防雷设备
防雷设备是通过现代电力和其他技术来防止设备被雷击。 防雷设备可分为电源防雷，电源保护插座，天线馈线保护，信号防雷，测试工具防雷，测量，控制系统防雷，接地极保护。
根据IEC（国际电工委员会）标准的分区防雷和多级保护的理论，b级防雷属于一级防雷装置，可应用于主配电柜中。建筑物; C类属于二级防雷装置，用于建筑物的子回路配电柜中。 D类是第三类避雷器，用于重要设备的前端以提供良好的保护。
概述/防雷设备
当今的信息时代，计算机网络和通信设备越来越复杂，其工作环境要求越来越高，大型电气设备的雷电和瞬时过电压将越来越多地通过电源，天线，无线电信号发送和接收设备线路进入室内电气设备和网络设备，设备或组件的损坏，人员伤亡，传输或存储的数据受到干扰或丢失，甚至使电子设备产生误操作或暂停，暂时瘫痪，系统数据传输中断，局域网和WAN。 它的危害是惊人的，一般而言，间接损失大于直接经济损失。 防雷设备是通过现代电力和其他技术来防止设备被雷击。
零钱/防雷设备
当人们知道雷是电现象时，他们对雷的崇拜和恐惧逐渐消失，他们开始从科学的角度观察这种神秘的自然现象，以期希望利用或控制雷电活动为人类造福。 富兰克林率先在200多年前向雷电技术发起挑战，他发明的避雷针很可能是最早的避雷产品，实际上，当富兰克林发明避雷针时，就是金属棒的功能可以集成在雷云的充放电中，将云与地球之间的雷电电场降低到空气击穿的水平，避免雷电的发生，因此避雷针必须要有针对性。 但后来的研究表明，避雷针无法避免避雷针的发生，它可以防止雷击，因为高耸的高空改变了大气电场，使得一定范围的雷云总是向雷电放电，也就是说，避雷针比周围的其他物体更容易回答雷电，避雷针被其他物体击中，这是避雷针的避雷原理。 进一步的研究表明，避雷针的避雷效果几乎与其高度有关，而与其外观无关，这意味着避雷针不一定是尖的。 现在在防雷技术领域中，这种防雷装置被称为防雷器。
开发/防雷设备
电力的广泛使用促进了防雷产品的发展。 当高压输电网络为成千上万的家庭提供电力和照明时，雷电也会极大地危害高压输变电设备。 高压线架设高，距离长，地形复杂，容易被雷击。 避雷针的保护范围不足以保护数千公里的传输线。 因此，防雷线已经成为一种用于保护高压线的新型雷电接收器。 保护高压线后，连接到高压线的电力和配电设备仍会被过电压损坏。 发现这是由于“感应雷电”引起的。 （感应闪电是由附近金属导体中的直接雷击引起的。感应闪电可以通过两种不同的感应方法侵入导体。首先，静电感应：当雷云中的电荷累积时，附近的导体也会感应相反的电荷当雷电击中时，雷云中的电荷会迅速释放，被雷云电场束缚的导体中的静电也将沿着导体流动，从而找到释放通道，从而在电路脉冲中形成电流第二种是电磁感应：当雷云放电时，迅速变化的雷电流在其周围产生强瞬变电磁场，从而在附近的导体中产生较高的感应电动势，研究表明，静电感应引起的电涌有几种倍于电磁感应引起的电涌。 雷电在高压线上引起电涌，并沿着电线传播到与之相连的头发和配电设备。 当这些设备的耐压较低时，会被感应的雷击损坏。 为了抑制电线的激增，人们发明了A型避雷器。
早期的线路避雷器是露天的。 空气的击穿电压很高，大约为500kV / m，当它被高压击穿时，它只有几伏的低压。 利用这种空气特性，设计了一种早期的线路避雷器。 一根线的一端连接到电源线，另一根线的一端接地，两根线的另一端隔开一定距离，形成两个气隙。 电极和间隙距离决定了避雷器的击穿电压。 击穿电压应略高于电源线的工作电压。 当电路正常工作时，气隙相当于断路，不会影响线路的正常运行。 当过电压被侵入时，气隙被破坏，过电压被钳位到非常低的水平，并且过电流也通过气隙被排放到地面，从而实现了对避雷器的保护。 缺口中有太多缺点。 例如，击穿电压受环境的影响很大； 空气放电会氧化电极。 形成空气电弧后，需要几个AC周期才能熄灭电弧，这可能会导致避雷器故障或线路故障。 未来开发的排气管，避雷器和电磁吹气器已经在很大程度上克服了这些问题，但是它们仍然基于排气原理。 气体放电避雷器的固有缺点是冲击击穿电压高。 放电延迟长（微秒级）； 陡峭的残留电压波形（dV / dt大）。 这些缺点决定了气体放电避雷器对敏感的电气设备的抵抗力不是很好。
半导体技术的发展为我们提供了新型的防雷材料，例如齐纳二极管。 它的伏安特性符合线路的防雷要求，但是它的雷电流传递能力很弱，因此不能直接使用普通的调节管。 避雷器。 早期的半导体避雷器是一种由碳化硅材料制成的阀避雷器，其具有与齐纳管相似的伏安特性，但具有很强的雷电流传导能力。 但是，很快发现了金属氧化物半导体压敏电阻（MOV），其伏安特性更好，并且具有许多优点，例如响应时间短和大电流容量。 因此，MOV线路避雷器目前被广泛使用。
