過(guò)電壓過(guò)電流的防護(hù)

過(guò)電壓過(guò)電流的防護(hù)必須全面

　　自18世紀(jì)弗蘭克林著名的風(fēng)箏實(shí)驗(yàn)以來(lái)，人們致力于雷電及其防護(hù)的研究實(shí)踐已有200年的歷史，對(duì)一般建筑物及電力系統(tǒng)輸變電設(shè)備的防雷保護(hù)已經(jīng)取得了很大成績(jī)，積累了豐富的經(jīng)驗(yàn)。但是如前所述，隨著微電子、計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅猛發(fā)展和普及應(yīng)用，微電子面臨雷電等沖擊電磁干擾和過(guò)電壓損害的威脅和損失也愈來(lái)愈嚴(yán)重。現(xiàn)在的問(wèn)題是:
　　一方面在技術(shù)上，用一般建筑物一般電氣設(shè)備的防雷裝置防雷經(jīng)驗(yàn)，已不能完全解決微電子設(shè)備的防雷問(wèn)題。我國(guó)過(guò)電壓保護(hù)設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程（SDJ-79）、微波通信設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)定（GB6-U01）等，雖對(duì)微波通信的防雷措施作了各方面的規(guī)定，但由于微電子設(shè)備對(duì)雷電等沖擊干擾十分敏感，耐壓水平很低，這些對(duì)半導(dǎo)體分立元件電子設(shè)備行之有效的保護(hù)措施，卻還不足于將其危害限制到足夠小的程度。鋼筋混凝土高層建筑物，雖然對(duì)直擊雷防護(hù)有了很大的進(jìn)步，但是從設(shè)計(jì)到施工大都沒(méi)有很好考慮防護(hù)雷擊等沖擊電磁干擾問(wèn)題。現(xiàn)有的鋼筋混凝土建筑，不僅對(duì)建筑物外雷擊的電磁屏蔽效能很差，對(duì)雷直擊建筑物時(shí)從建筑鋼筋分流入地的雷電流，在建筑物內(nèi)形成的沖擊電磁干擾危害如何防護(hù)也還缺乏有效的具體對(duì)策，因而很難滿(mǎn)足建筑物內(nèi)微電子設(shè)備應(yīng)用日益廣泛，特別是智能大廈的防護(hù)要求。
　　另一方面，人們的習(xí)慣觀念也亟須更新。當(dāng)今雷害往往與高科技的普及應(yīng)用同步，其危害遠(yuǎn)不能以雷擊物的直接經(jīng)濟(jì)損失來(lái)估量。許多人包括一些高科技人員的觀念還停留在弗蘭克林時(shí)代，以為有了避雷針何所懼！殊不知正如前面所敘閃電由避雷針引入大地，大樓、人員和普通設(shè)備安然無(wú)恙，但雷電流在四周產(chǎn)生的巨大脈沖電磁場(chǎng)，卻使具有極為靈敏的微電子設(shè)備損壞，令業(yè)務(wù)受到嚴(yán)重影響。許多人不了解埋地電纜也會(huì)出現(xiàn)感應(yīng)過(guò)電壓，例如通過(guò)避雷針的雷電入地電流為5kA時(shí)，在其附近5～10m處的無(wú)屏蔽電纜將會(huì)感應(yīng)5～7.5kV的高壓；實(shí)踐表明不少屏蔽良好的微電子設(shè)備在雷雨季節(jié)也發(fā)生故障，就是因?yàn)榧词蛊帘蜗禂?shù)達(dá)到90%，雷電感應(yīng)過(guò)電壓仍有10 V數(shù)量級(jí)，超過(guò)計(jì)算機(jī)接口元器件所能承受的沖擊耐壓10V數(shù)量級(jí)。雷電及其是否成災(zāi)是一種隨機(jī)性很強(qiáng)的小概率事件，決不可存在僥幸心理。如果缺乏必要的防護(hù)措施，災(zāi)害遲早總會(huì)發(fā)生，而應(yīng)防范于未然。在防護(hù)上的必要投入不可吝嗇。人們總習(xí)慣于拿被保護(hù)物價(jià)值的大小與投入作比較，來(lái)左右自已的決策。殊不知一次災(zāi)害造成不可估量的社會(huì)影響和間接經(jīng)濟(jì)損失，比設(shè)備損壞的直接損失要嚴(yán)重得多。

