1概述
??? 　　防雷是一個老話題，但仍在不斷發(fā)展中，應(yīng)該說現(xiàn)在尚無萬試萬靈的產(chǎn)品。防雷技術(shù)還有許多待探索的東西，目前雷云起電的機(jī)理還不清楚，雷電感應(yīng)的定量研究也很薄弱，因此防雷產(chǎn)品也在發(fā)展中，一些新研制開發(fā)的防雷產(chǎn)品其性能和效果，仍需以科學(xué)的態(tài)度在實踐中檢驗，并在理論上發(fā)展完善。由于雷電本身是小概率事件，需要大量長期的統(tǒng)計分析才能得到有益的結(jié)果，這需要各方的通力合作才能得以實現(xiàn)。
??? 　　 雷電是一種常見的大氣放電現(xiàn)象。在夏天的午后或傍晚，地面的熱空氣攜帶大量的水汽不斷地上升到高空，形成大范圍的積雨云，積雨云的不同部位聚集著大量的正電荷或負(fù)電荷，形成雷雨云，而地面因受到近地面雷雨云的電荷感應(yīng)，也會帶上與云底相反極性的電荷。當(dāng)云層里的電荷越積越多，達(dá)到一定強(qiáng)度時，就會把空氣擊穿，打開一條狹窄的通道強(qiáng)行放電。當(dāng)云層放電時，由于云中的電流很強(qiáng)，通道上的空氣瞬間被燒得灼熱，溫度高達(dá)6000-20000℃，所以發(fā)出耀眼的強(qiáng)光，這就是閃電，而閃道上的高溫會使空氣急劇膨脹，同時也會使水滴汽化膨脹，從而產(chǎn)生沖擊波，這種強(qiáng)烈的沖擊波活動形成了雷聲。由于雷電釋放的能量相當(dāng)大，它所產(chǎn)生的強(qiáng)大電流、灼熱的高溫、猛烈的沖擊波、劇變的靜電場和強(qiáng)烈的電磁輻射等物理效應(yīng)給人們帶來了多種危害。
??? 　　 隨著科學(xué)技術(shù)進(jìn)步，微電子技術(shù)的不斷發(fā)展；自動化水平也在不斷提高，自動控制系統(tǒng)在生產(chǎn)生活各個方面的使用越來越廣，微電子設(shè)備應(yīng)用日益廣泛，人們在受益于微電子的極大方便的同時，也受到其一旦損壞就損失巨大的困擾。實際中，在規(guī)劃設(shè)計自動控制系統(tǒng)的時，往往對自動控制系統(tǒng)的防雷未加考慮或考慮不夠的情況較多，一旦有雷電波侵入，設(shè)備損壞一般是巨大的，有的甚至使整個系統(tǒng)癱瘓，造成無可挽回的損失。一些微電子器件工作電壓僅幾伏，傳遞信息電流小至微安級，對外界的干擾極其敏感，而雷電流產(chǎn)生的瞬變電磁場對微電子設(shè)備的干擾和損害尤為嚴(yán)重。在雷雨季節(jié)，自動化顯示系統(tǒng)、通信聯(lián)絡(luò)系統(tǒng)(Modem、載波機(jī)、程控交換機(jī)等)等常常損壞，造成較大的直接和間接經(jīng)濟(jì)損失。盡管有些自動化系統(tǒng)采取了一定的防雷措施，但仍常出現(xiàn)由于雷擊發(fā)生使的弱電設(shè)備損壞,例如；變電站線路落雷，造成主控地與設(shè)備之間的電位差而損壞大量的保護(hù)設(shè)備；變電站的微波塔落雷，由于感應(yīng)過電壓而損壞大量的通訊、遠(yuǎn)動設(shè)備損壞。其主要原因是由于一次設(shè)備發(fā)生雷擊后在弱電設(shè)備造成的浪涌超過了設(shè)備承受的能力而損壞設(shè)備的，浪涌的主要形式是電源浪涌、信號浪涌。
??? 　　 雷擊是一種自然現(xiàn)象，它能釋放出巨大的能量、具有極強(qiáng)大的破壞能力。幾個世紀(jì)來，人類通過對雷擊破壞性的研究、探索，對雷電的危害采取了一定的預(yù)防措施，有效地降低了雷害，采取正確、全面的防雷措施是保證弱電設(shè)備安全可靠運(yùn)行的重要手段。
??? 如果有需求請電話聯(lián)系：李經(jīng)理13811568528 qq:1336356556??
