關(guān)于電子設備的防雷設計

王瑜

【摘要】電子設備由于是由若干個電子元件構(gòu)成的，所以電子設備在雷擊電流下極導造成損壞，使設備的使用性能受到破壞，所以為了有效的確保電子設備運行的安全性，則需要電子設備使用企業(yè)做好防雷結(jié)構(gòu)設計，確保電子設備能夠穩(wěn)定、安全的運行。

【關(guān)鍵詞】電子設備;防雷設計;雷擊;電子均衡器

在夏季來臨時，經(jīng)常會有雷電現(xiàn)象發(fā)生，一旦雷電產(chǎn)生，則會使地面上部分設備帶來較大的影響，特別是一些貴重的電子設備更易受到雷電的襲擊，使電子設備所屬企業(yè)帶來嚴重的損失。所以需要企業(yè)加大對電子設備的防雷設計，有效的掌握雷電發(fā)生的規(guī)律，從而使企業(yè)的經(jīng)濟損失得以有效的降低。

1.電子設備受到雷擊損壞路徑

雷電在發(fā)生時，由于其形成強大的電流和電壓，當其作用在電子設備上或是電子設備周圍的地面及接地體時則會產(chǎn)生過電壓，從而使電子設備受到不同程度的損壞。由于雷電過電壓給電子設備帶來的損壞形式主要表現(xiàn)在三個方面。其一是由于直接雷擊所給電子設備和元器件所帶來的損害，這種損害具有極強的破壞性;其二是由于感應雷作用在電子設備和元件所給間接破壞，其相對于直接雷擊的破壞來講程度要稍輕些;當直擊雷直接作用于電子設備周圍的地面及其它設備的接地體時，則會導致高電位的發(fā)生，使電子設備受到較大程度的破壞。

在長期的實踐工作中發(fā)現(xiàn)，電子設備受到雷擊而發(fā)生損害，其多數(shù)情況下都是由于間接雷擊所導致的，當電子設備的導致狀態(tài)為開口環(huán)形感應電壓時，則在雷擊發(fā)生時，則會導致開口處的兩點被擊穿而產(chǎn)生電火花。但對于導體為閉合回咱時，則會由于感應電壓的存在而全電路中存在接觸異常的地方產(chǎn)生發(fā)熱的情況，嚴重時則會導致電子設備受到燒毀。電子設備由于是由多個電子元器件組成，而且這些電子元器件多集中于入口端，所以在間接雷擊下，極易導致元器件受損由于電子設備內(nèi)部的元器件只有極小的電流能夠通過，所以在間接雷作用下，往往不可能一次性的對設備造成損壞，特別是對于絕緣能力較強的電子設備，更不易受到損壞，但在多次雷擊發(fā)生時，會導致電子設備元器件在重復多次雷擊下使其損壞情況加劇，從而導致設備受到破壞。

2.電子設備受到雷擊破壞的具體形式

雷擊并不是單一的，其方式呈現(xiàn)多樣化的形式，所以在雷擊作用下會對電子設備帶來不同程度的損害，因此需要對雷擊破壞的具體形式進行分析，從而提出具有針對性的防雷設計方案，確保電子設備能夠安全、有效的運行。

2.1 感應雷：感應雷所對電子設備帶來的破壞程度并不是很重，但由于其發(fā)生的頻率較高，所以不可避免的會給電子設備帶來損壞。其破壞主要集中于電子設備內(nèi)部結(jié)構(gòu)線路、埋地電力線和設備連接線等處，使串聯(lián)于線路之間及終端的電子設備受到雷電的侵襲，從而使電子設備受到不同程度的損壞。

2.2 直擊雷：直擊雷是直接作用于物體上，由于受到雷擊時，物體會有電效應、熱效應和機械效應同時作用，所以其具有較強的殺傷力和破壞力，通常會導致受到直擊雷的物體嚴重受損，直接導致人員傷亡事故的發(fā)生。

2.3 球形雷：由于球形雷在我們?nèi)粘Ｉ钪袠O為罕見，所以對其了解也較少，其出現(xiàn)時多會呈現(xiàn)出橙和紅兩種顏色，為發(fā)光的球體，最大直徑可達到一米左右，其持續(xù)時間較短，沒有聲音，一旦與電氣設備接觸則會導致爆炸的發(fā)生。

