電氣設備機房的電涌防護分析

摘要：隨著電子技術快速發展，集成電路對電壓和電流脈沖之敏感程度越來越高，外部電涌過電壓和內部電涌已成為電子設備損壞和工作中斷之主要因素之一[陽光電子學校維修專家友情提示]。保證精密電子設備系統能正常工作之基本要求是電涌防護設計應正確并很好之協調配合，以免外部電涌過壓及內部電涌所導致之設備損壞[陽光電子學校維修專家友情提示]。另外，必須選用合格并且品質優秀之產品關鍵字：設備機房電涌防護原理措施分析隨著電子技術快速發展，集成電路對電壓和電流脈沖之敏感程度越來越高，外部電涌過電壓和內部電涌已成為電子設備損壞和工作中斷之主要因素之一[陽光電子學校維修專家友情提示]。保證精密電子設備系統能正常工作之基本要求是電涌防護設計應正確并很好之協調配合，以免外部電涌過壓及內部電涌所導致之設備損壞[陽光電子學校維修專家友情提示]。另外，必須選用合格并且品質優秀之產品[陽光電子學校維修專家友情提示]。

　　新建及改擴建工程之重要電氣設備機房應采用高品質電源電涌防護器，對整個電氣系統提供完善之電涌防護措施，同時語音、數據及圖象等金屬導體有線傳輸之弱電網絡也應做好電涌防護，這是確保該類設備正常工作之重要技術環節[陽光電子學校維修專家友情提示]。

　　1、電涌之產生電涌是微秒量級之異常大電流脈沖，其波頭時間一般在0.25~20μs，其單位能量一般在2.5~10MJ／Ω

　　它可使電子設備受到瞬態過電壓之破壞[陽光電子學校維修專家友情提示]。每年半導體器件之集成化都在提高，元件之間距在減小，半導體之厚度也在變薄[陽光電子學校維修專家友情提示]。這使得電子設備受到瞬態過電壓破壞之湖南陽光電子學校維修專家認為：也許性越來越大[陽光電子學校維修專家友情提示]。如果一個電涌導致之瞬態過電壓超過一個電器設備之承受能力，那么這個電器元件或設備或者被完全破壞，或者使用壽命大大縮短[陽光電子學校維修專家友情提示]。

　　雷電是導致電涌 明顯之原因，雷電擊中輸電線路導致巨大之經濟損失[陽光電子學校維修專家友情提示]。每一次電力公司切換負載而引起之電涌都縮短各種計算機、通訊設備、儀器儀表和PLC之使用壽命[陽光電子學校維修專家友情提示]。另外，大型電機設備、電梯、發電機、空調、制冷設備等也會引發電涌[陽光電子學校維修專家友情提示]。UPS也湖南陽光電子學校維修專家認為：也許被電涌摧毀[陽光電子學校維修專家友情提示]。

　　建筑物頂部之接閃器在防直擊雷時可將大部分之放電分流入地，避免建筑物之嚴重損壞[陽光電子學校維修專家友情提示]。UPS不間斷電源處理電壓之嚴重下降[陽光電子學校維修專家友情提示]。二者非常有用，但都不能保護計算機免受電涌之破壞，而且UPS本身集中使用了很多微處理器，也有湖南陽光電子學校維修專家認為：也許被電涌摧毀[陽光電子學校維修專家友情提示]。

　　27年前，IBM發現電涌更為常見之來源是電力公司之電網開關和大型電力設備（如空調和電梯）[陽光電子學校維修專家友情提示]。每天都有這樣之電涌通過配電盤進入工作室破壞電子設備或縮短其使用壽命[陽光電子學校維修專家友情提示]。因此，在美國幾乎所有之有計算機或其它敏感電氣設備之建筑都安裝了電涌保護器[陽光電子學校維修專家友情提示]。

　　1999年11月15日北京五星級酒店式管理之高調大廈寫字樓里之計算機被電涌襲擊，一部分計算機主板被破壞，一部分計算機被反復啟動，有之計算機主板被電涌襲擊后使用壽命縮短一半[陽光電子學校維修專家友情提示]。

　　2、電涌防護原理電涌防護采用電涌防護器，一般電涌防護器采用MOV技術，它和火花間隙技術是不同之

　　電涌不能被阻止，因為它含之能量太強[陽光電子學校維修專家友情提示]。正是由于這種原因，保護敏感電氣設備免受電涌損壞之策略是把電涌從設備分流[陽光電子學校維修專家友情提示]。理想之電涌防護器在電力線上應是覺察不到之，而當電壓達到一定之限值時，應立即動作，分流多余之能量入地[陽光電子學校維修專家友情提示]。

　　MOV工作原理正是如此，直到電涌出現，它才動作，否則就靜止地掛在電源線上，充當電源正常運行時之“守護神”[陽光電子學校維修專家友情提示]。當電壓升高達到頂先設定之水平時，MOV立即動作，響應時間為1~3毫微秒[陽光電子學校維修專家友情提示]。MOV中之“V”是變阻器，在響應之一瞬間，MOV之電阻從完全值降到近乎零歐姆[陽光電子學校維修專家友情提示]。MOV使瞬態高電壓找到了入地之通路[陽光電子學校維修專家友情提示]。吸引過電流遠離敏感之電氣設備[陽光電子學校維修專家友情提示]。MOV把過電壓漏泄掉[陽光電子學校維修專家友情提示]。電氣設備繼續在正常之工作電壓下運行[陽光電子學校維修專家友情提示]。

