防雷用過電壓保護器與壓敏電阻器的性能及應用

3.1電源系統的過電壓防護

依據線路絕緣結構理論及IEC61312、IEC664-1、IEC61643、GB50097-1994（2000年版）等標準，對建筑物和電氣設備（如第三類防雷建筑物）進行感應過電壓防護的絕緣結構，如圖1所示。其對應保護級別如表1所示。

從圖1可以看出，在220V/380V線路中的每一區(qū)域，都應該在其前面并聯氧化鋅壓敏電阻器或過電壓保護器，雷電感應過電壓能量將通過逐級的防雷器件吸收和釋放到大地中，達到保護線路和設備免受雷電破壞的目的；雖然應用于Ⅳ、Ⅲ區(qū)域的過電壓保護器具有自身劣化斷開電源的功能，但考慮到不同的接地狀況，還應與過電壓保護器串聯合適的熔斷器或空氣開關。因此，必須研制開發(fā)各類過電壓保護器和氧化鋅壓敏電阻器，西安無線電二廠已具有該類產品的開發(fā)和制造能力。

防雷保護元件的設置，必須遵循線路絕緣配合原則。根據IEC664-1標準，各防雷保護元件在其保護區(qū)域的額定脈沖電流條件下的峰值電壓應遠小于被保護設備的脈沖絕緣試驗電壓，西安無線電二廠開發(fā)生產的過電壓保護器和壓敏電阻器在其額定脈沖電流條件下的峰值電壓如表1所示，經過與國外同型號產品的對比試驗，其產品在額定脈沖電流條件下的峰值電壓具有優(yōu)勢，其它性能指標處于同等水平。

3.2信號線的過電壓防護

隨著信息技術的高速發(fā)展，通信網絡、數據網絡和計算機網絡系統中的重要設備更易被雷電感應過電壓破壞，因此數據信號線路的過電壓防護迫在眉睫，隨之產生了由線路結構決定的計算機串口、數據線和同軸電纜專用的過電壓保護器。這些防護元件一般由三極放電管與快速嵌位二極管相結合的兩級保護組成，額定脈沖電流大于5kA（8μs/20μs），響應時間小于1ns，具有很低的工作電壓、很高的使用頻率和傳速頻率、很低的插入損耗。西安無線電二廠的該類產品已經批量生產，其性能完全可以滿足被保護線路的技術指標。

3.3設備的電磁屏蔽

空間電磁場會對其附近一定空間內的電源設備和信號數據線路及其元器件產生破壞，目前只能通過對設備和線路按各自的防雷區(qū)施行多級屏蔽及屏蔽層良好接地的方法來避免此類問題的發(fā)生。但是，感應過電壓防護效果與設計方案、施工質量及成本費用有極大關系，很難達到理想的屏蔽效果。因此對雷電感應過電壓的防護主要集中在電源線和信號線系統，特別是在信號數據線路中使用的過電壓保護器應該具有電磁屏蔽功能。