2.4 電火花：由于雷電產(chǎn)生時會具有較強的電流，而且電流的穩(wěn)定性還較差，所以其形成不穩(wěn)定的電磁場，出現(xiàn)電磁作用從而引發(fā)電火花，相對于雷電所對電子設備帶來的損害來講，電火花的損傷程度則較弱，輕易不會給電子設備帶來較大的損壞，但在特殊下則會導致電子設備受損。

3.當代防雷技術(shù)的設計

3.1 接地電阻

在防雷設計中需要結(jié)合電子設備裝置的具體隋況，采用適合的接閃器.以及接地電阻裝置，并且保證在高度、截面積等方面都與電子設備的實際情況相符，同時可采取距離、等電位連接等多種方式來設計成綜合性的雷擊防護體系，這樣可保證良好的防雷效果。

3.2 避雷網(wǎng)

針對由于雷電導致靜電感應、電磁脈沖，最為科學的防雷設計要屬避雷網(wǎng)的運用.通常都采用籠式避雷網(wǎng)。其主要是結(jié)合法扣第籠原理來為建筑物內(nèi)的電子設備建立一道堅固的屏障。其除了可以防止空間電磁波的輻射外，對于設備內(nèi)的分流和均壓都有很好的作用。

3.3 電阻電管

電阻和電管是避雷裝置中主要的組成部分，其通常包括氧化鋅壓敏電阻、氣體放電管。氧化鋅壓敏電阻主要作用是限制電壓起到保護電子設備的作用，在吸收脈沖電壓過程中不會出現(xiàn)短路，而氣體放電管的抗沖擊能力極強，且耐流能力會隨著管徑的變大而變強。

3.4 等電位連接

等電位連接的防雷原理是把雷電襲擊電子設備的途徑徹底切斷，避免雷電對設備造成損壞。在等電位連接時多數(shù)采取等電位連接導體的連接方式，這樣能夠大大降低由于雷電形成的電位差，保證設備部件的電位差控制在承受范圍內(nèi)，防止遭到電擊損壞。

4.電子均衡器的防雷設計

目前我國工業(yè)生產(chǎn)中電子設備應用的較為普遍，特別是電子均衡器更是得到廣泛的應用，由于該設備多處于露天場所使用，所以相對于其他電子設備來講，其受到雷擊襲擊的概率則更高。所以在雷擊作用下，極易導致電子均衡器中的傳感器、二次儀表和計算機系統(tǒng)受到雷電的襲擊而失去使用性能，所以需要加強對電子均衡器進行防雷設計。

4.1 等電位保護。電子均衡器受到雷電襲擊后，其系統(tǒng)內(nèi)部能夠形成幾萬甚至幾十萬伏的高電位。這對于均衡器的各個裝置都是極為沉重的破壞，能給均衡器造成毀滅性的打擊。針對均衡器的接口進行等電位保護設計，能夠防止這種高電位給電子均衡器帶來的破壞。

4.2 切斷電氣連接。防雷設計中需要把傳感器與秤臺之間的鏈接切斷，并且為雷電形成的強大電流制造釋放途徑。最為關(guān)鍵的是把傳感器與秤臺之間的電氣連接切斷，這樣能夠在傳感器輸出端添加導流裝置，和秤體、接地實現(xiàn)連接，這樣能夠引導雷電流繞過傳感器進人大地，從而防止傳感器遭到破壞。

4.3 采取多級防護。通常對電子衡器系的電源實施三道防護設計，第一道電源防雷模塊設置于系統(tǒng)供電開關(guān)后，第二道電源防雷模塊設置于穩(wěn)壓電源前，第三道電源防雷模塊設置于電子設備前。

4.4 建立防雷接地網(wǎng)。把防雷接地網(wǎng)建立在秤臺附近，設計時保證整個系統(tǒng)與秤臺周圍接單接地極，這樣能夠讓整個電子衡器系統(tǒng)和具體設備的等電位連接器有效結(jié)合，保持共同接地，維護電子衡器的安全。

5.結(jié)束語

目前在我國工業(yè)生產(chǎn)中，電子設備已得到廣泛的應用，所以加強對其防雷保護進行設計，對于提高電子設備的防雷水平具有極其重要的意義，因此在對電子設備防雷設計時，不僅需要選擇具有針對性的避雷裝置，同時還要運用科學合理的防雷技術(shù)，從而達到良好的防雷效果。

參考文獻

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