雷击浪涌的防护雷击浪涌的防护1、电子设备雷击浪涌抗扰度试验标准电子设备雷击浪涌抗扰度试验的国家标准为GB/T17626.5（等同于国际标准IEC61000-4-5）。标准主要是模拟间接雷击产生的各种情况：（1）雷电击中外部线路，有大量电流流入外部线路或接地电阻，因而产生的干扰电压。（2）间接雷击（如云层间或云层内的雷击）在外部线路上感应出电压和电流。（3）雷电击中线路邻近物体，在其周围建立的强大电磁场，在外部线路上感应出电压。（4）雷电击中邻近地面，地电流通过公共接地系统时所引进的干扰。标准除了模拟雷击外，还模拟变电所等场合，因开关动作而引进的干扰（开关切换时引起电压瞬变），如：（1）主电源系统切换时产生的干扰（如电容器组的切换）。（2）同一电网，在靠近设备附近的一些较小开关跳动时的干扰。（3）切换伴有谐振线路的晶闸管设备。（4）各种系统性的故障，如设备接地网络或接地系统间的短路和飞弧故障。标准描述了两种不同的波形发生器：一种是雷击在电源线上感应生产的波形；另一种是在通信线路上感应产生的波形。这两种线路都属于空架线，但线路的阻抗各不相同：在电源线上感应产生的浪涌波形比较窄一些（50uS），前沿要陡一些（1.2uS）；而在通信线上感应产生的浪涌波形比较宽一些，但前沿要缓一些。后面我们主要以雷击在电源线上感应生产的波形来对电路进行分析，同时也对通信线路的防雷技术进行简单介绍。2、模拟雷击浪涌脉冲生成电路的工作原理上图是模拟雷电击到配电设备时，在输电线路中感应产生的浪涌电压，或雷电落地后雷电流通过公共地电阻产生的反击高压，的脉冲产生电路。4kV时的单脉冲能量为100焦耳。图中Cs是储能电容（大约为10uF，相当于雷云电容）；Us为高压电源；Rc为充电电阻；Rs为脉冲持续时间形成电阻（放电曲线形成电阻）；Rm为阻抗匹配电阻Ls为电流上升形成电感。雷击浪涌抗扰度试验对不同产品有不同的参数要求，上图中的参数可根据产品标准要求不同，稍有改动。基本参数要求：（1）开路输出电压：0.5～6kV，分5等级输出，最后一级由用户与制造商协商确定；（2）短路输出电流：0.25～2kA，供不同等级试验用;（3）内阻：2欧姆，附加电阻10、12、40、42欧姆，供其它不同等级试验用；（4）浪涌输出极性：正/负；浪涌输出与电源同步时，移相0～360度；（5）重复频率：至少每分钟一次。雷击浪涌抗扰度试验的严酷等级分为5级:1级：较好保护的环境；2级：有一定保护的环境；3级：普通的电磁骚扰环境、对设备未规定特殊安装要求，如工业性的工作场所；4级：受严重骚扰的环境，如民用空架线、未加保护的高压变电所。X级：由用户与制造商协商确定。图中18uF电容，可根据严酷等级不同，选择数值也可不同，但大到一定值之后，基本上就没有太大意义。10欧姆电阻以及9uF电容，可根据严酷等级不同，选择数值也不同，电阻最小值可选为0欧姆（美国标准就是这样），9uF电容也可以选得很大，但大到一定值之后，基本上就没有太大意义。3、共模浪涌抑制电路防浪涌设计时，假定共模与差模这两部分是彼此独立的。然而，这两部分并非真正独立，因为共模扼流圈可以提供相当大的差模电感。这部分差模电感可由分立的差模电感来模拟。为了利用差模电感，在设计过程中，共模与差模不应同时进行，而应该按照一定的顺序来做。首先，应该测量共模噪声并将其滤除掉。采用差模抑制网络（DifferentialModeRejectionNetwork），可以将差模成分消除，因此就可以直接测量共模噪声了。如果设计的共模滤波器要同时使差模噪声不超过允许范围，那么就应测量共模与差模的混合噪声。因为已知共模成分在噪声容限以下，因此超标的仅是差模成分，可用共模滤波器的差模漏感来衰减。对于低功率电源系统，共模扼流圈的差模电感足以解决差模辐射问题，因为差模辐射的源阻抗较小，因此只有极少量的电感是有效的。对4000Vp以下的浪涌电压进行抑制，一般只需采用LC电路进行限流和平滑滤波，把脉冲信号尽量压低到2~3倍脉冲信号平均值的水平即可。由于L1、L2有50周电网电流流过，电感很容易饱和，因此，L1、L2一般都采用一种漏感很大的共模电感。用在交流，直流的都有，通常我们在电源EMI滤...
