| 知 識 資 訊 | |
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◆直擊雷 ◆感應雷 ◆電湧及高電壓引入 ◆接地及地網 |
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| 天災可避免 網路防雷器 | |||
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隨著夏日的臨近，網路設備除面對酷暑的考驗外，如何面對由頻繁的雷雨天氣（以廣州市為例，每年平均的雷暴天氣可達80.3次，這樣的多雷區在我國並不少見）所帶來的雷電的襲擊也成為諸多網路管理者所注意的問題。據統計我國在2004年由雷電所造成的直接經濟損失可達35億元人民幣，而且由此產生的間接損失和嚴重後果更難以估量。而其中首當其衝的就是電子、通訊類設備。由於電子、通訊類設備多集中在現代化的高樓大廈中，而恰好高樓大廈是市區內雷電所最愛光顧的地方，如果防雷措施不良，一旦遭遇雷擊，損失就會相當慘重。
網路電子設備多採用了超大型積體電路，其本身很容易在高電壓、高電流情況下燒毀。因此早期的避雷針防雷、電源防雷等已經不能適應需求。在雷擊發生時會產生很強的電場，導致這個區域內的電位大大高於其他區域，而作為作為電的良導體－雙絞線很容易在電位不相等時對雷電的形成的感應，從而遭遇雷害。 網路防雷器是安裝與在需要保護設備的前端，使設備、線路與大地形成一個有條件的等電位體，將可能進入的雷電流阻攔在外，將因雷擊而使內部設施所感應到的雷電流得以安全泄放入地，與避雷針、電源防雷器兩者共同形成一個全方位的防雷整體，確保後接設備的安全。 網路防雷器與其他防雷器相比具備電容小、殘壓低、通流大、回應快的特點，根據所採用的材質不同可分為幾種方式： 1．空氣間隙間隔式： 由於空氣的擊穿電壓很高，可達500kV/m，而當其被高電壓擊穿後就只有幾十伏的低壓了。所以人們利用空氣的這一特性設計出了早期的網路避雷器，將一根導線的一端連在輸電線上，另一根導線的一端接地，兩根導線的另一端相隔一定距離構成空氣間隙的兩個電極，間隙距離確定了避雷器的擊穿電壓，擊穿電壓應略高於輸電線的工作電壓，這樣當電路正常工作時，空氣間隙相當於開路，不會影響線路的正常工作。當過電壓侵入時，空氣間隙被擊穿，過電壓被箝位元到很低的水準，過電流也通過空氣間隙泄放入地，實現了避雷器對線路的保護。 但空氣間隙缺點也同樣突出，如擊穿電壓受環境影響大、空氣放電會氧化電極、空氣電弧形成後，需經過多個交流週期才能熄弧，這就可能造成避雷器故障或線路故障。以後研製出的氣體放電管、管式避雷器、磁吹避雷器在很大程度上克服了這些毛病，但他們仍然是建立在氣體放電的原理上。氣體放電型避雷器的固有缺點：衝擊擊穿電壓高；放電時延較長；殘壓波形陡峭。 2．半導體式 半導體技術的發展為網路防雷器提供了新材料，比如穩壓管，其伏—安特性便可符合線路防雷要求，只是其通過雷電流的能力較差，使得普通的穩壓管不能直接用作避雷器。所以早期的半導體防雷器採用了碳化矽材料，它具有與穩壓管相似的伏—安特性，但通過雷電流的能力很強。不過很快人們又發現了金屬氧化物半導體變阻器（MOV），其伏—安特性更好，並具有回應時間快、通流容量大等許多優點。但缺點是，電容較大，對於採用數位信號傳輸的網路並不合適，因此在音頻類比信號的傳輸網路中採用較多。瞬變電壓抑制二極體(TVS)的出現又為網路防雷器的發展帶來了新的契機。TVS的作用原理是當管子兩端經受瞬態能量衝擊時能極快地將其兩端的阻抗降低，通過將能量吸收掉從而把其兩端間的電壓箝制在其標稱值上，保護後端元件。但受半導體工藝限制，集成在網路防雷器中的TVS很難做到大功率，在雷擊到來時，瞬態能量可以損壞內置的TVS，同時，瞬態電流產生的強磁場會使近距離的其他電路上感應出高電壓，造成電路損壞。因此網路防雷器中的TVS主要功能是為了消除靜電，但不能防雷擊浪湧。 目前市面上的網路防雷器多採用不同器件組合成兩級方式，發揮各器件之所長。第一級由大通流量的氣體放電管進行初級保護，以降低殘壓並把大部分雷電流泄放入大地；第二級採用去耦電阻或PTC進行阻流延時和分壓，以配合第一、三級的元件的特性要求；第三級採用TVS進行精細保護，以進一步降低殘壓，使其達到設備的安全電壓要求。
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