随着通信技术的发展，已经生产出许多用于通信线路的避雷器。 由于通信线路传输参数的限制，这种避雷器应考虑影响传输参数的因素，例如电容和电感。 但是，其防雷原理与MOV基本相同。
类型/防雷设备
防雷设备大致可分为：电源防雷装置，电源保护插座和天线馈线保护器，信号避雷器，防雷测试工具，用于测控系统的防雷装置以及接地保护器。
电源避雷器分为B，C和D三个等级。根据IEC（国际电工委员会）关于区域防雷和多级保护理论的标准，B级防雷属于第一类-级别的防雷装置，可应用于建筑物的主配电柜。 该防雷装置应用于建筑物的分支配电柜。 D级是第三级防雷装置，用于重要设备的前端，对设备进行精细的保护。
根据IEC 61644的要求，通信线路信号避雷器分为B，C和F等级。基本保护基本保护等级（粗略保护等级），C等级（组合保护）综合保护等级，F级（中细级）保护）中等和精细保护等级。
测控设备/防雷设备
测量和控制设备的应用范围很广，例如生产工厂，建筑物管理，供暖系统，警告设备等。雷电或其他原因引起的过电压不仅会损坏控制系统，还会损坏昂贵的变频器和传感器。 控制系统的故障通常会导致产品损失并影响生产。 与电源系统对浪涌过电压的反应相比，测量和控制单元通常更敏感。 在测量和控制系统中选择和安装避雷器时，必须考虑以下因素：
1，系统最大工作电压
2，最大工作电流
3，最大数据传输频率
4，是否允许电阻值增加
5，电线是否从建筑物外部导入，建筑物是否有外部防雷装置。
低压避雷器/防雷设备
对前邮电部门的分析表明，该通信站的雷击事故中有80％是由雷电波侵入电力线引起的。 因此，低压交流电避雷器发展非常迅速，而采用MOV材料的主要避雷器在市场上占据主导地位。 MOV避雷器的制造商很多，其产品差异主要表现在：
流量
流量是避雷器可以承受的最大雷电电流（8 /20μs）。 信息产业部标准《通信工程电力系统防雷技术规范》规定了电源避雷器的流量。 一级避雷器大于20KA。 但是，目前市场上避雷器的激增能力越来越大。 大型载流避雷器不容易被雷击损坏。 允许较小的雷电流的次数增加，并且残余电压也略有降低。 采用冗余并行技术。 避雷器还提高了对能力的保护。 但是，避雷器的损坏并不总是由雷击引起的。
目前，已经提出应该使用10 /350μs的电流波来检测避雷器。 原因是在描述雷电波时，IEC1024和IEC1312标准使用10/350μs的波。 该说法并不全面，因为在IEC8中的避雷器的匹配计算中仍使用20 /1312μs的电流波，而在IEC8中“ SPD” –选择原理”中也使用20 /1643μs的波作为主要电流。用于检测避雷器（SPD）的波形。 因此，不能说8 /20μs波的避雷器的流量已经过时，不能说8 /20μs波的避雷器的流量不符合国际标准。
保护电路
MOV避雷器的故障被短路和断路。 强大的雷电流可能会损坏避雷器并形成开路故障。 此时，避雷器模块的形状经常被破坏。 由于材料的长时间老化，避雷器还可能降低工作电压。 当工作电压下降到线路的工作电压以下时，避雷器会增加交流电，并且避雷器会发热，最终会破坏MOV装置的非线性特性，从而导致避雷器部分短路。 烧伤。 由于电源线故障导致工作电压升高，可能会发生类似情况。
避雷器的开路故障不会影响电源。 必须检查工作电压以找出原因，因此需要定期检查避雷器。
避雷器的短路故障会影响电源。 当高温严重时，电线将被烧毁。 为了保护电源安全，需要对报警电路进行保护。 过去，保险丝串联在避雷器模块上，但是保险丝必须确保雷电流和短路电流被烧断。 在技术上很难实现。 尤其是避雷器模块大多是短路的。 短路时流过的电流不大，但是连续的电流足以使主要用于放电脉冲电流的避雷器严重发热。 后来出现的温度隔离装置更好地解决了这个问题。 通过设置设备的断开温度来检测避雷器的部分短路。 一旦避雷器加热装置自动断开，就会发出光，电和声音警报信号。
残留电压
信息产业部标准《通信工程电力系统防雷技术规范》（YD5078-98）对各级避雷器的剩余电压有具体要求。 应该说，很容易达到标准要求。 MOV避雷器的剩余电压为。其工作电压为2.5-3.5倍。 直接并联单级避雷器的剩余电压差不大。 降低残留电压的措施是降低工作电压并增加避雷器的电流容量，但是工作电压太低，不稳定的电源所引起的避雷器损坏会增加。 一些国外产品很早就进入了中国市场，工作电压很低，后来又大大提高了工作电压。
