導(dǎo)讀：眾所周知，雷電具有極大地破壞性，其電壓高達(dá)數(shù)百萬伏，瞬間電流可高達(dá)數(shù)十萬安培。現(xiàn)代電子設(shè)備功能越來越強(qiáng)，電路越來越復(fù)雜，元器件密度也越來越高，但承受電磁干擾或感應(yīng)電壓的能力越來越低。尤其是監(jiān)控系統(tǒng)，多數(shù)都裝在室外，更易受到雷擊及浪涌的破壞，如不對(duì)這些電子設(shè)備進(jìn)行雷電感應(yīng)保護(hù)，則通過ESD放電和二次雷擊產(chǎn)生的浪涌電壓脈沖，很容易把這些電子設(shè)備損壞。本文將從雷電浪涌的產(chǎn)生及其造成的危害來講述防護(hù)措施，以期讓您的設(shè)計(jì)更加可靠。
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1、雷電的產(chǎn)生
雷電是因強(qiáng)對(duì)流氣候而形成的雷雨云層之間或者與大地之間強(qiáng)烈瞬變的放電現(xiàn)象。當(dāng)雷電發(fā)生時(shí)，產(chǎn)生強(qiáng)大的雷擊電流、熾熱的高溫、猛烈地沖擊波、瞬變的電磁場(chǎng)和強(qiáng)烈的電磁輻射等綜合物理效應(yīng)。具體可參見防雷知識(shí)大全。
2、雷電的類型和危害
自然界的雷擊可分為直擊雷和雷電電磁脈沖輻射兩類。
（1）直擊雷
直擊雷是雷雨云對(duì)大地和建筑物的放電現(xiàn)象，它以強(qiáng)大的沖擊電流、熾熱的高溫、猛烈地沖擊波和強(qiáng)烈的電磁輻射損壞放在電通道上的建筑物、輸電線、室外電子設(shè)備，甚至造成生命和財(cái)產(chǎn)的損失。
（2）雷電感應(yīng)高電壓以及雷電電磁脈沖
雷電感應(yīng)高電壓以及雷電電磁脈沖是由于雷雨云層相互之間或雷雨云與大地之間放電時(shí)，在放電通道周圍產(chǎn)生的電磁感應(yīng)、雷電電磁脈沖輻射以及雷云電場(chǎng)的靜電感應(yīng)，使建筑物上的金屬管道、鋼筋及由室外進(jìn)入室內(nèi)的電源線、信號(hào)線、天饋線等感應(yīng)雷的雷電高電壓，通過這些線路以及金屬管道等引入室內(nèi)造成放電，從而損壞電子設(shè)備。
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3、避雷針的防雷作用
實(shí)驗(yàn)證明，在避雷針附近的雷擊事故明顯增多，所以“避雷針”這個(gè)詞名不副實(shí)，應(yīng)該叫做“引雷針”才比較合理。當(dāng)雷電擊到避雷針時(shí)，在其周圍會(huì)產(chǎn)生強(qiáng)大的電磁場(chǎng)，其周圍的金屬導(dǎo)線、電器、電子設(shè)備的信號(hào)線、電源線，以及金屬門窗、物體處都會(huì)產(chǎn)生很高的感應(yīng)電壓，這叫做二次雷擊，或間接雷擊。
打雷時(shí)，雷云與大地之間的電位差高達(dá)數(shù)十億伏，當(dāng)雷擊到避雷針或地面設(shè)備時(shí)，在避雷針附近的地面會(huì)產(chǎn)生很高的“跨步電壓”，在避雷針周圍的30米范圍內(nèi)，平均跨步電壓高達(dá)3萬伏/米。這個(gè)跨步電壓通過地線會(huì)對(duì)電子設(shè)備產(chǎn)生很高的反擊電壓，如果電子設(shè)備不加防雷保護(hù)，將導(dǎo)致大量電器被雷擊損壞。
由此可見，避雷針的作用主要是減小電子設(shè)備被直接雷擊的概率，但卻增加了電子設(shè)備被二次雷擊的概率，因此，貴重電子設(shè)備一定要在電源輸入電路中安裝雷電防護(hù)電路，電子設(shè)備防雷主要是二次防雷。
高速路上的路路燈是很好的避雷工具，每隔20米裝一盞路燈其避雷作用比照明還重要
4、現(xiàn)有供電設(shè)備容易引起二次雷擊的原因
按照接地的用途和性質(zhì)，接地可以分為工作接地和保護(hù)接地兩大類。工作接地，一般是指利用大地作為導(dǎo)線的接地，這種接地在大地中有電流流過。保護(hù)接地，主要有防止人體觸電的保護(hù)接地、防雷接地、防靜電接地、EMC接地等，這種接地一般很少有地電流流過。根據(jù)每種接地的功能或要求的不同，接地方法也不同，如果接地接錯(cuò)了地方，不但達(dá)不到良好的效果和要求，有時(shí)反而得到相反的結(jié)果。
5、雷擊浪涌脈沖電壓抑制常用器件
電子產(chǎn)品的雷擊防護(hù)設(shè)計(jì)，主要任務(wù)就是在電子設(shè)備的輸入端加接一個(gè)浪涌抑制器，對(duì)電源線上因二次雷擊感應(yīng)產(chǎn)生的浪涌電壓脈沖進(jìn)行有效的抑制，防止電子設(shè)備過壓、過流損壞。
避雷器件主要有陶瓷氣體放電管、氧化鋅壓敏電阻、瞬態(tài)電壓抑制管（TVS），浪涌抑制電感線圈、X類浪涌抑制電容等，各種器件需組合使用。
5.1各器件的優(yōu)劣勢(shì)比較
氣體放電管的種類很多，放電電流一般都很大，可達(dá)數(shù)十kA，放電電壓比較高，放電管一般都存在殘存電壓，相當(dāng)于一個(gè)穩(wěn)壓管，但性能不太穩(wěn)定；
氧化鋅壓敏電阻伏安特性比較好，但受功率的限制，電流相對(duì)比放電管小，對(duì)此被雷電過流擊穿后，擊穿電壓值會(huì)下降，甚至?xí)В?br />
TVS管伏安特性最好，但功率一般都很小，成本比較高；
浪涌抑制線圈是最基本的防雷器件，為防流過電網(wǎng)交流電飽和，必須選用三窗口鐵芯；
X電容也是必須的，要選用容許紋波電流較大的電容。
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5.2各種防雷器件的連接
避雷器件的安裝順序不能搞錯(cuò)，放電管必須在最前面，其次是浪涌抑制電感和壓敏電阻（或放電管），其次才是TVS或X類電容及Y類電容。
后面幾講會(huì)為大家講解各種保護(hù)器件是如何進(jìn)行雷電浪涌防護(hù)的，敬請(qǐng)關(guān)注...
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第三講：壓敏電阻如何保護(hù)電子設(shè)備不受雷電、浪涌的損壞
第四講：氣體放電管如何保護(hù)電路不受雷電浪涌的損壞
