淺談電子通訊設備對于雷擊浪涌的防護

摘要：現代化程度的加強，電子通訊已經成為現代人溝通的主要手段，電子通訊具有傳遞距離遠，傳遞速度快等的特點，人們建立在電子通訊上的各種社會生活，使得他們對于電子通訊技術的要求越來越高。雷電這一自然現象，對我們來說并不是什么陌生的詞語，它會給我們的現代通訊生活造成什么樣的影響呢？雷擊會給我們的電子通訊設備及其所在的建筑物、電線電纜、甚至是操作人員帶來不同程度不可想象的危害，如“雷擊會使設備出現故障，進而使得通訊中斷；又或者是使得設備燒毀，導致不同程度的事故的出現，甚至是危害到人民群眾的生命財產和國家的安定團結。”這樣類似的事例時有出現，后果不可估量、令人擔憂。

關鍵詞：電子通訊；雷擊浪涌；防護；設備

[中圖分類號]：TN965 [文獻標識碼]：A

[文章編號]：1002-2139(2012)-17-0-01

1、雷電的產生

雷電是大氣中的放電現象，是放電路徑長度為數千米的瞬時大電流放電。雷雨云在大氣層中的流動和翻滾可以產生強烈的靜電荷區，云層間或云和地之間的這個靜電荷區的電位差增大并達到一定數值足以擊穿空氣時，就產生了雷電，即發生猛烈放電現象。每次放電時的電流強度平均有兩萬安培左右，放電時間很短，總的持續時間一般為0.2秒。一般來說，人們最為關心和擔心的就是云對地的雷電，包括直擊雷電和感應雷電。

2、雷電的危害

雷電具有高電壓、大電流和瞬間性的特點，雷電放電會產生電效應、熱效應和機械效應。

⑴電效應

雷電可能對建筑物、結構物和戶外設備直接放電，

快速上升和大幅值的電流脈沖以及由此形成的高電壓會對放電點的物體造成毀滅性打擊。變化率極大的雷電流會在鄰近的導體上產生電磁感應電壓，襲擊架空線和地下電纜。雷電產生的靜電場、電磁場、雷電波、感應電壓、地電位反擊等，統稱雷電電磁脈沖，會嚴重干擾電子設備的正常工作，使得絕緣擊穿、參數劣化、元器件失效、設備故障甚至燒毀等。

⑵熱和機械效應

上升速度快、峰值幅度高的雷擊電流，會產生一種強大的電磁力，雷電擊中建筑物或設備時，強大的雷電流轉變為熱能，雷擊放電的電量約為25—100C，此估計，雷擊點的發熱量大約500—2000J，該能量可以熔化50—200mm的鋼材，使放電通道上的金屬部件損壞或扭曲。在雷電流流過的通道上，物體水分熱氣化而激烈膨脹，產生強大的沖擊性機械力，該機械力可以達到5000—6000N，足以使放電通道上的金屬部件熔穿或燒成孔洞，使金屬部件的連接點如螺絲和焊點等熔化。

3、電子通訊設備雷擊浪涌的防護設計

3.1設計原則

第一，客戶利益至上原則。整個工程中，應該要本著求真務實的態度，以用戶的需求作為第一出發點和根本宗旨去考慮，對于用戶設備的擴展性也要有充分的考慮，以求達到一致和雙贏。第二，可靠安全原則。科學合理、安全可靠是防雷工程中最優先考慮的問題，這也是該工程的最現實的意義所在，所以工程中所用到的設備應該是技術成熟可靠的。第三，先進技術原則。工程中所用的工業技術應該要是最先進最成熟的技術，只有這樣才能最大程度上去適應未來科學技術的發展、社會的進步和業務的變化。第四，實用高效原則。要實現效用和經濟利益最優比，與客戶所期望的效果相符合地去投入，盡可能地將安全性能最大化，而又合理地考慮的資金成本的問題，另外，最重要的還是保證它的實用性。第五，可充性、開放性和可維護性原則。社會是發展的，技術是不斷改善和提高的，用戶的投資是希望獲得有效的防護，而只有合格的設備才能保證未來的發展和變化。這是一個嚴密的防護系統，因此里面的設計必須要合理，只有這樣才能使得系統的在整體上發揮最好的功效。

3.2防護器件

⑴電子通訊設備在印制板上通常由三種器件來實現對雷擊浪涌的防護（二級保護）。

△PTC（正溫度系數）熱敏電阻，簡稱PTC。

△瞬間電壓抑制器

△箝位二極管

⑵PTC熱敏電阻又稱自復保險絲，通過在電路中串聯來實現過流保護。熱敏電阻通常由經過特殊處理的聚合樹脂和導體組成。一般正常的情況下，聚合樹脂把導體包裹在結晶狀的結構里面，構成低阻抗的導電體，當電路出現異常，電流急劇增大時，器件的溫度瞬間上升，結晶體里面的導體就會自動分離，迅速提高阻抗，使得電流得以限制在一定范圍內，起到保護電路免受損壞的作用。

結語

在科學技術飛速發展的今天，已經步入了電子化的時代，復雜的事物通過先進的電子通訊構建起了有效溝通的橋梁，使其的發展盡然有序。這些電子通訊設備的數量和規模越來越大，也就意味著它們遭受雷擊浪涌的危害的可能性也就更大，因此我們必須就著這個話題，不斷的探討研究，以求達到對其最大化的保護，把損失傷亡降到最低。

參考文獻:

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