弱电设备的浪涌保护.doc

行业资料：_弱电设备的浪涌保护单位：_部门：_日期：_年_月_日第 1 页 共 11 页弱电设备的浪涌保护随着电子技术，尤其是微电子技术、计算机技术、大规模集成电路技术的发展，和在电力系统中应用的日益广泛，以电子技术应用为特征的弱电设备（系统），在电力系统所占据的地位日显重要；这些设备和系统对于强电的防护能力，相对于普通的电气设备和用分离元器件组装的电子设备而言，要脆弱得多，由于雷电等浪涌对这些设备的破坏所造成的危害也显得日益突出。在生产实际中，我们经常会遇到某些电子设备板卡、芯片等损坏，而找不到确切原因的情况，尤其是变电所中的电子设备，如电力通信设备、远动自动化设备、微机保护设备、图像监控系统等等。研究表明，这种情况的发生，不少都是由浪涌所造成。现代电子设备（系统）对浪涌所具有的灵敏特性，决定了对其进行特殊防护的必要性。同时，这些电子设备与浪涌耦合渠道又是立体多通道的，不是一般性防护措施所能完成的，必须综合电子设备的运行环境，采取相应的防护手段和措施。对电子设备接口采取必要的浪涌防护手段，是保证其正常运行的根本措施和保障。国内外专家学者对此都进行了大量的实验和研究，IEC（国际电工委员会）、ITU(国际电信联盟)等组织都制定了相应的防雷电及电磁脉冲的标准，如IEC1024、IEC1312、ITU的K系列等。IEC1024、IEC1312相继公布了雷电流参数和雷电波形，并对雷电保护区（LPZ）的划分、系统的分级保护和浪涌过电压保护器（SPD）的各项指标进行了规定。我国的国家标准建筑物防雷设计规范（GB50057-94）、信息产业部移动通信基站防雷与接地设计规范（YD5068-98）等也都对雷电电磁脉冲的防护进行了规定。随着研究的不断的深入和认识的不断提高，目前，人们的注意力已从过去单纯的防雷逐步转向综合浪涌干扰防护。1浪涌的基本原理浪涌（surge），又叫突波，是存在于供电系统中的一种极为普遍的电压/电流瞬间过大的波动现象。国外一些资料将浪涌分为四个组成部分:浪涌最主要的来源是雷电，它可以通过电力线传导，也可能是在低压电源线上或信号线上感应产生；浪涌的另一个来源是公用电网，开关操作时，在电力线上产生的过电压。研究发现，低压电力线上80以上的浪涌产生于建筑物内部的设备，诸如来自空调机、空压机、电弧焊机、电泵、电梯、开关电源和其它一些感性负荷的浪涌。浪涌产生原因见表1。浪涌不同于一般意义上的过电压，因为它不仅幅值高，而且发生的时间极为短暂，一般的过电压保护因为其反应速度低而对其无能为力。为了测试设备和系统对于雷击及其它浪涌的敏感性，人们在对雷击及其它浪涌进行观察分析的基础上，制定了一系列的标准。在标准中对各种浪涌的波形、幅值等指标做了明确规定，标准浪涌波形如图1所示。用于仿真雷击、静电放电和快速瞬态的测试波形，一般描述为双指数函数。从图2几种雷击波涌的频谱曲线图可以看出，浪涌波形的波前时间越短，则其所包含的频带越宽，频率越高。对电子设备电磁兼容来说，高频是辐射干扰的主要原因。可以发现，快速静电放电脉冲虽然只有50ns的波长，10kV电压脉冲，对于50电阻的放电能量也只有E=100mJ。可是它的第一拐点频率达2.66MHz，第二拐点为48MHz，这么高的频率对于电子设备的正常运行是极大的挑战。幅值频谱分析表明许多浪涌呈现低频特征，即主要能量集中在频率较低的频段。