一文看雷击浪涌的防护解析
更新时间:2024-01-05 点击次数:538
电子设备雷击浪涌抗扰度试验的国家标准为GB/T17626.5(等同于国际标准IEC61000-4-5 )。 (1)雷电击中外部线路,有大量电流流入外部线路或接地电阻,因而产生的干扰电压。 (2)间接雷击(如云层间或云层内的雷击)在外部线路上感应出电压和电流。 (3)雷电击中线路邻近物体,在其周围建立的强大电磁场,在外部线路上感应出电压。 (4)雷电击中邻近地面,地电流通过公共接地系统时所引进的干扰。标准除了模拟雷击外,还模拟变电所等场合,因开关动作而引进的干扰(开关切换时引起电压瞬变),如:
(1)主电源系统切换时产生的干扰(如电容器组的切换)。 (2)同一电网,在靠近设备附近的一些较小开关跳动时的干扰。 (4)各种系统性的故障,如设备接地网络或接地系统间的短路和飞弧故障。这两种线路都属于空架线,但线路的阻抗各不相同:在电源线上感应产生的浪涌波形比较窄一些(50uS),前沿要陡一些(1.2uS);而在通信线上感应产生的浪涌波形比较宽一些,但前沿要缓一些。后面我们主要以雷击在电源线上感应生产的波形来对电路进行分析,同时也对通信线路的防雷技术进行简单介绍。上图是模拟雷电击到配电设备时,在输电线路中感应产生的浪涌电压,或雷电落地后雷电流通过公共地电阻产生的反击高压,的脉冲产生电路。4kV时的单脉冲能量为100焦耳。
图中Cs是储能电容(大约为10uF,相当于雷云电容);雷击浪涌抗扰度试验对不同产品有不同的参数要求,上图中的参数可根据产品标准要求不同,稍有改动。(1)开路输出电压:0.5~6kV,分5等级输出,最后一级由用户与制造商协商确定;(2)短路输出电流:0.25~2kA,供不同等级试验用;(3)内阻:2 欧姆,附加电阻10、12、40、42欧姆,供其它不同等级试验用;(4)浪涌输出极性:正/负;浪涌输出与电源同步时,移相0~360度;3级:普通的电磁骚扰环境、对设备未规定特殊安装要求,如工业性的工作场所;4级:受严重骚扰的环境,如民用空架线、未加保护的高压变电所。图中18uF电容,可根据严酷等级不同,选择数值也可不同,但大到一定值之后,基本上就没有太大意义。10欧姆电阻以及9uF电容,可根据严酷等级不同,选择数值也不同,电阻最小值可选为0欧姆(美国标准就是这样), 9uF电容也可以选得很大,但大到一定值之后,基本上就没有太大意义。