文档介绍：╳╳剧院电源设备过电压保护方案 1 ╳╳剧院电源设备过电压保护设计方案╳╳剧院电源设备过电压保护方案 2 一、加设防雷装置的必要性近三十年来,随着经济的快速发展,信息化设备得以广泛地应用。然而,随着技术的进步, 信息设备集成度的提高,其耐冲击能力却显著降低。高新技术的发展,尤其是电子技术的飞速发展,推动了电子用电设备的普及和应用,大大提高了人们的工作质量和效率,但由于现代高新技术电子产品中大量采用了大规模及超大规模的电子集成电路制造技术,且集成的程度越来越高, 内部的布线间距离越来越小,使元器件的耐压程度越来越低,稍稍受到过电压的侵袭后即损坏, 更经受不起雷电及过电压的强烈冲击;另一方面,当今电子设备、计算机自动化系统的网络化程度越来越高,如供电系统、通讯系统、视频、信号、计算机网络系统等,它们的传输线路,特别是暴露在室外的长距离输送线以及动力电源线路等,都有可能遭受雷击,产生雷击过电压,通过以上传输线侵入并击毁设备。导致因雷电产生的雷击电磁脉冲对电子设备的损害成逐年上升趋势。同时电气系统的开关操作和静电放电所产生的瞬态浪涌也对电子设备造成了极大的危害。电气设备的开关操作或者由于雷击放电而产生的过电压均会对电子装置造成损坏。电气保险公司的统计数据表明,近 3到4 年之内,此类设备由于过电压造成的故障总数已经翻了一番。虽然在绝大多数的损失,可以从其保险公司得到补偿,然而软件方面的损失,以及设备停机所造成的巨大财政负担都常常没有任何保障。电子设备的集成度程度越高, 其耐受过电压的强度就越低。结果是,由于高灵敏度电子设备数量的迅速增长,其故障率也不断上升。每一个电路均以一个特定的电压工作。电压上升至超过公差上限值时及成为该电路的过电压系小于毫秒( ms) 的纳秒( ns) 到微秒( us )的过程,在该过程中可达到额定电压的多倍。在许多情况下,这种瞬态电压会对电路及其部件(电源、耗电器等等)造成损坏。损坏的范围在很大程度上取决于元器件的耐压强度——如果再进一步分析的话——还应包括毫无损坏地在相应的电路里进行转换的能量耐受值。自然灾害很多,而雷电灾害是普遍存在的,特别在有些地区非常频繁, 贵州省的年平均雷暴日数居全国之前列, 各地州的年平均雷暴日都在 80 天以上, 使得贵州省的防雷措施更显重要。 197 1 年美国通用研究公司 R·D 希尔用仿真试验建立模式证明: 由于雷电干扰, 对无屏蔽的计算机当磁感应强度 Bm= 时, 计算机会误动作;当 Bd= 时, 计算机设备会永久性损坏。随着人类在 1973 年将 1 万个元件安置在 1cm 2 面积上,标志着人类进入信息时代。特别是电子技术从本世纪六十年代的电子管元器件发展到八十年代大型集成电路以来,元件的耐受能量已由 ~10J 降至 10― 8~10 ― 6J ,因而设备损坏率骤然升高。各种设备、元件摧毁能量参见下图。╳╳剧院电源设备过电压保护方案 3 由上图可见,尽管雷击干扰数十年变化不大,但电子设备的抗冲击水平在下降,间接导致雷击干扰灾难系数增加。从传统的防雷和避雷的观念和认识上也容易把人们对雷害防护的认识引向一个误区。在传统观念上,人们普遍认为只要按照国家的建筑物防雷设计规范做好建筑物的防雷措施,如安装好建筑物的防雷装置( 避雷针、引下线和接地装置的总称) 均压环等,建筑物内外的所有防雷工作就“万事大吉”了。但实际情况是怎样的呢?当雷击现象发生时,建筑物的外部防雷装置确实有效地抵御了雷击对建筑物结构的破坏,同时直击雷引下线与建筑物的均压坏也形成“法拉第笼”,保证了建筑物内的人员不致因跨步电压升高而导致跨步死亡。这时建筑物的防雷装置却非但不能保护好建筑物内的各种用电设备免遭雷击,反而使其遭受雷击的可能性增大,而且建筑物的避雷装置接闪能力越强,遭雷击的侵入的可能性就越大。这是因为当雷电击中建筑物避雷装置的避雷针上或击中附近其它建筑物的避雷针时,避雷针引下线就承担起了使雷击入侵电流入地释放的作用,在雷击电流快速的由引下线导入大地时,瞬时间内在引下线自上而下的产生了强力的变化磁场,处在这个强力变化磁场作用范围内的所有用电器、信号、电源及它们的传输线路都因相对地切割了这个强力变化磁场的磁力线而产生出感应电压,进而在与地线的低电位之间产生电压差,从而迅速将用电设备击毁。一、雷电对建筑物和设备的危害形式 1、直接雷击雷雨云直接通过人体、建筑物等设备对地放电的雷击现象称直接雷击。直接雷击的破坏力在于电流特性而不在于放电产生的高压。雷击放电的发热量大约 500-2000J ,该热量可熔化 50-200mm3 的钢材。在雷击通道上产生强大的冲击机械力可达 5000-6000N 。╳╳剧院电源设备过电压保护方案 4 2、感应雷击 1) 静电感应雷云底部分布着大量的负电荷,它