　　火花間隙技術之意圖是同樣之，該技術之核心是兩個電極，形狀象牛角，由絕緣材料分開，彼此間有很短之距離[陽光電子學校維修專家友情提示]。火花間隙之工作原理和雷電之工作原理一樣，當兩個角型之電極間電位差達到一定程度時，電荷穿過兩個角型之空間打火放電，并給放電提供了人地之通路[陽光電子學校維修專家友情提示]。

　　使用火花間隙技術對付電涌猶如用火來對付火[陽光電子學校維修專家友情提示]。來自世界著名之采用火花間隙技術之生產廠家之安裝指南中提醒使用者“每當使用火花間隙技術之電涌防護器動作時，熱量和壓力從防護器之尾部釋放出來”[陽光電子學校維修專家友情提示]。并提醒用戶：由此產生之熱量和壓力湖南陽光電子學校維修專家認為：也許產生短路或火災[陽光電子學校維修專家友情提示]。由于該原因和其它原因，IEC61643—1安全規范要求采用火花間隙技術之電涌防護器配有一個限制保險（F2），在系統保險（F1）工作前，F2將熔斷[陽光電子學校維修專家友情提示]。這種增加之保險極大地降低了火花間隙技術之電涌防護器湖南陽光電子學校維修專家認為：也許處理過電流之能力[陽光電子學校維修專家友情提示]。實際上，增加該保險之容量決定了火花間隙技術電涌防護器之電流處理能力[陽光電子學校維修專家友情提示]。

　　3、電氣設備機房電涌防護措施分析

　　3.1、安裝了直擊雷防雷設備之電涌防護不可忽視直擊雷防雷設備之作用是接閃，即防止雷電直接擊中機房所在建筑物以及接閃器保護范圍內之各種金屬管線和用電設備[陽光電子學校維修專家友情提示]。對于在接閃器保護范圍外之各種金屬導線以及由直擊雷所產生之感應雷電和建筑物內所產生之內部電涌是不能保護之[陽光電子學校維修專家友情提示]。對于由電力故障所產生之部分外部電涌也是不能保護之[陽光電子學校維修專家友情提示]。這括：高壓／低壓動力電源線、部分網絡和專用數據通信線被雷電直接擊中，建筑物內之感應電動機、備用發電機、中央空調、電梯等產生之內部電涌，電力故障所產生之各種外部電涌，因為靜電感應、電磁感應、電位反擊等所造成之各種感應雷電等等[陽光電子學校維修專家友情提示]。因此必須要加裝電涌保護器以保護電源線和數據線[陽光電子學校維修專家友情提示]。

　　3.2、機房接地不可等同于設備之電涌防護機房接地是計算機設備和精密電子設備正常工作之需要[陽光電子學校維修專家友情提示]。機房接地主要是可以防止靜電（如靜電荷出現積累，可以從地線泄放掉），這樣可以保護機器和人員之安全；另外有些設備接地后才可以正常之工作（不接地會受到電磁干擾、以及無基準點）[陽光電子學校維修專家友情提示]。所以機房接地并不是用來防止雷電，也是防止不了雷電之，必須要加裝電涌保護器才可以防止雷電和內部、外部電涌[陽光電子學校維修專家友情提示]。

　　3.3、采用UPS供電之設備仍需要做電涌防護UPS之作用是對供電系統突然停電或電壓不足提供支持，在突然斷電時，UPS保護電氣和電子系統、處理控制器和數據免受部分或全部之損壞[陽光電子學校維修專家友情提示]。有些UPS帶有低能之電涌抑制器[陽光電子學校維修專家友情提示]。這種內置之低能抑制器只能用來保護和UPS相連之負載免受能量有限之弱電涌之襲擊，因此，不能作為專門之解決電涌問題之方案[陽光電子學校維修專家友情提示]。更重要之是：有研究表明UPS設備中之敏感電氣控制線路極易受到電涌之破壞[陽光電子學校維修專家友情提示]。而這些線路經常是監視UPS之工作狀態以及UPS之交流電源之輸入、輸出狀態之[陽光電子學校維修專家友情提示]。1884年成立之電氣與電子工程師協會（1EEE），是世界 大之技術專業團體，曾十分關注UPS湖南陽光電子學校維修專家認為：也許受到之破壞，并在IEEE標準1100一1992中專門編寫了一章9.11.3：UPS電涌防護[陽光電子學校維修專家友情提示]。其中指出：雷電和其它產生瞬態電壓之現象，對大部分UPS設備和敏感之電氣負載設備是有害之[陽光電子學校維修專家友情提示]。因此，建議UPS之整流器輸入系統和輔助之UPS旁路系統（括人工保養之旁路系統）都應加裝IEEE.41—1991標準中規定之有效電涌防護裝置[陽光電子學校維修專家友情提示]。

　　4、電涌保護分級我國在機房建設之電涌防護方面有明確之要求，要求所有機房必須要做直擊雷電防護和接地網之建設；要求有條件之機房和比較重要之機房必

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