但是由于非常低的能量就会引起集成电路的状态混乱或损坏，因此在浪涌波形中所含的高频能量，即使比例较低，也足以影响采用半导体技术的电路正常运行。事实上对采用集成电路技术的电子设备的损害，或误动大多都是由于浪涌能量造成的。通常认为集成电路装置的受损能量级为100mJ。低频能量可以通过硅二极管、压敏电阻、接地和控制环路面积进行消除，但高频能量必须通过滤波和屏蔽技术控制。分析显示大部分浪涌能量是低频。瞬态也存在高频问题，测试波形包含很大能量，在低频段很窄的频段内可含100mJ，从浪涌能量分析可以看出在显著高频区，残余能量也都大于100mJ。能量计算表明，对于快速上升时间的双指数曲线，大约50%以上的总能量存在于第一拐点以下，50%以下总能量存在于第一拐点频率以上，而大约1%的总能量包含在第二拐点频率以上。低压交流电源线上的浪涌是与过电压有联系的，但又不等同于过电压，因为浪涌既包括电压的瞬变，又包括电流的瞬变。同样道理抑制浪涌也不等同于过电压保护。过电压保护是线路和电气设备绝缘完好性的保障，而抑制浪涌是低压系统和电子设备可靠运行，及电磁兼容的保障。常用的浪涌抑制器件为气体放电管、氧化锌压敏电阻、瞬态电压抑制器、硅二极管等。它们工作原理不同，但它们有相似的伏安特性，即两端电压低于规定电压时，通过电流很小，而当两端电压高于规定电压后，通过电流会呈指数规律增长。这一伏安特性能使其同时满足抑制浪涌泻流和限幅的要求，因而也就成为抑制浪涌的主导器件。尤其是氧化锌压敏电阻，不仅限幅电压可以很低，导通电流也可以很大，价格又便宜，已经成为电气设计师首选的浪涌抑制器件。最近开发研究的各种纳秒级瞬态抑制器件，以及从前实际应用的大电流吸收能力的开关管，使得研制电力通信接口浪涌抑制器成为可能。目前浪涌抑制器根据使用场合不同具有不同的限流水平和泄流能力。浪涌抑制器的分类大致如下：（1）限幅型：氧化锌压敏电阻具有较高电能吸收能力和纳秒级响应时间，具有低限幅和快速反应能力的TVSs等。工作原理是稳压。这种原理工作的器件泻流能力较差，功率较小。（2）开关型：主要指气体放电管，它响应较慢，瞬态的发生可能快于它的响应时间。主要是根据短路原理把浪涌通过保护接地线返回，而防止进入通信设备。这种原理工作的器件续流问题，影响了其使用范围。（3）混合型：这主要是指MOV或TVS与开关管的联合使用,这种类型综合利用大功率器件与快速响应器件的优势，具有广阔的使用和开发前景，但是由于不具备频率选择功能，而不适应通信接口中使用。（4）正弦波跟踪型：这是一种新技术，它能跟踪交流正弦波，对通过其它保护装置上的微小尖峰和瞬态做出响应。它只对瞬态干扰进行分析而做出响应，是其中包括数据、信号、电话等通信中，实现浪涌抑制的理想选择，也是目前国内外有关专家努力研究的热点。第 6 页 共 11 页弱电设备维修作业规程1.0目的规范弱电设备的维修程序，确保高效率、高质量地完成弱电设备的维修工作。2.0范围适用于各小区弱电设备的维修管理。3.0内容3.1维修注意事项3.1.1应熟悉待维修设备的电路原理及功能方框图。3.1.2必须正确判断故障部位、故障元器件，切忌乱换乱拆、胡乱调整。3.1.3为确保人身安全，维修时如需带电作业（电压高于36V时），应做好相应的安全措施。3.1.4为确保待维修设备的安全，测量某焊点电压时切忌与相邻焊点相碰；维修印刷线路板底面时切忌与金属物件相碰，最好用绝缘板托起；注意合理放置维修工具以免引起意外。