张和平

（作者单位：河南省淮阳县广播电视台）

电子设备的防雷保护

张和平

（作者单位：河南省淮阳县广播电视台）

本文主要介绍了雷电的形成，雷电给人们的人身财产造成了很大损失，特别是对电子设备的危害性非常大，通过对电子设备采取一定的避雷措施，可减少雷电的危害。

防雷保护；钮扣型避雷器；隔离变压器

1 雷电的形成

在云的不同部位聚集着两种极性不同的电荷，使云的内部和云与地之间形成了很强的电场。这种电场强度可高达几千伏/厘米，局部地甚至可达1万伏/厘米左右。这样强的电场常常可把云层内外的大气击穿，在云与地面之间、云与云之间或在一块云的不同部位之间爆发出强大的电火花，这就是闪电。在闪电通道中，极短的时间内有大量电流流过，空气被加热到上万摄氏度而迅速膨胀，气压突增，引起与爆炸相仿的声波振荡，发出雷声。雷声的频率大部分不超过100Hz，雷声中听不到部分的能量要比听得到的大很多。

每年，全世界大约会发生160万次打雷现象，可以说，每时每刻都在打雷。对人类危害较大的是雷云的电荷与大地感应电荷之间的放电，也就是常说的落雷。落雷大多是雷云中的负电荷对大地的放电，个别的也有雷云中的正电荷向大地放电的情况；在山顶或高塔地方的落雷，则可能是从大地向雷云方向的放电。

雷电会影响空间的电离层，阻碍无线电通信的顺利进行，闪电时可产生强大的电磁波，频率从几赫到几千兆赫，严重干扰无线电通信。闪电产生的冲击波具有很大的破坏力，毁坏建筑物和伤害人畜的情况时有发生。几年前美国纽约25小时大停电，起因就是雷击。现在的微波中继站和电视中继站大多设置在山上，经常有被雷击的报道。现代的无线电设备大多已集成化，工作电压比较低，耐过电压的能力较弱，一旦有雷电引起的冲击电压入侵，就会引起故障。

2 雷电对电子设备的危害

当高塔被雷击时，雷击电流沿着铁塔流入大地，如果落雷附近有配电线，由于雷击大电流的电磁感应会引起很大的感应电压。前者为直击雷，后者为感应雷。直击雷产生的电流很大，可引起被击物局部发热而断裂，附近有易燃物时就会引起火灾。大电流引入地下向四面八扩散，由于大地的电阻，使局部电位升高，局部电位能达几十千伏以上，可给人畜和电子设备带来很大的危害。电子设备大多有接地点，这一点电位的升高会大大超过供电电源的电位。巨大的反向电位差会使电子设备的绝缘损坏，器件击穿，甚至引起火灾。配电线被雷击或雷击电流在配电线的感应电压都会引入室内造成雷害，使电视机、计算机等电子设备的电源整流器件击穿，造成事故。根据历年雷害的统计，感应雷造成的事故与直击雷还要多。

3 电子设备防雷保护

防止雷害的基本方法有两个：一是阻止雷击电流进入电子设备；二是将侵入的电流导向大地，并使之产生的电位差达到最小。防止雷击电流进入电子设备，最简单的方法就是在打雷时切断设备与天线、地线及电源输入线等的连接，但这种方法并不实用，所以，通常采用避雷器、隔离变压器、滤波器等防止雷击电流的侵入。

避雷器的特点是在一定电压范围内呈现很高的电阻，当元件两端的电压超过一定值（例如雷击来到）时，阻值急剧下降，将电流旁路，达到保护电子设备的目的。

硅稳压二极管是一种理想的避雷元件，工作电压从几伏到几百伏。由于这种元件难于制作耐高压的产品，所以，它主要用于电子设备内部元器件的过压保护。

钮扣型避雷器是利用它的一个放电间隔，高压时击穿，来达到避雷效果。击穿电压的大小与它的电极形状、内装气体的种类和压力有关。这种元件可以作得较小，电容也很小，可用于高频电路中。用在高频电路时，可将它组织在同轴连接器中，成为同轴避雷器。

隔离变压器的初级与次级绕组间具有静电屏蔽能力，绕组与绕组和铁芯之间具有几千伏以上的绝缘能力。初级和次级的匝数比为1∶1。当感应雷击电流向设备的电源入侵时，它能抑制浪涌电压的通过，当接地点的电位上升时，设备整体的电位与地电位同时上升，故可以保护内部元器件部件不受损坏。

滤波器广泛与其他避雷器配用，来提高避雷的效果。例如，在天线电路中加上低通或高通滤波器，在电源电路中加装低通滤波器或静噪滤波器，可以抑制雷击的无线电干扰。

将几种避雷器结合使用，可以得到更佳的避雷效果。这种组合可以对付直击雷和感应雷害。此外，铁塔一定要靠地接地；接地线用铜线时，其横截面要大于30mm；用铝线时，其横截面积要大于50mm；接地电阻要小于几十欧姆。无线电设备的天线不要再安装避雷针，否则会增加落雷的机会。