有关电子通讯设备对雷击浪涌的防护探究

　　摘要：随着现代化的发展，电子通讯已经成为现代人沟通的主要手段，电子通讯具有传递距离远，速度快的特点，人们使用电子通讯的方面越来越多，这样各种的社会生活基于电子通讯的应用，使得人们对于电子通讯技术的要求越来越高，依赖程度也越来越强。大家都知道雷击会给我们的电子通讯设备及其所在的建筑物、电线电缆、甚至是操作人员带来不同程度不可想象的危害，例如雷击会使设备烧毁，导致不同程度的事故的出现，甚至是危害到人民群众的生命财产和国家的安定团结。”这样类似的事例时有出现，后果不可估量、令人担忧。
　　关键词：电子通讯雷击浪涌防护设备
　　
　　一、提出发现的问题
　　雷击会给电子通讯设备及其相关的建筑物、输电线、信号电缆、操作人员造成危害，导致设备故障通讯中断甚至设备烧毁，酿成严重事故。为了确保电子通讯设备的安全运行，减少雷击浪涌造成的损失，必须进行雷击浪涌保护设计。
　　二、雷电的产生及效应
　　1雷电的产生
　　雷电是大气中的放电现象，是放电路径长度为数千米的瞬时大电流放电。雷雨云在大气层中的流动和翻滚可以产生强烈的静电荷区，云层间或云和地之间的这个静电荷区的电位差增大并达到一定数值足以击穿空气时，就产生了雷电，即发生猛烈放电现象。一般来说，人们最为关心和担心的就是云对地的雷电，包括直击雷电和感应雷电。
　　2雷电的危害
　　雷电具有高电压、大电流和瞬间性的特点，雷电放电会产生电效应、热效应和机械效应。
　　（1）电效应
　　雷电可能对建筑物、结构物和户外设备直接放电，快速上升和大幅值的电流脉冲以及由此形成的高电压会对放电点的物体造成毁灭性打击。变化率极大的雷电流会在邻近的导体上产生电磁感应电压，袭击架空线和地下电缆。雷电产生的静电场、电磁场、雷电波、感应电压、地电位反击等，统称雷电电磁脉冲，会严重干扰电子设备的正常工作，使得绝缘击穿、参数劣化、元器件失效、设备故障甚至烧毁等。
　　（2）热和机械效应
　　上升速度快、峰值幅度高的雷击电流，会产生一种强大的电磁力，雷电击中建筑物或设备时，强大的雷电流转变为热能，雷击放电的电量约为25—100C，此估计，雷击点的发热量大约500—2000J，该能量可以熔化50—200mm的钢材，使放电通道上的金属部件损坏或扭曲。在雷电流流过的通道上，物体水分热气化而激烈膨胀，产生强大的冲击性机械力，该机械力可以达到5000—6000N，足以使放电通道上的金属部件熔穿或烧成孔洞，使金属部件的连接点如螺丝和焊点等熔化。
　　（3）机械和热效应
　　上升速度快、峰值幅度高的雷击电流，会产生强大的电磁力，使放电通道上的金属部件损坏或扭曲。雷击电流产生的热量足以使放电通道上的金属部件熔穿或烧成孔洞、使金属部件的连接点如螺丝和焊点等熔化。
　　三、电子通讯设备雷击浪涌的防护设计
　　1设计原则
　　（1）安全可靠性原则
　　防雷工程的设计应首先考虑的问题就是科学性、合理性、安全性和可靠性。在防雷工程的设计中防护产品应是成熟可靠的产品。电力通信设备是电力调度与电网控制的关键设备，对人民生活与生产息息相关，任何时刻的系统故障都有可能给用户带来不可估量的损失,以及相关的社会影响。这就要求系统具有高度的可靠性。如何提高系统可靠性是防雷工程师必须关注的首要问题。因此，防雷产品满足以下要求：（1）满足系统正常运行，系统传输无损耗和衰减，不出现“乱套”或“暂乱套”；（2）满足在规定的技术条件下的防感应雷、防浪涌过电压的冲击，且能自动复位；（3）防护器件失效或损坏时，产品具有声光报警或遥讯接口、自动脱扣装置；（4）防护器件失效或损坏时，可在线热维护（热插拔），故障处理无须停机；
　　（2）先进性原则
　　采用当今国内、国际上最先进和成熟的工业设计技术，使系统能够最大限度地适应今后技术发展变化和业务发展变化的需要。从国家电力及电力通信发展来看，系统总体设计的先进性原则，主要体现在以下几个方面：防雷系统的设计考虑电力系统的基础设施及装备特点，对高压输变电网、电力调度控制网和电力通信网开放的体系结构中的强电设备、弱电设备的安全接地系统的兼容性和协调性；防护设计中的梯度性。采用产品技术应当是有效的，可扩充的，能满足今后日益扩充的需要。
　　3、实用高效原则。
　　要实现效用和经济利益最优比，与客户所期望的效果相符合地去投入，尽可能地将安全性能最大化，而又合理地考虑的资金成本的问题，另外，最重要的还是保证它的实用性。
　　2防护器件
　　（1）电子通讯设备在印制板上通常由三种器件来实现对雷击浪涌的防护（二级保护）。
　　△PTC（正温度系数）热敏电阻，简称PTC。
　　△瞬间电压抑制器
　　△箝位二极管
　　（2）PTC热敏电阻又称自复保险丝，通过在电路中串联来实现过流保护。热敏电阻通常由经过特殊处理的聚合树脂和导体组成。一般正常的情况下，聚合树脂把导体包裹在结晶状的结构里面，构成低阻抗的导电体，当电路出现异常，电流急剧增大时，器件的温度瞬间上升，结晶体里面的导体就会自动分离，迅速提高阻抗，使得电流得以限制在一定范围内，起到保护电路免受损坏的作用。
　　3 PTC(正温度系数)热敏电阻及其选择方法
　　PTCI正温度系数)热敏电阻又称为自复保险丝，串联在电路中实现过流保护。PTC通常由特殊处理过的聚合树脂及导体组成在正常情况下，聚合树脂把导体束缚在结晶状的结构内，构成低阻抗的导电体。当电路出现异常电流急剧增大时，器件的温度瞬间上升，被束缚在聚台树脂上的导体便会分离，导致阻抗迅速提高，从而限制异常电流流过保护电路免遭损坏。PTC（正温度系数)热敏电阻的选择方法如下：
　　(1)由设备线路上的平均工作电流l及工作电压V选择一种合适的系列。
　　(2)PTC热敏电阻的参数通常是以环境温度20℃为标准的，当设备的内部环境温度大于20℃时，通过的电流会降低，用电流折减率来表示．根据设备内部最高环境温度查出电流折减率，计算额定电流计算值I。=1／电流折减率。
　　四、结语
　　在科学技术飞速发展的今天，已经步入了电子化的时代，复杂的事物通过先进的电子通讯构建起了有效沟通的桥梁，使其的发展尽然有序。这些电子通讯设备的数量和规模越来越大，也就意味着它们遭受雷击浪涌的危害的可能性也就更大，因此我们必须就着这个话题，不断的探讨研究，以求达到对其最大化的保护，把损失伤亡降到最低。