3.2基本维修方法3.2.1观察法a、有无虚焊、松脱、烧焦的元器件b、有无异常的声音c、观察图像效果3.2.2静态测量法a、短路电阻测量法b、电流测量判断法c、电压测量判断法3.3天线系统的维修3.3.1放大器a、检查输入、输出插头是否松驰、氧化、生锈，如是则应整修或更换插头。b、检查输入信号，一般应为90db，如相差太大（15db以上）则应联系有线电视台维修。c、如果输入信号满足要求，调整低频增益、高频增益至最大，而输出仍不能达到要求（104db），则应联系有线电视台维修。3.3.2分配器a、检查输入、输出插头是否松驰、氧化、生锈，如是则应整修或更换插头。b、检查分配器输入、输出信号强弱，如果输出信号比输入信号减少5db以上，则应联系有线电视台维修。3.3.3分接盒a、检查分接盒输入、输出插头是否松驰、氧化、生锈，如是则应整修或更换插头。b、检查分接盒输入、输出信号强弱，如果输出信号比输入信号减少2db以上，则应联系有线电视台维修。3.3.4插座a、检查插座接线是否牢固，插孔是否太松驰，如是则应整改插座，整改达不到要求的应更换。b、检查插座输入与输出信号，如果输出信号比输入信号减少2db以上，则应联系有线电视台维修。3.3.5馈线a、检查馈线对地绝缘电阻应大于2M，线间绝缘电阻应大于10M。b、检查馈线100米内的信号衰减应不超过10db，否则应更换馈线。3.4电话线维修3.4.1检查电话线接头有无生锈、氧化或发霉断火，如是则应重接接头（烫锡处理）。3.4.2检查电话线有无断线，如有则应更换一根电话线（有两根备用线）。3.4.3检查电话线有无短路或漏电，如有则应更换电话线。3.5楼宇对讲维修3.5.1室内听不到铃声a、检查主机按钮开关是否接触良好，否则应更换按钮开关。b、检查室内分机待机转换开关是否接触良好，如接触不良则应整修处理。c、如仍不振铃，则应重点检查振铃放大电路，直至故障排除。3.5.2不能对讲a、检查通话线是否接触良好，如接触不良则应重新焊接。b、检查室内分机扩音器、扬声器是否正常，如不正常则应更换。c、检查室内分机放大电路，重点检查三极管直至故障排除。3.5.3不能开启楼下大门a、检查锁舌部件是否灵活，如阻滞则应添加润滑油。b、检查开锁磁线圈接线是否良好、线圈是否烧坏，如是则应重新接好线头或更换电磁线圈。c、检查分机开锁按钮是否接触良好，开锁继电器是否动作可靠，开锁电路有无损坏的元器件，如有则应逐一检查并排除故障。3.5.4主机无电源a、检查桥式整流二极管有无损坏，如损坏则应更换同规格二极管。b、检查电源变压器是否烧坏，如是则应更换同规格的变压器。3.6可视对讲机维修3.6.1无图像、声音，但开锁正常a、调节亮度电位器观察屏幕有无光栅，如有光栅则应检查室内机与门口机的图像信号连接线是否接牢，否则应重新接好（烫锡焊接）。b、如调节亮度电位器屏幕仍无光栅，此时应检查室内机电路板，包括振荡电路、推动电路、输出电路、图像显示电路等逐级检查，直至故障排除。3.6.2通话无声音a、检查听筒与室内机的接线是否牢固，否则应重新接好（烫锡、焊接）。b、调节音量电位器，如扬声器里有交流声发出，则说明室内机的放大电路正常，此时应检查门机上的麦克风，如麦克风损坏则应更换同规格麦克风。c、调节音量电位器，如扬声器里什么声音都没有，则说明室内机的放大电路有问题，室内放大电路包括音频输入电路、前置放大电路、功放电路，此时应逐级进行检查直至故障排除。3.6.3不能开启楼下大门：按3.5.3执行。3.7