??? 2.雷積云的形成
??? 　　人們通常把發(fā)生閃電的云稱為雷雨云，其實有幾種云都與閃電有關(guān)，如層積云、雨層云、積云、積雨云，最重要的則是積雨云，一般專業(yè)書中講的雷雨云就是指積雨云。云的形成過程是空氣中的水汽經(jīng)由各種原因達(dá)到飽和或過飽和狀態(tài)而發(fā)生凝結(jié)的過程。使空氣中水汽達(dá)到飽和是形成云的一個必要條件，其主要方式有：水汽含量不變，空氣降溫冷卻；溫度不變，增加水汽含量； 既增加水汽含量，又降低溫度。 　　
??? 　　 但對云的形成來說，降溫過程是最主要的過程。而降溫冷卻過程中又以上升運(yùn)動而引起的降溫冷卻作用最為普遍，積雨云就是一種在強(qiáng)烈垂直對流過程中形成的云。由于地面吸收太陽的輻射熱量遠(yuǎn)大于空氣層，所以白天地面溫度升高較多，夏日這種升溫更為明顯，所以近地面的大氣的溫度由于熱傳導(dǎo)和熱輻射也跟著升高，氣體溫度升高必然膨脹，密度減小，壓強(qiáng)也隨著降低，根據(jù)力學(xué)原理它就要上升，上方的空氣層密度相對說來就較大，就要下沉。熱氣流在上升過程中膨脹降壓，同時與高空低溫空氣進(jìn)行熱交換，于是上升氣團(tuán)中的水汽凝結(jié)而出現(xiàn)霧滴，就形成了云。在強(qiáng)對流過程中，云中的霧滴進(jìn)一步降溫，變成過冷水滴、冰晶或雪花，并隨高度逐漸增多。在凍結(jié)高度（-10攝氏度），由于過冷水大量凍結(jié)而釋放潛熱，使云頂突然向上發(fā)展，達(dá)到對流層頂附近后向水平方向鋪展，形成云砧，是積雨云的顯著特征。　　
??? 　　 積雨云形成過程中，在大氣電場以及溫差起電效應(yīng)、破碎起電效應(yīng)的同時作用下，正負(fù)電荷分別在云的不同部位積聚。當(dāng)電荷積聚到一定程度，就會在云與云之間或云與地之間發(fā)生放電，也就是人們平常所說的“閃電”?！　?br /> ??? 　　 雷電以其巨大的破壞力給人類社會帶來了慘重的災(zāi)難，尤其是近幾年來，雷電災(zāi)害頻繁發(fā)生，對國民經(jīng)濟(jì)造成的危害日趨嚴(yán)重。我們應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)防雷意識，與氣象部門積極合作，做好預(yù)防工作，將雷害損失降到最低限度。
??? 如果有需求請電話聯(lián)系：李經(jīng)理13811568528 qq:1336356556??
??? 3.直擊雷、感應(yīng)雷和浪涌
??? 　　　現(xiàn)代化的城市中高層建筑日益增多，造成雷電擊穿空氣的距離縮短，因為雷擊的概率與建筑的高度成正比，所以雷擊概率加大。同時，由于全球氣候變暖，城市熱島現(xiàn)象增多，使城市的大氣環(huán)流形勢出現(xiàn)了新特點(diǎn)，夏季雷暴期延長。而更重要的是，隨著科技的進(jìn)步，微電設(shè)備被廣泛應(yīng)用，城市通信電源大幅增多，城市電磁場發(fā)生變化，特別是微電子產(chǎn)品普遍絕緣強(qiáng)度低，過電壓耐受力差，容易遭受雷電侵襲，其中電腦網(wǎng)絡(luò)、通訊指揮系統(tǒng)和公用天線都是重災(zāi)區(qū)。從某種意義上說，科技越發(fā)達(dá)，雷擊對人們的威脅就越大。雷電危害可分成直擊雷、感應(yīng)雷和浪涌三種。
??? 　　 3.1直擊雷
??? 　　 直擊雷在雷暴活動區(qū)域內(nèi)，雷云直接通過人體，建筑物構(gòu)架、動植物上，因電效應(yīng)、熱效應(yīng)和機(jī)械效應(yīng)等造成建筑物等損壞以及人員的傷亡。建筑物或設(shè)備等對地放電所產(chǎn)生的電擊現(xiàn)象，稱之為直接雷擊。此時雷電的主要破壞力在于電流特性而不在于放電產(chǎn)生的高電位。雷電擊中人體、建筑物或設(shè)備時，強(qiáng)大的雷電流轉(zhuǎn)變成熱能。雷擊放電的電量大約為25~100C。據(jù)此估算，雷擊點(diǎn)的發(fā)熱量大約500~2000J。該能量可以熔化50~200mm3的鋼材。因此雷電流的高溫?zé)嵝?yīng)將灼傷人體，引起建筑物燃燒，使設(shè)備部件熔化。在雷電流流過的通道上，物體水分受熱汽化而劇烈膨脹，產(chǎn)生強(qiáng)大的沖擊性機(jī)械力。該機(jī)械力可以達(dá)到5000~6000N，因而可使人體組織，建筑物結(jié)構(gòu)、設(shè)備部件等斷裂破碎，從而導(dǎo)致人員傷亡、建筑物破壞，以及設(shè)備毀壞等 如果有需求請電話聯(lián)系：李經(jīng)理13811568528 qq:1336356556??
