电磁兼容技术讲座-雷击浪涌防护设计技术(非常好)PPT文件格式下载.ppt
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案例分析案例分析雷电的产生雷电的产生雷击浪涌防护设计技术雷电的产生雷电的产生雷击浪涌防护设计技术雷电压雷电压/电流的特性电流的特性雷击浪涌防护设计技术1.2/501.2/50uSuS雷电压脉冲波形雷电压脉冲波形(IEC61000-4-5)IEC61000-4-5)雷电压雷电压/电流的特性电流的特性雷击浪涌防护设计技术8/208/20uSuS雷电流脉冲波形雷电流脉冲波形(IEC61000-4-5)IEC61000-4-5)雷电的危害机理雷电的危害机理雷击浪涌防护设计技术保护级别保护级别雷电流峰值雷电流峰值.kAkAII200200IIII150150III-IVIII-IV100100Lit.:
IEC61024-1-1RstE=Rstit举例举例:
EE=100kA=100kA1=100kV1=100kV10/35010/350ss波形波形雷击浪涌防护设计技术雷电闪击电压的计算雷电闪击电压的计算100kA100kV100kV100kV230V230V1雷电击中建筑物引起的破坏性电压反击雷电击中建筑物引起的破坏性电压反击雷击浪涌防护设计技术雷电击中建筑物雷电击中建筑物11引起建筑物引起建筑物11与与22之间的过电压之间的过电压S341341e.ppt/04.09.97通信线缆通信线缆i建筑物建筑物1建筑物建筑物2U1几百几百kVi2U20Vi1雷击浪涌防护设计技术邻近建筑物之间危险的浪涌雷击邻近建筑物之间危险的浪涌雷击几几100kA几几10kV几几100kV几几kA几几10kA几几10kV通信通信线缆线缆OV230V几几10kA几几kAWater/Gas几几10kA几几几几kA几几几几kA几几230V雷击浪涌防护设计技术1010.10.0110-310-410-50.10.3131030smHMa=10ma=3ma=1ma=0,3ma=0,1ma=0,03ma=0,01m环形回路的互感环形回路的互感MM雷击浪涌防护设计技术asa环形回路的过电压计算环形回路的过电压计算M4.8HU=4.8100=480kVikA100tsU10m1m10m雷击浪涌防护设计技术在环形回路中引起的感应电压在环形回路中引起的感应电压雷击浪涌防护设计技术400m信号线电源线100kA/ms300m15kV!
静电感应产生过电压静电感应产生过电压雷击浪涌防护设计技术架架空空导导线线静电感应产生过电压静电感应产生过电压雷击浪涌防护设计技术设备雷击损坏机理设备雷击损坏机理雷击浪涌防护设计技术q地电位升的影响地电位升的影响接地阻抗接地阻抗设备设备电源线、信号线电源线、信号线接地系统越完善,接地阻抗越小,地电位升接地系统越完善,接地阻抗越小,地电位升造成的损害就越小。
造成的损害就越小。
设备雷击损坏机理设备雷击损坏机理雷击浪涌防护设计技术设备设备电源线、信号线电源线、信号线q感应雷的影响感应雷的影响设备雷击损坏机理设备雷击损坏机理雷击浪涌防护设计技术q直击雷的影响直击雷的影响设备设备电源线、信号线电源线、信号线设备雷击损坏机理设备雷击损坏机理雷击浪涌防护设计技术设备设备电源线、信号线电源线、信号线其它设备其它设备q其它相连设备的地电位升产生的传导浪涌影响其它相连设备的地电位升产生的传导浪涌影响雷电的危害雷电的危害(小结小结)直击雷或邻近雷击直击雷或邻近雷击:
击在外部防雷系统,如保护框架(工业装置上击在外部防雷系统,如保护框架(工业装置上.)电缆上等。
)电缆上等。
浪涌电流在接地电阻浪涌电流在接地电阻RRstst上引起电压降。
上引起电压降。
闭合环路感应产生过电压闭合环路感应产生过电压信息系统信息系统电源系统电源系统L1L2L3PEN20kVRst2c1a1b12a2b11a1b远处雷击远处雷击:
击在远处架空输送线缆上击在远处架空输送线缆上雷云之间的放电通过架空雷云之间的放电通过架空线缆引起感应雷电波及过线缆引起感应雷电波及过电压。
电压。
在野外在野外,雷电击中通信线缆雷电击中通信线缆2a2b2c雷击浪涌防护设计技术防雷技术防雷技术雷击浪涌防护设计技术雷击防护分区雷击防护分区LightningProtectionZone(LPZ)LEMPLEMPLEMPLEMPLPZ2LPZ2LPZ3LPZ3SEMPSEMPLPZ1LPZ1LPZ0LPZ0AALPZ1LPZ1电源系统电源系统信息网络系统信息网络系统电源系统电源系统局部等电位连接局部等电位连接设备屏蔽房间屏蔽基础接地极基础接地极加强筋加强筋防雷等电位连接防雷等电位连接雷电流雷电流SPDSPD局部等电位连接局部等电位连接过压保护器过压保护器SPDSPD空调装置空调装置接闪系统接闪系统LPZ0LPZ0BBMLPZ0LPZ0BB摄像机摄像机灯光灯光插座插座“滚球半径滚球半径20m20mLPZ0LPZ0BBLEMPLEMPLPZLPZ防雷保护区防雷保护区雷击浪涌防护设计技术外部防雷系统外部防雷系统避雷针避雷针下引线下引线接地系统接地系统h滚球滚球r保护角度保护角度网孔网孔雷击浪涌防护设计技术外部防雷系统外部防雷系统(接闪系统接闪系统,引下线引下线,基础接地极基础接地极)基础接地极基础接地极雷击浪涌防护设计技术防雷分区概念的应用防雷分区概念的应用雷击浪涌防护设计技术滚球滚球滚球滚球R=20mR=20mR=20mR=20mLPZ0ALPZ0BLPZ1信号线信号线信号线信号线电源线电源线电源线电源线基站基站建筑物有防雷系统的等电位连接建筑物有防雷系统的等电位连接雷击浪涌防护设计技术线槽线槽天线架天线架基站基站防雷系统防雷系统室室外外天天线线与与电电缆缆的的布布设设Mobilf-englisch.ppt/18.08.00/ESC雷击浪涌防护设计技术进出线缆端口的防雷等电位连接进出线缆端口的防雷等电位连接Z基础接地极基础接地极等电位汇流排等电位汇流排EBBEBB水管水管燃气管燃气管燃气管燃气管电源电源外部防雷系统外部防雷系统雷击浪涌防护设计技术设备的等电位保护设备的等电位保护雷击浪涌防护设计技术分级保护分级保护DEHNguardTyp275DEHNDEHNportBlitzstromableiterDEHNL1L2L3N高能量避雷器高能量避雷器过压保护器过压保护器线缆长度线缆长度55m*m*如果如果PEPE线与主线在同一线缆中,线与主线在同一线缆中,则线缆长度要求则线缆长度要求1515mm雷击浪涌防护设计技术分级保护分级保护退藕器件退藕器件如如:
电阻电阻,电感电感,滤波器滤波器等等tutu粗保护粗保护如如:
放电管放电管精细保护精细保护如如:
齐纳二极管齐纳二极管雷击浪涌防护设计技术雷击浪涌防护器件雷击浪涌防护器件雷击浪涌防护设计技术n气体放电管气体放电管n半导体放电管半导体放电管n压敏电阻压敏电阻nTVSTVSn防雷模块(防雷模块(SPDSPD)气体放电管气体放电管雷击浪涌防护设计技术伏安特性伏安特性10mA1mA100mA1A10A100A1kA100200电电压压(V)电电流流ABCDEFBCDBCD:
辉光放电区辉光放电区AA:
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电弧熄灭点电弧熄灭点气体放电管气体放电管雷击浪涌防护设计技术应用中存在的问题应用中存在的问题时延时延续流续流当暂态电压过去后,在被保护电路的电源或信号电压作用当暂态电压过去后,在被保护电路的电源或信号电压作用下,原处于导通状态的放电管不灭弧,仍保持导通状态下,原处于导通状态的放电管不灭弧,仍保持导通状态utufdcufruufr:
