鄧世東

（中國人民解放軍91604部隊，山東 龍口 265700）

1 雷電浪涌電壓的形成和危害

雷電是一個強烈的噪聲源。當雷云直接向動力線放電時，其電壓高達5×106V，其后果相當嚴重。如果雷電擊中架空地線或鐵塔時，有時會使該處電壓急劇升高，發(fā)生對附近配電線路飛弧現(xiàn)象，從而損壞配電系統(tǒng)。當線路附近發(fā)生雷擊時，在線路上感應(yīng)電荷迅速移動和消失時產(chǎn)生的浪涌電壓高達4×106V，破壞性很強。

雷電浪涌電壓是雷電放電時形成的，它們以電流耦合或者電感以及電容藕合方式，并且借助于放射或者電波影響，通過相連的供電線路（動力線）、數(shù)據(jù)線、信號線、控制線、侵入電子設(shè)備，造成電子設(shè)備的元器件損壞。隨著電力電子、微電子和計算機技術(shù)的發(fā)展，雷達系統(tǒng)所用的一部分電子元器件和電子線路具有信號電平低、速度快、元器件集成度高等特點，它們的抗電強度和抗電磁干擾的能力減弱。所以更需要解決好雷電對電子元器件的危害。

2 防雷設(shè)計的基本方法

2.1 屏蔽、接地

屏蔽、接地是抗雷電浪涌電壓的一級措施。電子設(shè)備良好的屏蔽和接地可以消除或降低外部浪涌電壓。

電子設(shè)備接地原則：

·以近可能短的接地路徑，建立一個對各有關(guān)裝置都是等電位的接地系統(tǒng)

·不要構(gòu)成接地環(huán)路

·避免電源零線引入干擾室外設(shè)備的屏蔽

·功率變壓器加屏蔽層

·室外電子裝置加金屬屏蔽外殼并接地

·室外電纜選用屏蔽電纜

2.2 加裝浪涌電壓放電器

加裝浪涌電壓放電器是防雷電浪涌電壓的二級措施，正確選用浪涌電壓放電器可以將雷電引起的瞬變電壓降低到電子設(shè)備不構(gòu)成危險的程度。

2.2.1 浪涌電壓放電器的種類

·充有惰性氣體的過壓放電器

充有惰性氣體的過壓放電器用作初級保護，一般構(gòu)造的這類放電器可以排放20KA,8～20μS或2.5KA,10～350μS以內(nèi)的瞬變電流。

·壓敏電阻

選用壓敏電阻作中級保護元件，它可以在排放大電流之后進一步降低線路中剩余的殘壓。壓敏電阻可以用于放電電流為2.5KA至5KA(8/20)微秒的中級保護裝置。

·抑制二極管

用作細保護的元件是反映靈敏的抑制二極管，它的響應(yīng)時間可達微微秒極，元件的限壓值大約為額定電壓的1.8倍，最大放電電流大約為600A.

2.2.2 加裝浪涌電壓放電器的方法

根據(jù)雷電浪涌電壓侵入電子設(shè)備的途徑，分為供電系統(tǒng)浪涌電壓保護和數(shù)據(jù)、信號線、控制線、浪涌電壓保護。

·供電系統(tǒng)浪涌電壓保護分為三級：第一級在總配電箱加裝雷擊電流放電器，第二級在分配電箱加裝過壓放電器，第三級在設(shè)備電源入口加裝過壓放電器。采用三級過電壓保護，將雷擊浪涌電壓限制在設(shè)備允許的絕緣強度以下。

圖1 供電系統(tǒng)三級過壓保護原理框圖

·數(shù)據(jù)、信號線、控制線過壓保護

雷達伺服分機與室外天線座聯(lián)接有各種控制、信號線，與其它分機連接有數(shù)據(jù)線、信號線，為保證設(shè)備安全可靠運行，所有數(shù)據(jù)、信號線輸入輸出端口加裝過壓保護器件。

數(shù)據(jù)、信號線、控制線，過壓保護一般采用抑制二級管元器件。為接口和安裝方便起見，將抑制二極管加裝在專用的接口組件和接線端子，用于RS-232過壓保護接口組件原理圖見圖2所示。

圖2

3 結(jié)束語

采用防雷接地和電磁兼容設(shè)計，當前還是比較有效的防范措施和方法，能更好的解決雷達系統(tǒng)防雷的問題。

[1]尹天慶.淺談GSM-R基站防雷設(shè)計[C]//GSM-R移動通信及無線電管理學(xué)術(shù)會議論文集.2006.

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