計算機網絡與通信系統的防雷技術 自動化網論壇

打算機網絡與通信系統的防雷技術擇要隨著打算機和通信技術的快速發展，各行各業都不同水高山創立了打算機網絡，通信手段也越來越好，同時，由于雷擊而招致打算機與通信系統毀壞的題目也越來越嚴重。本文將對現有的避雷器件尷尬刁難照闡發，方案合用、無效的避雷系統，并提出打算機與通信系統的防雷要點。一、小序晚期的電信設備是用諸如繼電器、線圈和真空管等元件構成的，這些傳統元件對付突波攪擾是有確定的免疫力，可是，隨著這些傳統元件被更先進的元器件及設備，如數字環路載體、多路調制器等所代替，分外是隨著打算機網絡技術的發展，各行各業都不同水高山創立了打算機網絡，保護這些智能設備免遭系統瞬態攪擾的影響就變得加倍重要。本文將對現有的避雷器件尷尬刁難照闡發，方案合用的避雷系統，并對打算機房和通信設備系統提出防雷要點。二、避雷器件與個性闡發避雷器件是指能吸收由于雷擊或利用過電壓誘發的脈動能量，從而住手電子設備受毀壞或住手壽命低落的器件，蘊含氣體放電管、壓敏電阻、抑制二極管和半導體放電管。氣體放電管：氣體放電管由封裝在小玻璃管或陶瓷管中相隔確定距離的兩個電極構成。其電氣機能根本上取決于氣體種類、氣體壓力以及電極距離。若是產生電壓襲擊，電極間會產生某種電弧，電離氣體放電的路子是由高阻抗轉向低阻抗。該放電歷程禁止一個更高的襲擊幅值，此處的弧電壓梗概低落10～30v。氣體放電管遭到瞬態高能量襲擊時，它能以10-6s量級的速度，將其兩極間的高阻抗變為低阻抗，吸收高達數千瓦的浪涌功率。壓敏電阻：壓敏電阻或金屬氧化膜壓敏電阻準許標志在其上的最大正弦交流任務電壓通過。任何高于這一標志電壓值的電壓會被恬適的轉換，遭到瞬態高能量襲擊時，它能以10-9s量級的速度，將其兩極間的高阻抗變為低阻抗，吸收高達數千瓦的浪涌功率。壓敏電阻可用于中等較高的電壓襲擊場合。抑制二極管：抑制二極管與巨大齊納二極管(穩壓管)的任務原理相通。若是高于標志在其上的擊穿電壓，二極管就會導通。與齊納管比擬，抑制二極管(簡稱tvs)有更高的電流導通手段。tvs的兩極遭到反向瞬態高能量襲擊時，它能以10-12s量級的速度，將其兩極間的高阻抗變為低阻抗，吸收高達數千瓦的浪涌功率，使兩極間的電壓箝位于一個預定值，無效地保護電子路線中的周到元器件，免受各類浪涌脈沖的毀壞。它比應用壓敏電阻舉辦浪涌保護優質得多。具備響應時間快、瞬態功率大、泄電流低、擊穿電壓錯誤謬誤小、箝位電壓較易掌握、體積小等特性。其機能有：(1)將tvs二極管加在信號及電源線上，能住手微措置器或集成電路因瞬間的脈沖，如靜電放電效應、交流電源之浪涌及開關電源的噪音所招致的失靈。(2)靜電放電效應能釋放超過10000v、60a以上的脈沖，并能繼續10ms；而一般的ttl器件，遇到超過30ms的10v脈沖時，便會招致毀壞。利用tvs二極管，可無效吸收對器件毀壞的脈沖，并能消除由總線之間開關所誘發的雷擊等攪擾。(3)將tvs二極管銜接在信號線及地之間，能住手數據及掌握總線遭到沒必要要的噪音影響。tvs電壓-電流個性曲線如圖1(a)所示。它的正向個性與巨大二極管類似；反向個性為典范榜樣的pn結雪崩器件。圖1(b)是tvs的電流-時間和電壓-時間曲線。在瞬態峰值脈沖電流作用下，流過tvs的電流，由正本的反向泄電流id回升到ir時，其兩極泛起的電壓由額定反向關斷電壓vwm回升到擊穿電壓vbr，tvs被擊穿。隨著脈沖峰值的泛起，流過tvs的電流達到峰值脈沖電流ipp。在其兩極的電壓被箝位到預定的最大箝位電壓如下，從此，隨著脈沖電流按指數衰減，tvs兩極的電壓也一向升高，著末回覆到肇端狀態，這便是tvs抑制也許泛起的浪涌脈沖功率，保護電子元器件的全體歷程。tvs器件能夠按極性分為單極性和雙極性兩種，按用途可分為各類電路都合用的通用型器件和稀罕電路合用的公用型器件。如，各類交流電壓保護器、4～20ma電流環保護器、數據線保護器、同軸電纜保護器、電話機保護器等。若按封裝及外部布局可分為：軸向引線二極管、雙列直插tvs陣列(合用多線保護)、貼片式、組件式和大功率模塊式等。半導體放電管：半導體放電管的任務狀態彷佛一個開關。在斷開狀態下，其泄電流idrm極小(＜5μa)，不會影響與其并聯的被保護電路的失常任務。當瞬間過電壓超過其斷態峰值電壓vdrm時，產生瞬間雪崩效應，一旦瞬間電流超過開關電流is，其電壓即降為導通電壓vt(＜5v)，大量的瞬間浪涌電流就此傍路，于是保護了并聯的敏感電子路線。浪涌今后，當電流降到最小堅持電流ih值之下時，半導體放電管天然回覆，回到其阻斷狀態。