電子設(shè)備（石化系統(tǒng)）的雷電過電壓保護——雷電過電壓保護系統(tǒng)（3）
電子設(shè)備防雷電過電壓是一個系統(tǒng)工程，國內(nèi)過電壓保護等方面欠缺相應(yīng)的標準，根據(jù)中華人民共和國標準法的規(guī)定，對國內(nèi)無相應(yīng)的標準可參考時，參照國際上有關(guān)規(guī)定執(zhí)行。依據(jù)IEC61312等國際標準結(jié)合國內(nèi)標準設(shè)計防雷系統(tǒng)。一個有效的防雷系統(tǒng)，包括3部分：直擊雷保護，一點接地，瞬態(tài)浪涌電壓抑制，三者缺一不可。而正確的連接和接地是其中最關(guān)鍵的因素。
1 直擊雷保護
直擊雷要靠接閃器經(jīng)引下線和接地裝置，或通過導(dǎo)電連接和接地良好的金屬構(gòu)架，將雷電流分流散流入地，而不流過被保護設(shè)備和部件；雷電流通過的部分阻抗低流散要好，以降低電位，避免引起對被保護物的反擊。同時要抑制引雷過程中的二次效應(yīng)。
2 一點接地
根據(jù)IEC61024-1：1990，借助電位補償布線和SPD實現(xiàn)雷電電磁防護均壓等電位系統(tǒng)，即將外部避雷器、建筑物鋼筋結(jié)構(gòu)、內(nèi)部安裝的設(shè)備外殼、用于非電系統(tǒng)的導(dǎo)體部分以及電氣和電訊裝置等連接起來，建立等電位，是實現(xiàn)內(nèi)部防雷保護的非常重要的措施。
除獨立避雷針外，其它交流地、保護地、信號地、防雷地等不同的接地均接成一點接地網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，使其電位差不隨雷擊電流的變化而變化，形成“水漲船高”的接地電位網(wǎng)絡(luò)。如圖1所示為石化控制室環(huán)形接地匯集環(huán)。
雷電過電壓保護的基本原理是在瞬態(tài)過電壓發(fā)生的瞬間（微秒或納秒級），在被保護區(qū)域內(nèi)的所有金屬部件之間應(yīng)實現(xiàn)一個等電位。“等電位是用連接導(dǎo)線或過電壓保護器將處在需要防雷的空間內(nèi)的防雷裝置、建筑物的金屬構(gòu)架、金屬裝置、外來的導(dǎo)體物、電氣和電訊裝置等連接起來。”[《建筑物防雷設(shè)計規(guī)范條文說明》（GB50057-94）]“等電位連接的目的在于減小需要防雷的空間內(nèi)各金屬部件和各系統(tǒng)之間的電位差”（IEC61312 3.4）。《建筑物防雷設(shè)計規(guī)范》（GB50057-94）中規(guī)定：“第3.1.2條裝有防雷裝置的建筑物，在防雷裝置與其他設(shè)施和建筑物內(nèi)人員無法隔離情況下，應(yīng)采取等電位連接。”在建立這個等電位連接網(wǎng)絡(luò)時，應(yīng)注意使相互之間必須進行信息交換的電器和電子設(shè)備與等電位連接帶之間的連接導(dǎo)線保持最短距離。同時，采用多條連接導(dǎo)線并聯(lián)也能明顯地降低電感量，因此可采用星型或網(wǎng)型結(jié)構(gòu)將被保護的裝置連接到一條等電位連接帶上。
對于系統(tǒng)中無法使用連接導(dǎo)線進行等電位連接的地方，應(yīng)使用SPD實現(xiàn)瞬態(tài)等電位連接。因此需要選 用一些響應(yīng)速度快的元件，在瞬態(tài)過電壓的情況下將數(shù)十千安的電流傳導(dǎo)入地。
在建立了由連接導(dǎo)線和SPD組成的等電位連接網(wǎng)絡(luò)后，當網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)瞬態(tài)浪涌過電壓甚至受到雷擊時，可以認為在極短的時間內(nèi)形成了一個等電位島，這個等電位島對于遠處的電位差可高達數(shù)十萬伏，而島內(nèi)由于實現(xiàn)了等電位連接，所有導(dǎo)電部件之間不會產(chǎn)生有害的電位差。
3 瞬態(tài)浪涌電壓抑制
完善的電子設(shè)備防雷需要由直擊雷防護（包括地電位陡升的反擊防護）、全頻域電磁脈沖（LEMP，SEMP，SDEP，ESEP，NEMP）防護和電子回路、電子設(shè)備敏感點防護組成的屏蔽接地處理，另一方面應(yīng)在其雷電通道的入口處系統(tǒng)地裝設(shè)SPD。
對電子設(shè)備，尤其是微處理機的大量使用，系統(tǒng)中的瞬態(tài)浪涌電壓會造成很大的系統(tǒng)故障。
電子設(shè)備的雷電主要是通過引線引入的，因此，一方面應(yīng)注意引線的屏蔽接地處理，另一方面應(yīng)在其雷電通道的人口處系統(tǒng)地裝設(shè)SPD。
電子設(shè)備群體的防雷保護，主要是抑制雷電入口的脈沖過電壓，視引線的性質(zhì)加裝不同類型的SPD，同時處理好子系統(tǒng)引線的屏蔽及均壓接地，系統(tǒng)地安裝適當?shù)腟PD。
綜上所述：雷電過電壓保護，應(yīng)該強調(diào)系統(tǒng)的概念，就是將直擊雷防護、等電位連接和系統(tǒng)地安裝SPD有機地結(jié)合起來，對于SPD不但要選擇好適當?shù)男吞枺€要注意其安裝的位置和彼此配合的層次。