??? 　　 雷電流在閃擊中直接進(jìn)入金屬管道或?qū)Ь€時，它們沿著金屬管道或?qū)Ь€可以傳送到很遠(yuǎn)的地方。除了沿管道或?qū)Ь€產(chǎn)生電或熱效應(yīng)，破壞其機(jī)械和電氣連接之外，當(dāng)它侵入與此相連的金屬設(shè)施或用電設(shè)備時，還會對金屬設(shè)施或用電設(shè)備的機(jī)械結(jié)構(gòu)和電氣結(jié)構(gòu)產(chǎn)生破壞作用，并危及有關(guān)操作和使用人員的安全。雷電流從導(dǎo)線傳送到用電設(shè)備，如電氣或電子設(shè)備時，將出現(xiàn)一個強(qiáng)大的雷電沖擊波及其反射分量。反射分量的幅值盡管沒有沖擊波大，但其破壞力也大大超過半導(dǎo)體或集成電路等微電子器件的負(fù)荷能力，尤其是它與沖擊波疊加，形成駐波的情況下，便成了一種強(qiáng)大的破壞力。
??? 　　 3.2感應(yīng)雷
??? 　　 感應(yīng)雷是雷電在雷云之間或雷云對地放電時，在附近的戶外傳輸信號線路、埋地電力線、設(shè)備間連接線產(chǎn)生電磁感應(yīng)并侵入設(shè)備，使串聯(lián)在線路中間或終端的電子設(shè)備遭到損害。感應(yīng)雷雖然沒有直接雷猛烈，但其發(fā)生的幾率比直擊雷高得多。感應(yīng)雷的破壞也稱為二次破壞。雷電流變化梯度很大，會產(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)線上就會對設(shè)備具有強(qiáng)烈的破壞性。
??? 　　 感應(yīng)雷可分為以下兩類：
??? 　　 3.2.1靜電感應(yīng)雷；
??? 　　 帶有大量負(fù)電荷的雷云所產(chǎn)生的電場E將會在架空線路上感生出被電場束縛的正電荷。當(dāng)雷云對地放電或?qū)υ崎g放電時，云層中的負(fù)電荷在一瞬間消失了（嚴(yán)格說是大大減弱），那么在線路上感應(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，從而對電器設(shè)備產(chǎn)生不同程度的影響。 如果有需求請電話聯(lián)系：李經(jīng)理13811568528 qq:1336356556??
