选取，使之不能损坏电路的防雷能力。案例一：电源端口防雷设计雷击浪涌防护设计技术器件参数F1、F2：型号T10AL250VAC，额定电流10A。VR1、VR2、VR3：型号S20K385，85℃环境温度下最大可承受冲击电流（8/20uS）10KA。G1：型号EC600X，额定通流量5KA，最大通流量10KA。模块一F1、F2：型号250VT8AH，额定电流8A。VR1、VR2、VR3：型号S20K420，85℃环境温度下最大可承受冲击电流（8/20uS）10KA。G1：型号R608XA，额定通流量5KA，最大通流量10KA。模块二案例一：电源端口防雷设计雷击浪涌防护设计技术防雷能力模块一模块二有保险管，防雷能力小于3KA（8/20us）保险管短接，防雷能力大于5KA（8/20us）案例一：电源端口防雷设计雷击浪涌防护设计技术直流电源保护电路Fuse-48VTVS根据电压拉偏要求（EN300132-2），设备应在-40.5V~-57V范围内正常工作，因此单板供电电压的上限值VMO取为57V，VRM可在（63V~68V）范围内取值，VRM最大值不超过80V。案例二：信号端口的防雷雷击浪涌防护设计技术E1、T1接口保护电路案例三：工程防雷雷击浪涌防护设计技术某电信局站Ａ该站总共6块用户板，一年半时间共返修50余块。电源线和用户线均由架空明线引入，接地桩的接地电阻为3Ω。分析认为这些损坏是因雷击引起。案例三：工程防雷雷击浪涌防护设计技术案例三：工程防雷雷击浪涌防护设计技术案例三：工程防雷雷击浪涌防护设计技术相关设备的接地设计(站Ａ)配线架ONUSDH室内室外架空用户线案例三：工程防雷雷击浪涌防护设计技术该站开通时间早于站Ａ，但雷击故障很少。该站的电源条件和用户线条件与黄竹站一样，都是农电和架空明线引入。某电信局站Ｂ案例三：工程防雷雷击浪涌防护设计技术相关设备的接地设计(站Ｂ)配线架ONUSDH室内室外架空用户线雷击浪涌防护设计技术参考文献张小青，《建筑物内电子设备的防雷保护》，电子工业出版社GB50057，建筑物内防雷设计规范YD5098，通信局（站）防雷与接地工程设计规范YD/T993，电信终端设备防雷技术要求及试验方法YD/T944，通信电源设备的防雷技术要求和测试方法GB17626.5，浪涌冲击抗扰性试验雷击浪涌防护设计技术谢谢