電氣設備機房電涌防護芻議

摘 要：隨著電子技術集成度的不斷提高，集成電路對電流和電壓也越來越敏感，電涌已經成為導致電子設備損壞的重要因素。做好電氣設備的電涌保護也成為確保設備正常運行的必備條件。本文對電涌產生的機理及特點進行了分析，提出了電氣設備機房電涌保護措施及具體方法。

關鍵詞：電氣設備；電涌；保護

中圖分類號：TM862 文獻標識碼：A 文章編號：1674-7712 （2014） 16-0000-01

一、電涌的產生及防護原理

電涌通常是指微秒量級的異常電流，單位能量為2.5MJ/Ω至10MJ/Ω，可導致電子設備瞬間過壓，在電子設備集成度不斷提升，半導體元件之間距離更小的情況下，發生電涌可導致電子設備瞬間過壓破壞性更大，可造成電子元件設使用壽命縮短或者導致其受到徹底破壞。最易引發電涌的原因為雷電，輸電線路一旦被雷電擊中會造成較大的損失，電源輸出切換負載也會引發電涌導致電子元件使用壽命縮短。發電機、制冷設備、空調設備也易發生電涌。建筑物頂部接閃器和不間斷電源在預防雷電和意外斷電上具有重要作用，但均無法防止電涌現象，因此敏感電氣設備機房需要加裝電涌保護器。

電涌保護器是用來電涌防護的一種設備，對采用MOV技術，由于電涌包含較強能力，無法徹底阻止，為避免電氣設備受到電涌損害常采用電涌分流，在電壓高出一定范疇時，電涌保護器會立即動作，將能量轉移。MOV技術在電涌發生后才工作，電氣元件電壓高于設定上限，MOV將在3毫微秒捏動作，工作期間MOV的電阻接近零，可使高電壓瞬間接到入地通路。確保電氣設備平穩原型?；鸹ㄩg隙技術與MOV技術的宗旨基本相同，火花間隙技術核心為牛角狀的兩個電極，在電極間電位差達到一定程度時，將發生放電現象，并進入接地通路。采用火花間隙技術過程中應注意當電能被釋放過程中可能刪除較多的熱量，電氣元件存在短路風險。為此IEC61643-1安全規范要求火花間隙技術在使用過程中必須配備系統保險和限制保險，以確保的火花間隙技術電涌防護器的安全運行。

二、電氣設備機房電涌防護的注意事項

（一）安裝了防雷設備依然不可忽視電涌防護問題。防雷設備主要防護對象為機房建筑和線路，對感應雷電及內部電涌無保護作用，用電力故障引發的電涌也不具有保護作用，對因感應電動機、發電機、空調設備引起的內部電涌同樣不具有防護作用，因此電氣設備機房即使安裝了防雷設備，依然需要加裝電涌保護器。

（二）電氣設備機房接地不能代替電涌保護裝置。大部分精密電子設備機房均要求有可靠接地，電氣設備機房接地的主要作用在于泄放靜電荷積累，防止電磁干擾。機房接地并非為了防止雷電危害，也無法徹底防止雷電危害。因此接地機房依然需要加裝電涌保護器來防止雷電危害和電涌現象。

（三）采用不間斷電源設備仍要進行必要的電涌防護。不間斷電涌的作用是為確保系統電壓問題，防止意外斷電。保證在突發斷電的情況下，電氣設備及控制器數據不會遭到破壞。部分不間斷電源設備帶有防電涌功能，但此類內置電涌抑制器大部分是低能電涌抑制器，僅可用于弱點涌保護，不可作為專門設備來用于電涌保護。建議不間斷電涌整流設備及旁路系統應加裝有效電涌保護裝置。

三、電氣設備機房電涌防護器的選擇

電氣設備機房電涌保護器應選擇技術先進、指標合格、具有銷售證、標準證書的制造商，同時應兼顧以下七個方面內容。一是電涌防護器要與電氣設備機房設計配套，易于安裝。電涌保護器占地應較小，電涌防護器自身尺寸越大，內部電感線路也會越大，而電涌防護器體積越小電感也會越小，防護效果也會越好。小體積電涌防護器可靠近配電箱安裝，避免因連線過長產生的電涌。二是要確保反應時間足夠短。電涌保護器的反應時間應小于電涌時間，反應時間應控制在毫微秒級別，才能符合技術要求。三是處理電流能力要較大。峰流可準確反應電涌防護器的處理能力。實踐表明，80kA的電涌防護器可基本滿足電氣設備機房的電涌保護問題，對于多雷擊區可酌情將電涌保護峰流提升到160kA。四是要擁有足夠的能量吸收能力。通常以焦耳為單位來反應電涌防護器的能量吸收能力，取值越高其使用壽命越長。五是要擁有一定鉗制電壓能力。鉗制電壓能力即將過電壓鉗制到正常電壓范圍內，根據GA173—1998標準，電涌防護器的鉗制電壓應在2kV以內。六是電涌防護器應符合相應標準。電涌防護器應遵守IEEE、NEMA、UL449和IEC等國際標準及GA173—1998等國內標準，獲取銷售許可證方能生產使用。七是要確保產品質量可靠，應選擇質保期較長的產品，確保產品出現質量問題可在第一時間獲得高效的服務支撐。

我們應當認識到，因雷電和電力切換導致的外部電涌是電氣設備機房產生電涌的最主要因素，此類電涌可沿電力線傳輸并進入到電氣設備機房，在電涌設備配置過程中，應根據實際接地方式靈活選擇。電氣設備機房的電源、數據線、通信線等均可成為電涌進入通道，因此電氣設備機房中電源線、數據線、通信線均應安裝電涌防護器。

在電氣設備機房中采取必要的電涌保護手段是確保電氣設備平穩運行的重要保障，也是確保設備及網絡正常運轉的關鍵環節，具有十分突出的作用，應引起高度關注。

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