從以上闡發可見：半導體放電管和tvs管反應速度快，時間為10-12s級；壓敏電阻馴順體放電管的反應速度絕對而言較慢，時間分袂為10-9s和10-6s，而吸收的能量要比半導體放電管和tvs管大。三、打算機網絡與通信系統的避雷器方案打算機網絡與通信系統的避雷器次如果把雷擊或利用過電壓誘發的暫態攪擾能量實時泄放掉，保護打算機與通信設備不受毀壞，而在失常任務時不影響數據通信。其避雷器構成框圖如圖2所示。圖中，一級、二級能量泄放模塊將雷擊或利用過電壓誘發的暫態攪擾中的大局部能量吸收泄放上天，而快速限壓模塊次如果實時增添攪擾電壓，省得高電壓襲擊形成打算機和通信系統內集成塊永恒性毀壞。因半導體放電管和tvs管反應速度為10-12s級，壓敏電阻馴順體放電管的反應時間分袂為10-9s和10-6s，以是避雷器中快速限壓模塊一般采用半導體放電管或tvs管。一級能量泄放模塊采用氣體放電管，二級能量泄放模塊采用壓敏電阻。思索到雷擊或利用過電壓能量太大時，會誘發避雷元器件爆裂或永恒性毀壞，避雷器能夠添加熔絲保護。細心的避雷元器件拔取要領為：壓敏電阻的選用：對付過電壓保護方面的運用，壓敏電壓值應大于實踐電路的電壓值，一般用如下公式打算：v1＝av/bc式中a——電源電壓擺蕩系數，一般取1.2v——電路直流任務電壓(交流時為無效值)b——壓敏電壓偏差，一般取0.85c——元件的老化系數，一般取0.9這樣打算獲得的v1實踐數值是直流任務電壓的1.5倍。在交流狀態下要思索電壓峰值，是以打算成就應擴充1.414倍，在運用中可參考此公式通過推行來確定。其它要思索壓敏電阻的通流量的拔取，通常產品給出的通流量是按產品標準給定的波形，襲擊次數和間隙時間舉辦脈沖試驗時產品壓敏電壓變化率小于初值的±10%所能經受的最大電流值。產品所能經受的襲擊數是波形、幅值和間隙時間的函數。當電流波形幅值低落50%時襲擊次數可添加一倍，以是在實踐運用中，壓敏電阻器所吸收的浪涌電流應小于產品的最大通流量，以使產品有較高的任務壽命。tvs的選用：首先確定被保護電路的最大直流或中綴任務電壓，電路的額定標準電壓和“高端”容限。tvs的額定反向關斷電壓vwm應大于或便是被保護電路的最大任務電壓，最大箝位電壓vc應小于被保護電路的毀壞電壓。若選用的vwm過低，器件也許進入雪崩或因反向泄電流太大影響電路的失常任務。tvs并聯應歷時，由于分流作用而準許總電流添加；勾串時，總電壓為各個tvs壓降之和。對付數據接口電路的保護，還必須屬意拔取具備合適散布電容c的tvs器件。半導體放電管的選用：半導體放電管的vdrm值必須大于它所保護的最大任務電壓，vs值必須小于被保護器件所準許的瞬間峰值電壓，ipp必須大于打算機或通信設備標準的規定值，并要思索斷態散布電容的影響。四、打算機房、通信系統防雷要點打算機房、通信系統防雷重要由外部防雷系統和外部防雷系統兩局部構成。外部防雷蘊含空氣截雷系統即避雷針或避雷帶、引下線或接地系統，外部防雷系統應在建筑物方案、建筑施工階段給以高度珍重，以便當用建筑物自己的金屬構件達到經濟合用的防雷目的；外部防雷系統次如果對建筑物內易受過電壓破碎摧毀的設備，如打算機及其通信口、電話機、復印機、ups、數據傳輸線及空調機等電子設備加裝過電壓保護裝配，在設備遭到過電壓侵襲時，保護裝配能快速行徑將能量泄放，從而保護設備不受毀壞。細心防雷要點為：4.1機房的防雷接地要求認為雷侵入機房及打算機網絡系統的路子重要有三方面：于交流380v、220v的電源線進入、信號傳輸通道引入、地電位還擊等。為了確保機房設備及電腦網絡系統波動穩定運轉，以及包管機房任務人員有恬適任務環境，按照我國及國內無關規范規定，機房地點的全體樓房建筑體的接地應按均壓等電位原則方案，即電子設備的任務接地、保護接地(蘊含樊籬接地和建筑物防雷接地)稀罕合用一組接地體的聯合接處所式，機房為住手地電位還擊，其接地電阻不應大于1ω。4.2機房及信息系統的防雷保護(1)配電系統采用防雷辦法。(2)打算機外設采用防雷辦法，即電源進線并聯壓敏電阻和tvs管，構成過電壓防護，信號線采用信號防雷器引入，信號電涌保護器可按照圖2所示的原理構成。(3)通信系統的信號線經電纜或穿管(埋地)引入室內，在交換機或modem以前，經過信號電涌保護器，將信號送至收信設備。達到收信設備(傳真機、電話機等)后，再采用信號電涌保護器舉辦最結尾的防護。(4)打算機網絡系統采用防雷辦法，主機由ups供電，ups經過過電壓防護插座插入電源插座，終端辦事器若是由ups供電，防護要領同上；若是電源直接取自市電插座，則也必須經過過電壓防護插座插入市電電源插座。主機及辦事器的輸出接口經過信號電涌保護器再與網絡銜接，如需會集監控，監控器電源進線也需經過過電壓防護插座再插入電源插座，掌握信號線經過信號電涌保護器再與網絡銜接。