　　微電子的抗沖擊電磁干擾和過(guò)電壓防護(hù)是一項(xiàng)系統(tǒng)工程，必須貫徹整體防護(hù)思想，綜合運(yùn)用分流（泄流）、均壓、屏蔽、接地和保護(hù)（箝位）等各項(xiàng)技術(shù)，構(gòu)成一個(gè)完整的防護(hù)體系，才能取得明顯的效果。
　　分流（泄流）：指的是對(duì)于可能的直擊雷要靠接閃器經(jīng)引下線和接地裝置，或通過(guò)導(dǎo)電連接和接地良好的金屬構(gòu)架，將雷電流分流散流入地，而不流過(guò)被保護(hù)設(shè)備和部件；雷電流通過(guò)的部分阻抗要低流散要好，以降低電位，避免引起對(duì)被保護(hù)物的反擊。
　　均壓：是指對(duì)于同一樓層同一部位的不同的電纜外皮、設(shè)備外殼、金屬構(gòu)架（構(gòu)件）、管道進(jìn)行電氣搭接，以均衡電位。所謂屏蔽指的是采用屏蔽電纜，利用各種人工的屏蔽箱盒、法拉第屏蔽籠、鋼筋結(jié)構(gòu)等和各種可以利用的自然屏蔽體來(lái)阻擋、衰減施加在微電子上的電磁干擾和過(guò)電壓能量。
　　接地:是指將所有金屬構(gòu)架（構(gòu)件）、管道、電纜金屬屏蔽層、穿線鐵管連在一起，與屏蔽籠及總接地網(wǎng)就近連接；電氣、電子設(shè)備的防雷接地、工作接地、保護(hù)接地采用共地方式；計(jì)算機(jī)的邏輯接地采用絕緣電纜引外接地，為防反擊再與主接地網(wǎng)暫態(tài)共地連接。
　　箝位保護(hù)：在過(guò)電壓可能侵入的所有端口，包括電源、電信、網(wǎng)絡(luò)等終端設(shè)備裝設(shè)必要的雷電浪涌保護(hù)裝置；在計(jì)算機(jī)等電子系統(tǒng)引出的信號(hào)線、電源線上裝設(shè)多級(jí)保護(hù)，包括粗保護(hù)和細(xì)保護(hù)，將侵入電子系統(tǒng)的沖擊過(guò)電壓箝制到允許的程度。

　　以上的分流（泄流）、均壓、屏蔽、接地等都屬于外部防雷范疇，對(duì)從市電網(wǎng)、通信線路、長(zhǎng)距離輸送的架空導(dǎo)線中產(chǎn)生的感應(yīng)過(guò)電壓是無(wú)能為力的，因此箝位保護(hù)就顯得尤其重要。綜合分流、均壓、屏蔽、接地、箝位保護(hù)各項(xiàng)技術(shù)的整體防護(hù)原則，是適用于建筑防雷、電力系統(tǒng)和各種電子設(shè)施的通用防護(hù)模式。而對(duì)一個(gè)特定的微電子，例如大型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)、電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)、微波通信站、調(diào)度通信大樓、石油化工儀表微機(jī)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)或現(xiàn)代高層建筑智能大廈等的防護(hù)，還需根據(jù)微電子設(shè)備的特點(diǎn)和防護(hù)對(duì)象的實(shí)際情況靈活應(yīng)用，采取具體措施，構(gòu)成一個(gè)完整的防護(hù)體系，才能收到預(yù)期的效果。