雷击危害与防护新方案.ppt

雷击危害与防护新方案
雷击危害与防护新方案雷击危害与防护新方案目录
一、雷击浪涌危害简介
二、雷击对电子通讯设备的影响
三、常用雷击防护方案及元件
四、雷击浪涌防护新方案设计
五、新方案测试报告
六、雷击浪涌防护新方案的应用
七、讨论
目录
一、雷击浪涌危害简介
二、雷击对电子通讯设备的影响
三、常用雷击防护方案及元件
四、雷击浪涌防护新方案设计
五、新方案测试报告
六、雷击浪涌防护新方案的应用
七、讨论
一、雷击浪涌危害简介
雷击浪涌基本概念
雷击浪涌危害表现形式
雷击危害的防护
电子设备的防护重点
一、雷击浪涌危害简介
雷击浪涌基本概念
雷电是自然界所发生的云间或云地间的高电压、大电流放电现象，往往伴随着巨大的能量释放，当该放电对建筑、设备、甚至人身安全产生严重影响时，就形成雷击浪涌危害。
每次雷击往往是一个串行序列，由多次放电构成，但一般遵循能量递减规律，放电时间几十到几百微秒，放电间隔在几毫秒到上百毫秒范围，首次放电最强烈；
随着电子设备向集成化、小型化、智能化、网络化、在线待机功能等方向的发展，雷击危害的威胁表现得越来越严重；
雷电的形成与气候、地形地貌、建筑等相关，有明显的区域和季节特点，当前建筑防雷规范的建立及实施远远落后于形势的要求。
一、雷击浪涌危害简介
雷击浪涌危害的表现形式
直击雷：放电直接作用于保护目标，使其成为放电端或放电通道的一部分；
间接雷：放电电流并不直接通过保护目标，但雷击过程产生的高压、漏电流、地电位反击、耦合能量等会对保护目标产生影响；
感应雷：主要是放电时产生的空间电磁场变化通过耦合方式在保护目标内产生高压或大电流冲击。云间放电也可能对保护目标产生感应雷击，大大增加了威胁范围和程度；
次生危害：火灾、次声波、冲击波、机械结构损害等。
感应雷强度不仅与放电强度相关，与距离、方向、耦合回路状态关系也很大。
据测算，400米高空100KA云间放电，在500米长架空明线上可产生2KV的线间感应冲击；
对于网络应用来说，感应雷击的威胁更为显著。
一、雷击浪涌危害简介
雷击危害的防护
建筑防护：避雷/引雷系统，尽可能将雷击电流引入大地
一级防护： 初级SPD，建筑入口保护
二级防护： 次级SPD，用户入户保护
三级防护： 三级SPD，设备端口防护
一级防护必须考虑到建筑内的各种安全，例如易燃易爆物品、人身安全等，一般要求******@10/350us以上的防护等级
对于电子设备的三级防护来说，主要是保证设备自身的安全，要求可以比一、二级防护适当降低，但从实际使用经验来看，在雷击频发地区，（2KA）偏低，保护能力不足。
普通用户很少具备完善的雷击防护系统，一般仅具备建筑防护，少量具备一级防护，极个别采用了二级防护。
二、雷击对电子通讯设备的影响
雷击对电子通讯设备的威胁
雷击信号的馈入方式
雷击信号的关键影响
二、雷击对电子通讯设备的影响
雷击对电子通讯设备的威胁
目前的电子通讯设备应用主要依托于网络
网络应用所构成的电气互连更容易耦合并引入雷击信号
电子设备的小型化、低功率化使其浪涌耐受能力下降
雷击所导致的设备软、硬故障给运营带来严重问题
电子设备防雷相关标准严重滞后于网络应用所提出的需求
典型事例之一：国内某知名通讯设备公司早期出口南美的通讯设备，就因其高密度、大能量、大范围的雷击导致极高的故障率，最后不得不对设备防雷方面的企业标准进行修订并在设备上增加额外的防雷措施。
典型事例之二：国内某地广电数字化改造所采购的某厂商机顶盒，在旧城区推广时，保修期内的设备损坏率超过60％，主要也是由于雷击影响造成。
二、雷击对电子通讯设备的影响
雷击信号的馈入方式
电源母线馈入
信号线缆馈入
保护接地馈入

根据经验，对于网络应用来说，电源母线馈入是威胁最大的雷击信号引入方式，特别是在架空明线供电的场合。主要是由于架空线缆距离长、回路面积大，因此容易耦合高强度的雷击信号；其次就是电力线缆寄生阻抗小，大部分耦合雷击功率都要通过负载设备消耗，因此设备受到的威胁也就最大。
对于光纤接入，基本上不存在信号线缆馈入和保护地馈入问题。对于分配端输出，由于采用了屏蔽线缆，并且传输距离比较短，因此耦合信号相对小很多。
—— 因此，对于接入网或分配网应用，防雷措施主应要针对电源母线。
二、典型雷击防护方案
电子设备典型的雷击 保护方案
常用保护元件及特点
典型保护方案的特点