实际放电电压气体放电管气体放电管雷击浪涌防护设计技术优点优点缺点缺点极间绝缘电阻大极间绝缘电阻大极间电容小极间电容小泄放暂态过电流能力强泄放暂态过电流能力强时延时延续流续流老化老化半导体放电管半导体放电管雷击浪涌防护设计技术伏安特性伏安特性IBOIHITIPPIDMVBOVDMVIVBRVTIBOIHITIPPIDMVBOVDMVIVBRVT单向半导体放电管单向半导体放电管双向半导体放电管双向半导体放电管半导体放电管半导体放电管雷击浪涌防护设计技术优点优点缺点缺点通态电压低通态电压低动作响应快动作响应快无老化无老化通流容量较小通流容量较小有续流有续流转折电压较高转折电压较高压敏电阻压敏电阻雷击浪涌防护设计技术伏安特性伏安特性10-810-610-410-2100102电流电流/AA1041020501002005001000电电压压(VV)泄漏区泄漏区箝位工作区箝位工作区过载区过载区压敏电阻压敏电阻雷击浪涌防护设计技术优点优点缺点缺点通流容量大通流容量大动作响应快动作响应快无续流无续流极间电容大极间电容大老化老化瞬态电压抑制器瞬态电压抑制器雷击浪涌防护设计技术TVSTransientVoltageSuppressor伏安特性伏安特性+-+-正向正向反向反向正向电压反向电压VRMVbrVcIPPIRM正向电流反向电流TVS雷击浪涌防护设计技术优点优点缺点缺点箝位电压低箝位电压低动作响应快动作响应快无续流无续流无老化无老化通流容量较小通流容量较小几种保护器件的比较几种保护器件的比较雷击浪涌防护设计技术气体放电管气体放电管压敏电阻压敏电阻TVS泄漏电流泄漏电流无无小小小小续流续流有有无无无无极间电容极间电容小小大大中中响应时间响应时间慢慢(us)较快较快(ns)快快(ps)通流容量通流容量大大(1kA100kA)大大(0.11kA100kA)较小较小(0.1kA1kA)老化现象老化现象有有有有无无箝位电压箝位电压放电电压高放电电压高中等中等低低防雷电路设计防雷电路设计雷击浪涌防护设计技术三级保护电路三级保护电路雷击浪涌防护设计技术输输出出端端输输入入端端VVVttt典型电路分析典型电路分析雷击浪涌防护设计技术单相交流电源的单级保护电路LM1M2M3PENM1M1、M2M2的型号和参数应一样的型号和参数应一样典型电路分析典型电路分析雷击浪涌防护设计技术单相交流电源的单级保护电路PELNM1M2M3min(Ufdc)1.2max(UP)放电管:
放电管:
压敏电阻:
在电压在电压UP下的电流应小于放电下的电流应小于放电管的熄弧电流值管的熄弧电流值UP:
电路最高工作电压峰值:
电路最高工作电压峰值典型电路分析典型电路分析雷击浪涌防护设计技术单相交流电源的两级保护电路LNPEM1M2M3L1L2C1C2M6M4M5C3第一级:
泄流第一级:
泄流第一级保第一级保护电路护电路第二级保第二级保护电路护电路第二级:
箝位第二级:
箝位典型电路分析典型电路分析雷击浪涌防护设计技术信号接口保护电路保护电路保护电路保护电路保护电路发送器发送器长线长线接收器接收器减小寄生电感减小寄生电感雷击浪涌防护设计技术保护器件保护器件保护器件保护器件减小寄生电感减小寄生电感雷击浪涌防护设计技术防雷器件安装点PCBPCB板上防雷器件的布局板上防雷器件的布局案例分析案例分析雷击浪涌防护设计技术案例一:
电源端口防雷设计案例一:
电源端口防雷设计雷击浪涌防护设计技术G1VR2VR3VR1F1F2LNPE保险管的参数必须合理选取,使之不能损保险管的参数必须合理选取,使之不能损坏电路的防雷能力。
坏电路的防雷能力。
案例一:
电源端口防雷设计雷击浪涌防护设计技术q器件参数器件参数F1F1、F2F2:
型号型号T10AL250VACT10AL250VAC,额定电
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