當(dāng)設(shè)備附近發(fā)生雷電時(shí)，這時(shí)考驗(yàn)設(shè)備的抗擾度問題！

1）雷擊（主要模擬間接雷）：例如，雷電擊中戶外線路，有大量電流流進(jìn)外部線路或接地電阻，因而產(chǎn)生的干擾電壓；又如，間接雷擊（如云層間或云層內(nèi)的雷擊）在線路上感應(yīng)出的電壓或電流；再如，雷電擊中了鄰近物體，在其四周建立了電磁場，當(dāng)戶外線路穿過電磁場時(shí)，在線路上感應(yīng)出了電壓和電流；還如，雷電擊中了四周的地面，地電流通過公共接地系統(tǒng)時(shí)所引進(jìn)的干擾。

2）切換瞬變：例如，主電源系統(tǒng)切換時(shí)（例如補(bǔ)償電容組的切換）產(chǎn)生的干擾；又如，同一電網(wǎng)中，在靠近設(shè)備四周有一些較大型的開關(guān)在跳動(dòng)時(shí)所形成的干擾；再如，切換有諧振線路的晶閘管設(shè)備；還如，各種系統(tǒng)性的故障，例如設(shè)備接地網(wǎng)絡(luò)或接地系統(tǒng)間產(chǎn)生的短路或飛弧故障。

自然雷電浪涌是從電網(wǎng)的中線傳輸進(jìn)來，而不是從火線進(jìn)來；打雷的時(shí)候會(huì)打在建筑物上；再傳到供電設(shè)備上！雷電傳到地上有兩個(gè)方向來傳；

A．通過線路（電網(wǎng)中線）

B．通過地面

地面有水分有礦物質(zhì)比如Fe（含量在6％左右）；所以雷電的傳播速度很慢，相當(dāng)于光速的幾十分之一！

通過電纜中線的傳輸就相當(dāng)來說要快的多，大概只有光速的幾分之一！

在同樣打雷的時(shí)候從中線傳輸就很快！要經(jīng)過較長的時(shí)間才會(huì)衰減到零！假如我們的雷電是100us， 通過地面是光速的1／10 其傳輸距離為好幾百米；通過中線是光速的1／3其傳輸距離就可以達(dá)到好幾公里！這樣中線上的電壓就很高！如果電子產(chǎn)品＆設(shè)備跟中線連接跟大地連接，就相當(dāng)于有幾萬伏或者幾千伏的電壓加在設(shè)備上；就會(huì)出現(xiàn)產(chǎn)品的故障損壞！

中性點(diǎn)（中線）接地（產(chǎn)品的供電系統(tǒng)）給我們電網(wǎng)帶來好處；優(yōu)越性如下： 在220／380V三相四線制低壓配電網(wǎng)絡(luò)中，配電變壓器的中性點(diǎn)大都實(shí)行工作接地。這主要是因?yàn)檫@樣做具有下述優(yōu)越性：一是正常供電情況下能維持相線的對地電壓不變，從而可向外（對負(fù)載）提供220／380V這兩種不同的電壓，以滿足單相220V（如電燈、電熱）及三相380V（如電動(dòng)機(jī)）不同的用電需要。二是若中性點(diǎn)不接地，則當(dāng)發(fā)生單相接地的情況時(shí)，另外兩相的對地電壓便升高為相電壓的幾倍。中性點(diǎn)接地后，另兩相的對地電壓便仍為相電壓。這樣，即能減小人體的接觸電壓，同時(shí)還可適當(dāng)降低對電氣設(shè)備的絕緣要求，有利于制造及降低造價(jià)。三是可以避免高壓電竄到低壓側(cè)的危險(xiǎn)。實(shí)行上述接地后，萬一高低壓線圈間絕緣損壞而引起嚴(yán)重漏電甚至短路時(shí)，高壓電便可經(jīng)該接地裝置構(gòu)成閉合回路，使上一級保護(hù)動(dòng)作跳閘而切斷電源，從而可以避免低壓側(cè)工作人員遭受高壓電的傷害或造成設(shè)備損壞。所以，低壓電網(wǎng)的配電中性點(diǎn)一般都要實(shí)行直接接地。

中性點(diǎn)有電源中性點(diǎn)與負(fù)載中性點(diǎn)之分。它是在三相電源或負(fù)載按Y型聯(lián)接時(shí)才出現(xiàn)。對電源而言，凡三相線圈的首端或尾端連接在一起的共同連接點(diǎn)，稱電源中性點(diǎn)，簡稱中點(diǎn)；而由電源中性點(diǎn)引出的導(dǎo)線便稱中性線，簡稱中線，常用N表示。三相四線制中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)和三相四線制中性點(diǎn)接地系統(tǒng)。

