防雷器(SPD)在电子信息系统中的应用.doc

防雷器（SPD）在电子信息系统中的应用雷电灾害是联合国公布的10种最严重的自然灾害之一，也是目前我国严重的自然灾害之一。我国的雷击灾害十分频繁，受灾率高，造成的灾害十分严重，雷电灾害给人们生活带来了极大的安全隐患。随着现代科学技术的进步，知识经济和信息时代已经到来，微电子技术、信息技术已渗透到了人类社会生产和生活的各个领域，各种电子信息设备大量涌现、品种之多、数量之大、应用的范围之广，特别是微电子技术的飞速发展，微电子器件的集成化、小型化、高速化的水平不断提高，而“三化”的必然结果是导致各种电子信息设备的耐过压、耐过流和抗雷电电磁脉冲的能力大大降低，然而极易遭受雷电的危害，特别是雷电电磁脉冲（感应雷）造成的损害更为严重，约占总雷害事故的80以上。因此，为了消除这一公害，人们进行了深入的理论研究和广泛的实践探索，研发了品种繁多的电子信息系统的雷电防护产品，不断完善电子信息系统的雷电防护的工程技术。l-QwT2一、防雷器（英文缩写为SPD，以下简称SPD）的类型、性能介绍M防雷器（SPD）又称等电位连接器、浪涌保护器、浪涌抑制器、过电压保护器、突波吸收器、防雷保安器等。BA.1、防雷器有电源线路防雷器，天馈线路防雷器及信号线路防雷器等。R（1）最大持续运行电压Uc：/_Pdk可以持续施加于电涌保护器的最大交流有效值电压或最大直流电压，等于电涌保护器的额定电压。ir（2）冲击电流Iimp：U1用于电源的第一级保护SPD，反映了SPD的耐直击雷能力（采用10/350s波形）。包括幅值电流Ipeak和电荷Q，其值可根据建筑物防雷等级和进入建筑物的各种设施（导电物、电力线、通讯线等）进行分流计算。dQ60（3）标称放电电流In：!m流过SPD的8/20s电流波的峰值电流，用于对SPD做级分类实验或做级分类实验的预处理。对于级分类实验In不小于15 KA，对于级分类实验In不小于5KA。Sw9（4）保护电压水平Up:kj2/在标称放电电流（In）下的残压，又称SPD的最大钳压，对于电源保护器而言，可分为一、二、三、四级保护，保护级别决定其安装位置，在信息系统中保护级别需与被保护系统和设备的耐压能力相匹配。二、电源线路防雷器（SPD）的选用与安装W1、.进入建筑物的各种设施之间的雷电流分配情况如下：约有50%的雷电流经外部防雷装置泄放入地，另有50%的雷电流将在整个系统的金属物质内进行分配。这个评估模式用于估算在LPAOA区、LPZOB区和LPZ1区交界处作等电位连接的防雷器的通流能力和金属导线的规格。该处的雷电流为10/350s电流波形。在各金属物质中雷电流的分配情况下：各部分雷电流幅值取决于各分配通道有的阻抗与感抗，分配通道是指可能被分配到雷电流的金属物质，如电力线、信号线、自来水管、金属构架等金属管级及其它接地，一般仅以各自的接地电阻值就可以大致估算。在配电线路设备的耐冲击过电压额定值应符合表5.4.1-1规定。电子信息系统设备配电线路浪涌保护器安装位置及电子信息系统电源设备分类示意如图5.4.1-1和图5.4.1-2所示。电源通道根据有关技术规范，防雷分区，实行合理的避雷器防护方案。在此过程中，严格遵从以下原则：A、多级防护原则； B、能量配合原则； C、绝缘配合原则； D、区别不同接地制式原则。2、在直击雷非防护区(LPZ0A)或直击雷防护区(LPZ0B)与第一防护区(LPZ1)交界处宜安装10/350us波形最大冲击电流Iimp通过I级分类试验的浪涌保护器或限压型浪涌保护器作为第一级保护；第一防护区之后的各分区(含LPZ1区)交界处应安装8/20us波形的最大放电电流Imax通过II级分类试验的限压型浪涌保护器,选择220/380V三相系统中的浪涌保护器时,其接线端的最大持续运行电压Uc应符合(1)在TT系统中电压Uc应大等于1.55Uo,(2)在TN、TT系统中电压Uc应大等于1.15Uo,(3)在IT系统中电压Uc应大等于1.15Uo,Uo是低压系统相线对中性线的标称电压,在220/380V三相系统中Uo=220V。使用直流电源的信息设备，视其工作电压要求，其最大持续运行电压Uc大于工作电压1.5倍以上,宜安装适配的直流电源浪涌保护器。kCsJVq3、防雷器（SPD）连接导线应平直，其长度不宜大于0.5m。当电压开关型浪涌保护器至限压型浪涌保护器之间的线路长度小于l0m、限压型浪涌保护器之间的线路长度小于5m时，在两级浪涌保护器之同应加装退耦装置。当浪涌保护器具有能量自动配合功能时浪涌保护器之间的线路长度不受限制。浪涌保护器应有过电流保护装置，并宜有劣化显示功能。S1qt4、防雷器（SPD）安装的数量，应根据被保护设备的抗扰度和雷电防护分级确定。61h5、用于电源线路的浪涌保护器标称放电电流参数值宜符合表5.4.1-2规定。