残余电压可以通过两级避雷器降低。
雷电侵入时，避雷器1放电，产生的残留电压为V1。 流过避雷器1的电流为I1。
避雷器2的剩余电压为V2，流过的电流为I2。 这是：V2 = V1-I2Z
显然，避雷器2的剩余电压低于避雷器1的剩余电压。
有厂商为单相电源防雷器提供两级避雷器，因为单相电源的功率一般在5KW以下，线电流不大，阻抗电感容易绕线。 也有一些制造商提供三相两级避雷器。 由于三相电源的功率可能很大，因此避雷器体积庞大且昂贵。
在标准中，要求在电源线上多级安装避雷器。 实际上，可以实现降低残留电压的效果，但是利用导线的自感可以在所有级别的避雷器之间形成隔离阻抗电感。
避雷器的剩余电压仅是避雷器的技术指标。 施加到设备的过电压也基于剩余电压。 将由避雷器的两个导体（分别连接到电源线和地线）产生的附加电压相加。 因此，执行正确的安装。 避雷器也是减少设备过电压的重要措施。
其他/防雷设备
避雷器还可以根据用户需要提供雷击计数器，监控接口和不同的安装方法。
通讯线路避雷器
通信线路避雷器的技术要求很高，因为除了满足防雷技术的要求外，还必须确保传输指标符合要求。 另外，连接到通信线路的设备具有低的耐压，并且雷电保护装置的剩余电压是严格的。 因此，难以选择防雷装置。 理想的通信线路防雷装置应具有小电容，低残留电压，大电流和快速响应的特点。 显然，表中的设备并不理想。 放电管几乎可用于所有通信频率，但其防雷能力较弱。 MOV电容器很大，仅适用于音频传输。 TVS承受雷电流的能力很弱。 保护作用。 不同的防雷装置在电流波的冲击下具有不同的残余电压波形。 根据剩余电压波形的特性，可以将避雷器分为开关型和电压限制型，或者将两种类型组合在一起以形成强度并避免短路。
解决方案是使用两个不同的设备来形成两级避雷器。 示意图与电源的两级避雷器相同。 仅第一级使用放电管，中间隔离电阻器使用电阻器或PTC，第二级使用TVS，因此可以发挥每个器件的长度。 这样的避雷器可以高达几十MHZ。
高频避雷器主要使用移动馈线，寻呼天线馈线等放电管，否则难以满足传输要求。 也有一些产品使用高通滤波器的原理。 由于雷电波的能量谱集中在几千赫兹到几百千赫兹之间，因此天线的频率非常低，并且滤波器易于制造。
最简单的电路是将一个小的磁芯电感器与高频磁芯线并联，以形成一个高通滤波器避雷器。 对于点频通信天线，也可以使用四分之一波长的短路线来构成带通滤波器，防雷效果更好，但是两种方法都会使天线馈线上传输的直流电短路。 ，并且应用范围受到限制。
接地装置
接地是防雷的基础。 该标准规定的接地方法是使用带有金属型材的水平或垂直接地极。 在腐蚀强烈的区域，可以使用镀锌和金属型材的横截面积来抵抗腐蚀。 也可以使用非金属材料。 导体充当接地极，例如石墨接地电极和波特兰水泥接地电极。 一种更合理的方法是使用现代建筑的基本加固作为接地极。 由于过去的防雷技术的局限性，强调了降低接地电阻的重要性。 一些制造商推出了各种接地产品，声称降低了接地电阻。 如电阻降低器，聚合物接地电极，非金属接地电极等。
实际上，在防雷方面，人们对接地电阻的理解发生了变化，对接地网的布局要求很高，而对电阻的要求却放宽了。 在GB50057–94中，只强调了各种建筑物的接地网络形式。 没有电阻要求，因为在等电位原理的防雷理论中，接地网络仅是总电位参考点，而不是绝对零电位点。 等电位需要接地栅格的形状，并且电阻值不合逻辑。 当然，在条件允许的情况下获得低接地电阻也没有错。 另外，电源和通信对接地电阻的要求超出了防雷技术的范围。
接地电阻主要与土壤电阻率以及地面与土壤之间的接触电阻有关。 它也与形成地面时的地面形状和数量有关。 降阻器和各种接地电极无助于改善接地层与土壤之间的接触电阻或接触。 区域。 然而，土壤电阻率起着决定性的作用，而其他电阻率则相对容易改变。 如果土壤电阻率过高，则只有通过改变土壤或改良土壤的工程方法才有效，而其他方法则难以操作。
防雷是一个古老的话题，但仍在不断发展。 应该说没有产品可以试用。 防雷技术还有很多事情要探索。 目前，雷电发电的机理尚不清楚。 关于雷电感应的定量研究也很薄弱。 因此，防雷产品也在开发中。 一些新产品被防雷产品所宣称，需要以科学的态度在实践中进行测试并在理论上进行开发。 由于闪电本身是一个小概率事件，因此需要进行大量的长期统计分析才能获得有益的结果，这需要各方共同努力才能实现。