一般情況下，當(dāng)中性點(diǎn)接地時(shí)，則稱為零線；若不接地時(shí)，則稱為中線。

配電系統(tǒng)的三點(diǎn)共同接地。為防止電網(wǎng)遭受過電壓的危害，通常將變壓器的中性點(diǎn)，變壓器的外殼，以及避雷器的接地引下線共同于一個(gè)接地裝置相連接，又稱三點(diǎn)共同接地。這樣可以保障變壓器的安全運(yùn)行。當(dāng)遭受雷擊時(shí)，避雷器動(dòng)作，變壓器外殼上只剩下避雷器的殘壓，減少了接地體上的那部分電壓。

那么防雷最有效的方法是鋪設(shè)地網(wǎng)！如果在建大樓或?qū)嶒?yàn)室時(shí)要鋪地網(wǎng)，地網(wǎng)和中線連接，把中線與地線兩個(gè)都接在同電位的平面上面；地網(wǎng)和中線同電位了！這樣哪怕雷電在地網(wǎng)的傳播速度和電網(wǎng)的中線有差別，同時(shí)再隔20米進(jìn)行中線重新接地網(wǎng)，這樣雷電引起的分布電壓就很小了！設(shè)備被雷電擊壞的可能性就很小了！但實(shí)際我們建筑物等系統(tǒng)都沒有這種充分的措施，所以雷電會(huì)對我們的產(chǎn)品＆設(shè)備產(chǎn)生威脅；

雷電對電子產(chǎn)品＆設(shè)備的影響：

1． 直接雷擊：

直擊雷蘊(yùn)含極大的能量，峰值電壓可高達(dá)5000KV，峰值電流可高達(dá)140KA最大可達(dá)300KA，具有極大的破壞力，如果建筑物直接被雷電擊中，巨大的雷電流沿電網(wǎng)線入地，會(huì)造成以下影響：

1）．巨大的雷電在數(shù)微秒時(shí)間內(nèi)入地，使地電位迅速提高，造成“反擊”事故，危害人身和設(shè)備的安全；

2）．雷電流產(chǎn)生強(qiáng)大的電磁波，在電源線和信號線上感應(yīng)極高的脈沖電壓；雷電流流經(jīng)電氣設(shè)備產(chǎn)生極高的熱量，造成火災(zāi)或爆炸事故。

2． 感應(yīng)雷擊：直接雷擊發(fā)生后由于靜電感應(yīng)而產(chǎn)生的雷擊，常稱二次雷擊。

感應(yīng)雷的特性：感應(yīng)雷實(shí)際上是一個(gè)峰值高． 持續(xù)時(shí)間μS 級的脈沖電流（或電壓），又稱為浪涌電流（或浪涌電壓）。與直接雷擊的雷電流波形相比，感應(yīng)雷電流峰值低，半值時(shí)間短。從能量角度來看，10／350μS波形是8／20μS波形的5倍以上。IEEE 指出，電力線上的感應(yīng)雷電流峰值不會(huì)大于10KA（8／20）。雷電壓峰值不會(huì)大于20KV（1．2／50）。

IUT 指出數(shù)據(jù)線上的感應(yīng)雷電流峰值不會(huì)大于125A（8／20），雷電壓峰值不會(huì)大于5KV（10／700）。

感應(yīng)雷擊的危害：感應(yīng)雷擊是沿導(dǎo)體傳播并將導(dǎo)體相連接的電器設(shè)備損壞。它的主要破壞對象是弱電設(shè)備，由于雷電流可沿導(dǎo)體傳到很遠(yuǎn)的地方，因此，感應(yīng)雷擊的破壞面很廣，人們經(jīng)常遇到的沒有感覺到有雷擊而設(shè)備損壞了的情況，就是遠(yuǎn)處的感應(yīng)雷電流傳過來了導(dǎo)致。據(jù)統(tǒng)計(jì)，全球80％的雷擊損失來自感應(yīng)雷擊。

3． 雷電的幾種破壞途徑：

1）． 直擊雷破壞

當(dāng)雷電直接擊在建筑物上，強(qiáng)大的雷電流使建筑物水份受熱汽化膨脹，從而產(chǎn)生很大的機(jī)械力，導(dǎo)致建筑物燃燒或爆炸。另外，當(dāng)雷電擊中接閃物體，電流沿傳播物體／電網(wǎng)桿線向大地瀉放時(shí)，這時(shí)對地電位升高，有可能向臨近的物體跳擊，稱為雷電“反擊”，從而造成火災(zāi)或人身傷亡。