g_/q%6、防雷器（SPD）安装=vC四、信号线路防雷器（SPD）的选用与安装-E1、进、出建筑物的信号线缆，宜选用有金属屏蔽层的电缆并宜埋地敷设在直击雷非防护区(LPZ0A)或直击雷防护区(LPZ0B)与第一防护区(LPZl)交界处电缆金属屏蔽层应做等电位连接并接地。电子信息系统设备机房的信号线缆内芯线相应端口，应安装适配的信号线路防雷器（SPD），防雷器（SPD）的接地端及电缆内芯的空线对应接地。+9ao2、电子信息系统信号线路防雷器（SPD）的选择，应根据线路的工作频率、传输介质、传输速率、传输带宽、工作电压、接口形式、特性阻抗等参数，选用电压驻波比和插入损耗小的适配的防雷器（SPD）。信号线路防雷器（SPD）参数应符合表，5.4.2-1、5.4.2-2的规定。3、信号线路防雷器（SPD）的安装TqP!（1）信号线路防雷器（SPD）应连接在被保护设备的信号端口上。防雷器（SPD）输出端与被保护设备的端口相连。防雷器（SPD）也可以安装在机柜内，固定在设备机架上或附近支撑物上。+（2）信号线路防雷器（SPD）接地端宜采用截面积不小于1.5mm2的铜芯导线与设备机房内局部等电位接地端子板连接，接地线应平直。)N*五、 程控数字用户交换机线路防雷器（SPD）的选用与安装fKr8nE1、程控数字用户交换机及其他通信设备信号线路，应根据总配线架所连接的中继线及用户线性质，选用适配的信号线路防雷器（SPD）。xz03、浪涌保护器的接地端应与配线架接地端相连，配线架的接地线应采用截面积不小于16mm2的多股铜线，从配线架接至机房的局部等电位接地端子板上。N六、计算机网络系统防雷器（SPD）的选用与安装A1、进、出建筑物的传输线路上防雷器的设置：qi9.（1）A级防护系统宜采用2级或3级信号防雷器（SPD）；（2）B级防护系统宜采用2级信号防雷器（SPD）；（3）C、D级防护系统宜采用1级或2级信号防雷器（SPD）。各级防雷器（SPD）宜分别安装在直击雷非防护区(LPZ0A)或直击雷防护区(LPZ0B)与第一防护区(LPZ1)及第一防护区(LPZ1)与第二防护区(LPZ2)的交界处。Z7I 2、计算机设备的输入输出端口处，应安装适配的计算机信号防雷器（SPD）。S#3、机房内信号浪涌保护器的接地端，宜采用截面积不小于1.5mm2的多股绝缘铜导线单点连接至机房局部等电位接地端子板上；计算机机房的安全保护地、信号工作地、屏蔽接地、防静电接地和防雷器（SPD）接地等均应连接到局部等电位接地端子板上。C4七、 安全防范系统防雷器（SPD）的选用与安装h;1、置于户外的摄像机信号控制线输出、输入端口应设置信号线路防雷器（SPD）。K52、主控机，分控机的信号控制线、通信线、各监控器的报警信号线，宜在线路进出建筑物直击雷非防护区(LPZ0A)或直击雷防护区(LPZ0B)与第一防护区(LPZ1)交界处装设适配的线路防雷器（SPD）。G3、系统视频、控制信号线路及供电线路的防雷器（SPD），应分别根据视频信号线路、解码控制信号线路及摄像机供电线路的性能参数来选择。八、 火灾报警控制系统防雷器（SPD）的选用与安装Tw1、火灾报警控制系统的报警主机、联动控制盘、火警广播、对讲通信等系统的信号传输线缆宜在进出建筑物直击雷非防护区(LPZ0A)或直击雷防护区(LPZ0B)与第一防护区(LPZl)交界处装设适配的信号防雷器（SPD）。J/2W2、防控制室与本地区或城市“119”报警指挥中心之间联网的进出线路端口应装设适配的信号防雷器（SPD）。九、建筑设备监控系统的防雷器（SPD）的选用与安装AGM系统的各种线路，在建筑物直击雷非防护区(LPZ0A)或直击雷防护区(LPZ0B)与第一防护区(LPZl)交界处应装设线路适配的防雷器。J十、有线电视系统的防雷器（SPD）的选用与安装Nf#Y?*1、进、出建筑物的信号传输线，宜在入、出口处装设适配的防雷器（SPD）。%Vn2、有线电视信号传输线路，宜根据其干线放大器的工作频率范围、接口形式以及是否需要供电电源等要求，选用电压驻波比和插入损耗小的适配的浪涌保护器。qJ3、进出前端设备机房的信号传输线，宜装设适配的防雷器（SPD）。-N+3十一 电子信息信系综合防雷|YEYG1、电子信息信系综合防雷工程包括对直击雷的防护和对雷电电磁脉冲（感应雷）的防护。对雷电电磁脉冲的防护应综合考虑雷电成灾的多种物理因素，针对雷电的各种耦合途径、耦合通道及其危害机理，采用相应的综合防雷技术和措施。对于电子信息设备而言，雷电电磁脉冲能量的耦合主要通过以下三个通道侵入：一是雷电电磁脉冲能量通过各种多发管线通道（多发管道、多发构件、各种线缆等）的传导耦合；二是通过地线通道的传导耦合（地电位反击）；三是雷电电磁脉冲能量通过空间通道的辐射耦合。由于雷电的侵袭是无孔不入的，因此信息防雷是综合性的系统工程，所采取的技术措施也是多方面的。任何单一的防护措施，其效果都是有限的。这些防护措施和技术可概括为：两个部分（外部防护、内部防护）和五项技术（拦截、屏蔽、均压、分流和接地）。不同部分和各项技术都有其重要作用，相互之间紧密联系，不能将它们割裂开来。dHJ72