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浅谈计算机通信网络系统的过电压防护

浅谈计算机通信网络系统的过电压防护

  随着通信、计算机及网络等先进技术在工程、管理及生产、生活中的普及作用,人们发现,在一个办公场所或控制室,虽已装有不同形式接闪器,但是其中有线电话、无线电话、信号传输线路、视频传输线路、监测信号传输线路、计算机网络、电视机等仍经常受雷击,导致通信、信息中断。特别是,有时在建筑物附近并无雷雨天气,其中弱电设备也经常因过电压烧坏芯片,造成内、外通信完全隔绝。这主要是设备过电压引起的。
  1、过电压的产生及分类
  过电压的出现可能是有规律的周期性的,但更多则是随机的。因此在大多数情况下,很难准确的把握它。过电压依据其成因的不同,可以分为雷击过电压、操作过电压、静电和暂态过电压等。
  (1)雷电过电压:雷云直接对设备、装置放电时,设备装置所承受的是&ldqu;直击雷过电压&rdqu;,这种情况,毕竟是很少的,而通常所说的雷击过电压是指&ldqu;感应雷电压&rdqu;。当雷击对地面某一点放电时,通常是在它周围方圆1.5k范围内的导线,导体中,都会有一定幅度值的瞬态电压产生。
  (2)操作过电压:操作过电压是指电路中的断路器、隔离开关、继电器、可控硅开关等通断转接时,在系统电路中、电路对地以及开关两端所产生的过电压。产生操作过电压的原因是由于线路及其中的元器件都带有电感和电容,储存在电感中磁能和储存在电容中的静电场能量,在电路状态突变时产生能量转换,过度的振荡过程,由振荡而出现过电压。操作过电压的持续时间比雷击过电压长,比暂态过电压短,在数百微妙到100s之间,并且衰减很快。gb/t16927.1-1997(ie60-1.1989)规定用250/2500冲击电压波来模拟操作冲击电压。在压敏电阻测试中规定用10/1000电流波,2s电流波进行能量的测试。
  (3)静电放电:众所周知,在天气干燥的冬天,人体与衣服间的摩擦会使人体带电,当带电的人与电子产品接触时,就会对电子产品(如手机)放电,这是一种典型的静电放电,静电放电的特点是电压很高,但时间很短,为纳秒极。ie61000-4-2规定的模拟静电放电的电压,等级为2kv-8kv,相应的电流峰值为(7.5-30)a。
  2、过电压的危害
  (1)损坏元器件:主要表现在过高的过电压击穿半导体结,造成永久性损坏;较低而更为频繁的过电压虽在元器件的耐压范围之内,亦使器件的工作寿命大大缩短;电能转化为热能,毁坏触点、导线及印刷电路板,甚至造成火灾。
  (2)设备误动作及破坏数据文件:过电压将对电气或电子装置,其中的电路,元器件,造成直接破坏。这种破坏,依据其严重程度,大体可分为以下几种情况:1)使设备、装置短时间工作错乱;2)造成潜故障,即使得电路和器件的性能下降,寿命缩短,提前失效;3)造成电路或器件的永久性损坏;4)导致起火,触电等安全事故。
  3、过电压的防护
  从防雷规范中可以看出,建筑电气设计者们早就对过电压问题引起了重视,只是不便于干预其它行业,而强行要求装设过电压保护器。随着智能大厦的推广应用,监控、电视、电话、计算机及网络的普及,迫切需要过电压防护跟上发展形势。
  3.1 降低入侵感应电压幅值
  这是基本的方法,具体做法是不用架空线,采用屏蔽良好的电缆并将屏蔽层和备用芯线两端接地,正确选择布线路径,尽可能直接埋地敷设,并在电缆上方埋设避雷线。但若单靠改善线路结构达到避雷的目的在经济上很难办到,特别是在雷电活动强烈的地区,即使全线采用同轴电缆,感应电压也达100多伏甚至上千伏,所以还必须在线路两端设备处设过电压保护装置。
  3.2 安装分流保护装置
  采取分流措施安装过压保护装置(浪涌保护器、隔离变压器等)是为了达到两个目的:不产生误动作和原件不遭损坏;另一种是不影响仪器设备的工作性能。从室外来的导线(电源线、电话线、信号线)都要并联一种 避雷器至接地线。把循导线传入的过电压波在避雷器处分流入地,也就是把雷电流的所有入侵通道堵截,使之降到不危害设备的程度。但是一级不够,要多级堵截。

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浅谈计算机通信网络系统的过电压防护

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