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摘要：

電氣設備機房抗電涌能力的好壞，關系到機房能否正常可靠運行，本文闡述了一種使用氣體放電管、壓敏電阻、鐵氧體器件實現電氣設備機房電涌防護的一種技術方案。

關鍵詞:

電氣設備;機房;電涌;防護

隨著人類文明進入信息時代，人類社會的正常運轉已經離不開各種電氣設備。在技術層面影響電氣設備機房的安全運行的主要因素是電涌干擾與危害，故做好電氣設備機房的防電涌模塊的設計是業界的技術難題技術。

1電涌的形成及危害

電涌主要來源有因大氣放電形成雷電構成直接或間接的電涌信號；大型電機設備的啟動；電網切換大型負載等形成的瞬態干擾信號。電涌是微毫秒量級的極大電流脈沖，典型參數范圍是波頭時間0.25～20uS、能量2.5～10MJ/Ω。雷電產生電涌有這幾種：

（1）直擊雷產生的浪涌；

（2）感應雷電產生的浪涌；

（3）雷云靜電感應產生的電涌；

（4）反擊過電壓產生的電涌，當某金屬物體由于雷擊產生過電壓，對大地或其他物體發生閃擊而形成的電涌；

（5）雷電入侵產生的電涌，由于電力傳輸線或者各種信號線上出現的直擊雷或感應雷形成行波電涌信號。

2電氣設備機房電涌入侵的主要途徑及防護措施護手段

由直擊雷產生的電涌主要通過電力傳輸線、接地保護線、各種輸入輸出信號線入侵到電氣機房設備里；由感應雷電產生的電涌主要通過電磁感應耦合在電力傳輸線、接地保護線、設備外殼上、各種信號線、控制設備的輸入輸出端口產生感應浪涌電壓；由雷云靜電感應產生的電涌，在設備的表面形成靜電過壓，靜電放電產生干擾信號通過電磁感應耦合到設備電路中；由反擊過電壓產生的電涌，通過電力傳輸線、接地保護線、各種輸入輸出信號線入侵到電氣機房設備里；大型電機設備的啟動；電網切換大型負載等形成的電涌通過電力傳輸線輸入。典型的防護手段有這些，對于感應雷電產生的電涌采用并聯電容器法和變壓器隔離法、對直接雷電產生的電涌采用電壓開關型的充氣放電管、硅可控整流器、三端雙向可控硅組件；限壓型型的亞敏電阻、抑制二極管等類型器件來實現保護。通常來講由雷電產生的電涌信號遠遠要大于大型電機設備的啟動，電網切換大型負載等形成的電涌信號。若系統的設計能防護雷電產生的電涌信號肯定能防護大型電機設備的啟動，電網切換大型負載等形成的電涌信號。

2.1直擊雷防護

直擊雷的防護主要使用避雷桿塔等接地體、引下線、接閃器將直擊雷電引入地下。機房的引下線、接閃器安裝在避雷桿塔上，避雷桿塔要遠遠高于機房而且離機房要有一定的距離其所構成的保護范圍要能覆蓋整個機房，不能讓雷電直接擊中機房。

2.2屏蔽

機房的屏蔽可分為機房屏蔽、室內設備屏蔽、輸入輸出線路屏蔽。機房屏蔽利用機房室壁內的鋼筋、金屬構件、門窗地板、鉛版、銅網等構建法拉第籠與底網可靠連接構成屏蔽網；設備的屏蔽應按照國建設行業標準（GB50343）來進行多級屏蔽。對輸入輸出電纜采用屏蔽電纜，屏蔽層做等電位連接和接地，最好做穿金屬管防護。

2.3接地

機房的接地網的性能影響機房的整體防雷效果，機房的接地電阻通常要求小于10歐姆。機房接地網應采用聯合接地，機房內各類接地線應從接地匯流排或接地網上分別引入。機房接地網由機房建筑地網!避雷桿塔地網和電力變壓器地網等構成。避雷引下線與周圍金屬構件距離需大于3米；獨立避雷桿塔引下線與機房屏蔽等構成法拉第電籠應作上下兩點電位連接。

2.4等電位連接

等電位連接的目的主要在于降低雷電流所引起的電位差，避免出現反擊。用連接導線或電涌保護器將處在需要防雷的空間內的防雷裝置、機房的金屬構架、輸入輸出導線、電氣裝置等連接起來構成等電位連接網絡實現均壓等電位，縮小設備間的暫態電位差，有效地保護設備免受暫態電位抬高的損壞。

3電涌保護器的安裝與實施方案

電涌保護器可分為三相電源電涌保護器、單相電源電涌保護器、直流電源電涌保護器。電涌保護器能限制各相線對地線的共模過電壓和各相線之間的差模過電壓，電源系統中安裝電涌保護器要符合電路結構和供電系統的制式。機房供電系統有TT和TN-S兩種制式，機房設備的地線(PE)需要接放電管元件，以便消除工頻電壓長期施加在壓敏電阻上產生的漏電流。按國標（GB50057-94）標準安裝三相、單相、直流電源電涌保護器。為保險三相電電涌保護器通流容量根據具體情況選用，安裝于交流配電箱內或旁邊；單相電電涌保護器通流容量根據具體情況選用，安裝于開關電源處；直流電源電涌保護器通流容量根據具體情況選用，安裝于直流電源處；為防止反擊過電壓造成的電涌危害，將機房與外界連接的各種電氣線路，利用級間配合良好的SPD浪涌保護器與局部等電位接地銅排相連。同時在線路(地)與設備的外殼(地)之間再并聯一只浪涌抑制器。在按照國標（GB50057-94）標準安裝電涌保護器后，還是有一部分電涌分量會流入交流配電箱或電源，這時可利用鐵氧體磁珠和磁環在低頻段損耗小，高頻段阻抗大的特點將通過磁環和磁珠的干擾電磁吸收掉，以熱能的形式耗散出去。具體做法是在電源線或其他輸入輸出導線外面套上鐵氧體磁環，當有雷擊產生的感應電涌沿金屬導線侵入室內，在這些線上套著的鐵氧體等效于在設備和雷擊點間有一個阻抗進行了串接，阻止雷電高頻波的傳播，使得其能量大大衰減，同時它的幅值和陡度得到快速抑制。在直流電源輸入輸出端及各種控制通信設備的輸入輸出端加上鐵氧體磁珠能有效的抑制浪涌信號的干擾，保證系統的可靠譜運行。

4結束語

綜述全文，對電涌的產生、危害、傳播途徑進行分析，對電氣設備機房電涌入侵的主要途徑及防護措施護手段進行了介紹，給出一種科學有效解決方案，該方案能保證電氣設備機房的安全運行。

參考文獻：

[1]中華人民共和國建設行業標準(GB50343).建筑物電子信息系統防雷技術規范.北京:中國建筑工業出版社,2004.

[2]中華人民共和國建設行業標準(GB50057-94).建筑物防雷設計規范[S].北京:中國建筑工業出版社,2000.

[3]周志敏,周紀海,紀愛華.電氣電子系統防雷接地實用技術[M].北京:電子工業出版社,2005.

作者:陳麗娜 單位:涼山州職業技術學校