什么是避雷防雷设备?

一、引言

电源防雷是防止雷电和其他内部过电压侵入设备造成损坏，从室外防雷与线路防雷相结合的综合防雷方案，介绍了外部避雷和内部避雷、保护区、防雷等电位连接等概念。分析了电源防雷工作原理。采用电源防雷能在最短时间内释放电路上因雷击感应而产生的大量脉冲能量短路泄放到大地，降低设备各接口间的电位差，从而保护电路上的设备。

二、综合防雷

考虑室外防雷与线路防雷相结合的综合防雷方案。

1.外部避雷和内部避雷

避雷针（或避雷带、避雷网）、引下线和接地系统构成外部防雷系统（图1），主要是为了保护建筑物免受雷击引起火灾事故。雷电的破坏力极大，防雷仅有外部防雷是不够的，雷电波会侵入各电气通道（如电源线、信号线和金属管道等）。由其产生的高电压和浪涌电压对电讯设备、网络、信息、系统有极大的危害，轻则毁坏线路，重则损坏设备，系统瘫痪，造成难以估算的损失，所以必须有内部防雷。

外部防雷系统

从0级保护区到最内层保护区，必须实行分级保护，对于电源系统，分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅲ、Ⅳ级（图3），从而将过电压降到设备能承受的水平。对于信号系统，则分为粗保护和精细保护，粗保护量级根据所属保护区的级别，而精细保护则要根据电子设备的敏感度来进行选择。从理论上讲，雷电流约有50％是直接流入大地，还有50％将平均流入电气通道（如电源线、信号线和金属管道等）。

防雷保护区

内部防雷系统则是防止雷电和其他内部过电压侵入设备造成毁坏，这是外部防雷系统无法保证的。为了实现内部避雷，需要在进出建筑物的保护区的电缆、金属管道等都要安装避雷器及过压保护器，并实行等电位连接。

2.保护区

一个欲保护的区域，从电磁兼容的观点考虑，由外到内可分为几级保护区（图2），最外层是0级，是直接雷击区域，危险性最高，越往里，则危险程度越低，过压主要是沿线窜入的，保护区的界面通过外部防雷系统，钢筋混凝土及金属罩等构成的屏蔽层而形成，电气通道以及金属管道等则经过这些界面。

防雷分级保护

防雷等电位连接

3.防雷等电位连接

为了彻底消除雷电引起的毁坏性的电位差，特别需要实行等电位连接，电源线、信号线、金属管道等都要通过过压保护器进行等电位连接，各个内层保护区的界面处，同样要依次进行局部等电位连接，各个局部等电位连接棒互相连接，并最后与主等电位连接棒相连（图4）。

三、防雷保护器

防雷器的作用，就是在最短时间（纳秒级）释放电路上因雷击感应而产生的大量脉冲能量短路泄放到大地，降低设备各接口间的电位差，从而保护电路上的设备。

根据强度的不同，又可分为避雷器和过压保护器。

避雷器的测试电流是：10～350μs的波形,50As,100kA,2.5MJ/Ω。

过压保护器的测试电流是：8～200μs的波形,0.14As,5kA,0.36MJ/Ω。（见图5）

电源系统保护器，根据应用场合分为：

（1）避雷器。

（2）固定地方安装的过压保护器。

（3）插座型保护器。

（4）信息系统保护器，主要是过压限制器。

1.电源防雷及过压保护器

（1）高能避雷器用在雷击区域的LPZ0与LPZ1]

图5防雷保护器测试波形

图6电源一级防雷保护

图7电源二级防雷保护