2）． 感應(yīng)雷破壞

感應(yīng)雷破壞也稱為二次破壞。它分為靜電感應(yīng)雷和電磁感應(yīng)雷兩種。由于雷電流變化梯度很大，會(huì)產(chǎn)生強(qiáng)大的交變磁場，使得周圍的金屬構(gòu)件產(chǎn)生感應(yīng)電流，這種電流可能向周圍物體放電，如附近有可燃物就會(huì)引發(fā)火災(zāi)和爆炸，而感應(yīng)到正在聯(lián)機(jī)的導(dǎo)線上就會(huì)對設(shè)備產(chǎn)生強(qiáng)烈的破壞性。

①靜電感應(yīng)雷

帶有大量負(fù)電荷的雷云所產(chǎn)生的電場將會(huì)在金屬導(dǎo)線上感應(yīng)出被電場束縛的正電荷。當(dāng)雷云對感應(yīng)出的這些被束縛的正電荷也就在一瞬間失去了束縛，在電勢能的作用下，這些正電荷將沿著線路產(chǎn)生大電流沖擊。易燃易爆場所、計(jì)算機(jī)及其場地的防靜電問題，應(yīng)特別重視。

②電磁感應(yīng)雷

雷擊發(fā)生在供電線路附近，或擊在避雷針上會(huì)產(chǎn)生強(qiáng)大的交變電磁場，此交變電磁場的能量將感應(yīng)于線路并最終作用到設(shè)備上。由于避雷針的存在，建筑物上落雷機(jī)會(huì)反倒增加，內(nèi)部設(shè)備遭感應(yīng)雷危害的機(jī)會(huì)和程度一般來說是增加了，對用電設(shè)備造成極大危害。因此，避雷針引下線通體要有良好的導(dǎo)電性，接地體一定要處于低阻抗?fàn)顟B(tài)。

③雷電波引入的破壞

當(dāng)雷電接近架空管線時(shí)，高壓沖擊波會(huì)沿架空管線侵入室內(nèi)，造成高電流引入，這樣可能引起設(shè)備損壞或人身傷亡事故。如果附近有可燃物，容易釀成火災(zāi)。

云層之間頻繁放電產(chǎn)生強(qiáng)大的電磁波，在電源線和信號線上感應(yīng)極高的脈沖電壓，峰值電壓可達(dá)50KV，峰值電流可達(dá)20KA，嚴(yán)重?fù)p壞電氣設(shè)備。

所以在大電流下存在地平面阻抗問題！通過對設(shè)備施加瞬態(tài)高電流，出現(xiàn)地線反擊：

若電流為5kA，地線阻抗為0．5歐，則反擊電壓達(dá)到2500V ！

那么對于開關(guān)電源系統(tǒng)雷擊會(huì)產(chǎn)生什么損壞？

A．差模雷擊產(chǎn)生高的差模電流能導(dǎo)致輸入大電容的電壓升高，而損壞輸入大電解電容和開關(guān)管的漏極。

B．共模雷擊會(huì)產(chǎn)生非常高的共模電壓，共模電壓能造成電弧放電。電弧放電發(fā)生會(huì)產(chǎn)生一個(gè)非常高的高頻的電流。如果沒有電弧放電發(fā)生，電流比較小，只有寄生電容Cparasitic ＊ dv／dt．

當(dāng)發(fā)生一個(gè)電弧放電，會(huì)得到一個(gè)非常高的峰值高頻電流，高頻電流產(chǎn)生噪聲能耦合進(jìn)入低壓電路導(dǎo)致誤動(dòng)作。

總結(jié)：

自然雷電浪涌是從電網(wǎng)的中線傳輸進(jìn)來，雷電在電網(wǎng)中線與大地的傳輸速度存在好多倍的差異；以此中線上的電壓就很高！如果電子產(chǎn)品＆設(shè)備跟中線連接跟大地連接，就相當(dāng)于有幾萬伏或者幾千伏的電壓加在設(shè)備上；就會(huì)出現(xiàn)產(chǎn)品的故障損壞！后面我再進(jìn)行開關(guān)電源系統(tǒng)電子線路的雷擊浪涌的防護(hù)設(shè)計(jì)技巧推薦給大家！

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審核編輯 黃昊宇