??? 　　 3.2.2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)會反倒增加，內(nèi)部設(shè)備遭感應(yīng)雷危害的機(jī)會和程度一般來說是增加了），對用電設(shè)備造成極大危害。
??? 　　 3.3浪涌
??? 　　 雷電浪涌是近年來由于微電子設(shè)備的不斷應(yīng)用而引起人們極大重視的一種雷電危害形式，同時其防護(hù)方式也不斷完善。最常見的電子設(shè)備危害不是由于直接雷擊引起的，而是由于雷擊發(fā)生時在電源和通訊線路中感應(yīng)的電流浪涌引起的。一方面由于電子設(shè)備內(nèi)部結(jié)構(gòu)高度集成化（VLSI芯片），從而造成設(shè)備耐壓、耐過電流的水平下降，對雷電（包括感應(yīng)雷及操作過電壓浪涌）的承受能力下降，另一方面由于信號來源路徑增多，系統(tǒng)較以前更容易遭受雷電波侵入。浪涌電壓可以從電源線或信號線等途徑竄入微電子設(shè)備設(shè)備。我們就這電源浪涌和信號系統(tǒng)浪涌兩方面分別討論其對弱電設(shè)備的危害：
??? 　　 3.3.1電源浪涌；
??? 　　 電源浪涌并不僅源于雷擊，當(dāng)電力系統(tǒng)出現(xiàn)短路故障、投切大負(fù)荷時都會產(chǎn)生電源浪涌，電網(wǎng)綿延千里，不論是雷擊還是線路浪涌發(fā)生的幾率都很高。當(dāng)距你幾百公里的遠(yuǎn)方發(fā)生了雷擊時，雷擊浪涌通過電網(wǎng)線路傳輸，經(jīng)過變電站等衰減，到你的微電子設(shè)備時可能仍然有上千伏，這個高壓很短只有幾十到幾百個微妙，或者不足以燒毀微電子設(shè)備，但是對于微電子設(shè)備內(nèi)部的半導(dǎo)體元件卻有很大的損害，例如舊音響的雜音比新的要大是因為內(nèi)部元件受到損害一樣，隨著這些損害的加深微電子設(shè)備也逐漸變的越來越不穩(wěn)定，或有可能造成您重要數(shù)據(jù)的丟失。美國GE公司測定一般家庭、飯店、公寓等低壓配電線（220V/110V）在10000小時（約一年零兩個月）內(nèi)在線間發(fā)生的超出原工作電壓一倍以上的浪涌電壓次數(shù)達(dá)到800余次，其中超過1000V的就有300余次。這樣的浪涌電壓完全有可能一次性將電子設(shè)備損壞。 如果有需求請電話聯(lián)系：李經(jīng)理13811568528 qq:1336356556??
??? 　　 3.3.2信號系統(tǒng)浪涌；
??? 　　 信號系統(tǒng)浪涌電壓的主要來源是感應(yīng)雷擊、電磁干擾、無線電干擾和靜電干擾。金屬物體（如傳輸線）受到這些干擾信號的影響，會使傳輸中的數(shù)據(jù)產(chǎn)生誤碼，影響傳輸?shù)臏?zhǔn)確性和傳輸速率。排除這些干擾將會改善網(wǎng)絡(luò)的傳輸狀況.
??? 　　 目前，直擊雷造成的災(zāi)害已明顯減少，而隨著城市經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，感應(yīng)雷和雷電波侵入造成的危害卻大大增加。一般建筑物上的避雷針只能預(yù)防直擊雷，而強(qiáng)大的電磁場產(chǎn)生的感應(yīng)雷和脈沖電壓卻能潛入室內(nèi)危及電視、電話及聯(lián)網(wǎng)微機(jī)等弱電設(shè)備。
??? 　　 目前，雷電災(zāi)害已被國際電工委員會（IEC）稱為“電子化時代的一大公害”。因隨著微電子設(shè)備應(yīng)用的日益廣泛和普及，雷電會導(dǎo)致對微電子設(shè)備多種不同形式的危害，而目前仍沒有任何一種辦法可以全面防止雷電的危害，只能通過各種有效的辦法可將雷害的程度降到最低，在多年的實際中人們對直擊雷、感應(yīng)雷、球形雷的認(rèn)識比較高，防護(hù)也相對完善，但對雷電浪涌的防護(hù)意識和防護(hù)措施相對比較薄弱，為此完善對雷電涌的防護(hù)理論，開發(fā)研制新型的防雷電涌器件是E時代的基礎(chǔ)技術(shù)。
??? 4.下一代電子裝置防浪涌器件
