电气设备机房的电涌防护分析

摘要：随着电子技术快速发展，集成电路对电压和电流脉冲之敏感程度越来越高，外部电涌过电压和内部电涌已成为电子设备损坏和工作中断之主要因素之一[阳光电子学校维修专家友情提示]。保证精密电子设备系统能正常工作之基本要求是电涌防护设计应正确并很好之协调配合，以免外部电涌过压及内部电涌所导致之设备损坏[阳光电子学校维修专家友情提示]。另外，必须选用合格并且品质优秀之产品关键字：设备机房电涌防护原理措施分析随着电子技术快速发展，集成电路对电压和电流脉冲之敏感程度越来越高，外部电涌过电压和内部电涌已成为电子设备损坏和工作中断之主要因素之一[阳光电子学校维修专家友情提示]。保证精密电子设备系统能正常工作之基本要求是电涌防护设计应正确并很好之协调配合，以免外部电涌过压及内部电涌所导致之设备损坏[阳光电子学校维修专家友情提示]。另外，必须选用合格并且品质优秀之产品[阳光电子学校维修专家友情提示]。

　　新建及改扩建工程之重要电气设备机房应采用高品质电源电涌防护器，对整个电气系统提供完善之电涌防护措施，同时语音、数据及图象等金属导体有线传输之弱电网络也应做好电涌防护，这是确保该类设备正常工作之重要技术环节[阳光电子学校维修专家友情提示]。

　　1、电涌之产生电涌是微秒量级之异常大电流脉冲，其波头时间一般在0.25~20μs，其单位能量一般在2.5~10MJ／Ω

　　它可使电子设备受到瞬态过电压之破坏[阳光电子学校维修专家友情提示]。每年半导体器件之集成化都在提高，元件之间距在减小，半导体之厚度也在变薄[阳光电子学校维修专家友情提示]。这使得电子设备受到瞬态过电压破坏之湖南阳光电子学校维修专家认为：也许性越来越大[阳光电子学校维修专家友情提示]。如果一个电涌导致之瞬态过电压超过一个电器设备之承受能力，那么这个电器元件或设备或者被完全破坏，或者使用寿命大大缩短[阳光电子学校维修专家友情提示]。

　　雷电是导致电涌 明显之原因，雷电击中输电线路导致巨大之经济损失[阳光电子学校维修专家友情提示]。每一次电力公司切换负载而引起之电涌都缩短各种计算机、通讯设备、仪器仪表和PLC之使用寿命[阳光电子学校维修专家友情提示]。另外，大型电机设备、电梯、发电机、空调、制冷设备等也会引发电涌[阳光电子学校维修专家友情提示]。UPS也湖南阳光电子学校维修专家认为：也许被电涌摧毁[阳光电子学校维修专家友情提示]。

　　建筑物顶部之接闪器在防直击雷时可将大部分之放电分流入地，避免建筑物之严重损坏[阳光电子学校维修专家友情提示]。UPS不间断电源处理电压之严重下降[阳光电子学校维修专家友情提示]。二者非常有用，但都不能保护计算机免受电涌之破坏，而且UPS本身集中使用了很多微处理器，也有湖南阳光电子学校维修专家认为：也许被电涌摧毁[阳光电子学校维修专家友情提示]。

　　27年前，IBM发现电涌更为常见之来源是电力公司之电网开关和大型电力设备（如空调和电梯）[阳光电子学校维修专家友情提示]。每天都有这样之电涌通过配电盘进入工作室破坏电子设备或缩短其使用寿命[阳光电子学校维修专家友情提示]。因此，在美国几乎所有之有计算机或其它敏感电气设备之建筑都安装了电涌保护器[阳光电子学校维修专家友情提示]。

　　1999年11月15日北京五星级酒店式管理之高调大厦写字楼里之计算机被电涌袭击，一部分计算机主板被破坏，一部分计算机被反复启动，有之计算机主板被电涌袭击后使用寿命缩短一半[阳光电子学校维修专家友情提示]。

　　2、电涌防护原理电涌防护采用电涌防护器，一般电涌防护器采用MOV技术，它和火花间隙技术是不同之

　　电涌不能被阻止，因为它含之能量太强[阳光电子学校维修专家友情提示]。正是由于这种原因，保护敏感电气设备免受电涌损坏之策略是把电涌从设备分流[阳光电子学校维修专家友情提示]。理想之电涌防护器在电力线上应是觉察不到之，而当电压达到一定之限值时，应立即动作，分流多余之能量入地[阳光电子学校维修专家友情提示]。

　　MOV工作原理正是如此，直到电涌出现，它才动作，否则就静止地挂在电源线上，充当电源正常运行时之“守护神”[阳光电子学校维修专家友情提示]。当电压升高达到顶先设定之水平时，MOV立即动作，响应时间为1~3毫微秒[阳光电子学校维修专家友情提示]。MOV中之“V”是变阻器，在响应之一瞬间，MOV之电阻从完全值降到近乎零欧姆[阳光电子学校维修专家友情提示]。MOV使瞬态高电压找到了入地之通路[阳光电子学校维修专家友情提示]。吸引过电流远离敏感之电气设备[阳光电子学校维修专家友情提示]。MOV把过电压漏泄掉[阳光电子学校维修专家友情提示]。电气设备继续在正常之工作电压下运行[阳光电子学校维修专家友情提示]。