此外，作為一項系統(tǒng)工程，過電壓保護器件的選型是前提，勘察設(shè)計是關(guān)鍵，施工安裝是保障。只有合格并且合適的產(chǎn)品選型，完整而全面的設(shè)計方案加之符合專業(yè)規(guī)定和標準的施工安裝，才能建立起行之有效的過電壓保護系統(tǒng)。（劉寶全 張華東）
1 直擊雷保護
直擊雷要靠接閃器經(jīng)引下線和接地裝置，或通過導(dǎo)電連接和接地良好的金屬構(gòu)架，將雷電流分流散流入地，而不流過被保護設(shè)備和部件；雷電流通過的部分阻抗低流散要好，以降低電位，避免引起對被保護物的反擊。同時要抑制引雷過程中的二次效應(yīng)。
2 一點接地
根據(jù)IEC61024-1：1990，借助電位補償布線和SPD實現(xiàn)雷電電磁防護均壓等電位系統(tǒng)，即將外部避雷器、建筑物鋼筋結(jié)構(gòu)、內(nèi)部安裝的設(shè)備外殼、用于非電系統(tǒng)的導(dǎo)體部分以及電氣和電訊裝置等連接起來，建立等電位，是實現(xiàn)內(nèi)部防雷保護的非常重要的措施。
除獨立避雷針外，其它交流地、保護地、信號地、防雷地等不同的接地均接成一點接地網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，使其電位差不隨雷擊電流的變化而變化，形成“水漲船高”的接地電位網(wǎng)絡(luò)。如圖1所示為石化控制室環(huán)形接地匯集環(huán)。
雷電過電壓保護的基本原理是在瞬態(tài)過電壓發(fā)生的瞬間（微秒或納秒級），在被保護區(qū)域內(nèi)的所有金屬部件之間應(yīng)實現(xiàn)一個等電位。“等電位是用連接導(dǎo)線或過電壓保護器將處在需要防雷的空間內(nèi)的防雷裝置、建筑物的金屬構(gòu)架、金屬裝置、外來的導(dǎo)體物、電氣和電訊裝置等連接起來。”[《建筑物防雷設(shè)計規(guī)范條文說明》（GB50057-94）]“等電位連接的目的在于減小需要防雷的空間內(nèi)各金屬部件和各系統(tǒng)之間的電位差”（IEC61312 3.4）。《建筑物防雷設(shè)計規(guī)范》（GB50057-94）中規(guī)定：“第3.1.2條裝有防雷裝置的建筑物，在防雷裝置與其他設(shè)施和建筑物內(nèi)人員無法隔離情況下，應(yīng)采取等電位連接。”在建立這個等電位連接網(wǎng)絡(luò)時，應(yīng)注意使相互之間必須進行信息交換的電器和電子設(shè)備與等電位連接帶之間的連接導(dǎo)線保持最短距離。同時，采用多條連接導(dǎo)線并聯(lián)也能明顯地降低電感量，因此可采用星型或網(wǎng)型結(jié)構(gòu)將被保護的裝置連接到一條等電位連接帶上。
對于系統(tǒng)中無法使用連接導(dǎo)線進行等電位連接的地方，應(yīng)使用SPD實現(xiàn)瞬態(tài)等電位連接。因此需要選 用一些響應(yīng)速度快的元件，在瞬態(tài)過電壓的情況下將數(shù)十千安的電流傳導(dǎo)入地。
在建立了由連接導(dǎo)線和SPD組成的等電位連接網(wǎng)絡(luò)后，當網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)瞬態(tài)浪涌過電壓甚至受到雷擊時，可以認為在極短的時間內(nèi)形成了一個等電位島，這個等電位島對于遠處的電位差可高達數(shù)十萬伏，而島內(nèi)由于實現(xiàn)了等電位連接，所有導(dǎo)電部件之間不會產(chǎn)生有害的電位差。
3 瞬態(tài)浪涌電壓抑制
完善的電子設(shè)備防雷需要由直擊雷防護（包括地電位陡升的反擊防護）、全頻域電磁脈沖（LEMP，SEMP，SDEP，ESEP，NEMP）防護和電子回路、電子設(shè)備敏感點防護組成的屏蔽接地處理，另一方面應(yīng)在其雷電通道的入口處系統(tǒng)地裝設(shè)SPD。
對電子設(shè)備，尤其是微處理機的大量使用，系統(tǒng)中的瞬態(tài)浪涌電壓會造成很大的系統(tǒng)故障。
電子設(shè)備的雷電主要是通過引線引入的，因此，一方面應(yīng)注意引線的屏蔽接地處理，另一方面應(yīng)在其雷電通道的人口處系統(tǒng)地裝設(shè)SPD。
電子設(shè)備群體的防雷保護，主要是抑制雷電入口的脈沖過電壓，視引線的性質(zhì)加裝不同類型的SPD，同時處理好子系統(tǒng)引線的屏蔽及均壓接地，系統(tǒng)地安裝適當?shù)腟PD。
綜上所述：雷電過電壓保護，應(yīng)該強調(diào)系統(tǒng)的概念，就是將直擊雷防護、等電位連接和系統(tǒng)地安裝SPD有機地結(jié)合起來，對于SPD不但要選擇好適當?shù)男吞枺€要注意其安裝的位置和彼此配合的層次。
此外，作為一項系統(tǒng)工程，過電壓保護器件的選型是前提，勘察設(shè)計是關(guān)鍵，施工安裝是保障。只有合格并且合適的產(chǎn)品選型，完整而全面的設(shè)計方案加之符合專業(yè)規(guī)定和標準的施工安裝，才能建立起行之有效的過電壓保護系統(tǒng)。（劉寶全 張華東）
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