??? 　　據(jù)統(tǒng)計，約75％的現(xiàn)場微電子設(shè)備故障因EOS(電氣過應(yīng)力)而引起過電流或過電壓，因此電路設(shè)計人員應(yīng)該注意導(dǎo)致EOS的原因，并提供適當(dāng)?shù)碾娐繁Ｗo(hù)以確保設(shè)備安全可靠地工作。系統(tǒng)設(shè)計人員應(yīng)該清楚地了解每一個電子設(shè)備的電壓和電流參數(shù)、以及特定電路和元器件的限制，在系統(tǒng)中設(shè)計低成本的電路保護(hù)器件。
??? 　　 4.1過流保護(hù)
??? 　　 現(xiàn)在可選擇幾種技術(shù)以提供過流保護(hù)，這些技術(shù)包括傳統(tǒng)的熔絲管（玻璃和陶瓷型）、薄膜保險絲和基于聚合物的正溫度系數(shù)（PTC）器件。
??? 　　 4.1.1表面安裝型保險絲；
??? 　　 薄膜保險絲屬于外形小巧類表面安裝元件，可為下一代電腦和電訊、數(shù)據(jù)通訊產(chǎn)品中的昂貴IC提供過流保護(hù)。典型的移動電路一般都有多個為昂貴的VLSI電路提供過流保護(hù)的薄膜保險絲，這些保險絲工作于不同的額定電流和額定電壓下。表面安裝型保險絲（SMF）的典型封裝尺寸為1206（3.2 mm×1.6mm）和0603（1.6mm×0.8mm）。這些保險絲的最大允許電流為：1206型7安培，0603型5安培。這些片式保險絲可提供與電池組、移動電話、筆記本電腦、LCD監(jiān)視器、PDA和調(diào)制解調(diào)器匹配良好的緊湊設(shè)計。當(dāng)前用薄膜技術(shù)設(shè)計出的最小保險絲尺寸為0402，允許的電流范圍從250mA～2A。
??? 　　 4.1.2通用模塊型保險絲（UMF）；
??? 　　 市場上現(xiàn)有的保險絲均遵循UL248或IEC技術(shù)規(guī)格，遵循IEC127標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計的傳統(tǒng)5mm×20mm熔絲管已得到UL認(rèn)證，并獲得UR（UL認(rèn)證）證書，盡管IEC127－4標(biāo)準(zhǔn)概述了通用模塊型保險絲（UMF）的技術(shù)規(guī)格，但目前市場上尚無得到任何IEC代理機(jī)構(gòu)認(rèn)證的表面安裝型保險絲。NAN02通用模塊型保險絲是第一種滿足IEC127－4規(guī)范的產(chǎn)品，其額定電壓為125V，額定電流可為50mA、1A和1.6A。
??? 　　 4.1.3 PTC可復(fù)位型保險；如果有需求請電話聯(lián)系：李經(jīng)理13811568528 qq:1336356556??
??? 　　 PTC可復(fù)位型保險絲的工作原理是，在過流情況下通過調(diào)高自身電阻來保護(hù)電路免受損害，一旦電流恢復(fù)正常，PTC可復(fù)位保險絲能自動恢復(fù)到正常低阻值，并允許電流通過。這些特性使得PTC可復(fù)位保險絲在電池供電的電子產(chǎn)品和數(shù)據(jù)通訊應(yīng)用中，成為理想的選擇，因為在更換電池或插拔數(shù)據(jù)連接時可能會出現(xiàn)瞬間浪涌電流。PTC可復(fù)位型保險絲通常在某些電路中取代傳統(tǒng)的玻璃保險絲，并主要用于USB。
??? 　　 4.2 PTC可復(fù)位保險絲和普通保險絲選用 　　
??? 　　 這兩種保險絲都借助感應(yīng)電路中過電流產(chǎn)生的熱量來實現(xiàn)保護(hù)功能，普通保險絲借助熔化來中斷電流，而PTC通過將低阻改變?yōu)楦咦鑱硐拗齐娏?。理解這兩種類型器件之間的差異將有助于選擇最好的電路保護(hù)器件。在選擇過流保護(hù)器件時，通?？紤]以下4個因素?！　?br /> ??? 　　 4.2.1可復(fù)位性；
??? 　 兩者最明顯的差異在于PTC是可復(fù)位的，通常過流發(fā)生后采取的步驟是先斷電，然后使器件冷卻下來。 　　
??? 　　 4.2.2阻抗；
??? 　　 產(chǎn)品技術(shù)規(guī)格顯示，在額定值大致相同的情況下，PTC具有保險絲2倍以上的阻抗。這個特性在設(shè)計用電池供電的設(shè)備時尤其突出，高阻抗器件增加的電能消耗不僅會縮短電池的壽命，而且還將導(dǎo)致更頻繁的充電作業(yè)?！　?/p>