　　火花间隙技术之意图是同样之，该技术之核心是两个电极，形状象牛角，由绝缘材料分开，彼此间有很短之距离[阳光电子学校维修专家友情提示]。火花间隙之工作原理和雷电之工作原理一样，当两个角型之电极间电位差达到一定程度时，电荷穿过两个角型之空间打火放电，并给放电提供了人地之通路[阳光电子学校维修专家友情提示]。

　　使用火花间隙技术对付电涌犹如用火来对付火[阳光电子学校维修专家友情提示]。来自世界著名之采用火花间隙技术之生产厂家之安装指南中提醒使用者“每当使用火花间隙技术之电涌防护器动作时，热量和压力从防护器之尾部释放出来”[阳光电子学校维修专家友情提示]。并提醒用户：由此产生之热量和压力湖南阳光电子学校维修专家认为：也许产生短路或火灾[阳光电子学校维修专家友情提示]。由于该原因和其它原因，IEC61643—1安全规范要求采用火花间隙技术之电涌防护器配有一个限制保险（F2），在系统保险（F1）工作前，F2将熔断[阳光电子学校维修专家友情提示]。这种增加之保险极大地降低了火花间隙技术之电涌防护器湖南阳光电子学校维修专家认为：也许处理过电流之能力[阳光电子学校维修专家友情提示]。实际上，增加该保险之容量决定了火花间隙技术电涌防护器之电流处理能力[阳光电子学校维修专家友情提示]。

　　3、电气设备机房电涌防护措施分析

　　3.1、安装了直击雷防雷设备之电涌防护不可忽视直击雷防雷设备之作用是接闪，即防止雷电直接击中机房所在建筑物以及接闪器保护范围内之各种金属管线和用电设备[阳光电子学校维修专家友情提示]。对于在接闪器保护范围外之各种金属导线以及由直击雷所产生之感应雷电和建筑物内所产生之内部电涌是不能保护之[阳光电子学校维修专家友情提示]。对于由电力故障所产生之部分外部电涌也是不能保护之[阳光电子学校维修专家友情提示]。这括：高压／低压动力电源线、部分网络和专用数据通信线被雷电直接击中，建筑物内之感应电动机、备用发电机、中央空调、电梯等产生之内部电涌，电力故障所产生之各种外部电涌，因为静电感应、电磁感应、电位反击等所造成之各种感应雷电等等[阳光电子学校维修专家友情提示]。因此必须要加装电涌保护器以保护电源线和数据线[阳光电子学校维修专家友情提示]。

　　3.2、机房接地不可等同于设备之电涌防护机房接地是计算机设备和精密电子设备正常工作之需要[阳光电子学校维修专家友情提示]。机房接地主要是可以防止静电（如静电荷出现积累，可以从地线泄放掉），这样可以保护机器和人员之安全；另外有些设备接地后才可以正常之工作（不接地会受到电磁干扰、以及无基准点）[阳光电子学校维修专家友情提示]。所以机房接地并不是用来防止雷电，也是防止不了雷电之，必须要加装电涌保护器才可以防止雷电和内部、外部电涌[阳光电子学校维修专家友情提示]。

　　3.3、采用UPS供电之设备仍需要做电涌防护UPS之作用是对供电系统突然停电或电压不足提供支持，在突然断电时，UPS保护电气和电子系统、处理控制器和数据免受部分或全部之损坏[阳光电子学校维修专家友情提示]。有些UPS带有低能之电涌抑制器[阳光电子学校维修专家友情提示]。这种内置之低能抑制器只能用来保护和UPS相连之负载免受能量有限之弱电涌之袭击，因此，不能作为专门之解决电涌问题之方案[阳光电子学校维修专家友情提示]。更重要之是：有研究表明UPS设备中之敏感电气控制线路极易受到电涌之破坏[阳光电子学校维修专家友情提示]。而这些线路经常是监视UPS之工作状态以及UPS之交流电源之输入、输出状态之[阳光电子学校维修专家友情提示]。1884年成立之电气与电子工程师协会（1EEE），是世界 大之技术专业团体，曾十分关注UPS湖南阳光电子学校维修专家认为：也许受到之破坏，并在IEEE标准1100一1992中专门编写了一章9.11.3：UPS电涌防护[阳光电子学校维修专家友情提示]。其中指出：雷电和其它产生瞬态电压之现象，对大部分UPS设备和敏感之电气负载设备是有害之[阳光电子学校维修专家友情提示]。因此，建议UPS之整流器输入系统和辅助之UPS旁路系统（括人工保养之旁路系统）都应加装IEEE.41—1991标准中规定之有效电涌防护装置[阳光电子学校维修专家友情提示]。

　　4、电涌保护分级我国在机房建设之电涌防护方面有明确之要求，要求所有机房必须要做直击雷电防护和接地网之建设；要求有条件之机房和比较重要之机房必

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