雷击浪涌防护设计技术
LED路灯雷击浪涌防护技术及相关标准
LED路灯雷击浪涌防护技术及相关标准路灯的主要客户是政府单位，而非普通消费者，因而是一个比较特殊、比较封闭的产业。
路灯从初的钠灯、水银灯到现在的灯，经过了一个漫长的发展过程，同时，在这个发展过程中遇到了一些技术性问题。
时至今日，LED路灯在国内已经约有十年之久，包括电源供应器、电源驱动、、光学技术等每年都有新的突破，而一些基本技术在国内却没有得到解决，LED 路灯防雷问题就是有待解决的问题之一。
LED路灯防雷的必要性雷击是一种静电放电现象，通常携带数百万伏特的电压从云层传输到地面或另一云层。
在传输过程中，雷电会在空中产生电磁场，感应出上千伏电压（即浪涌）到电源线路并产生感应电流传输到几英里以外，这些间接的攻击通常发生在户外暴露的电线，例如路灯、交通灯、基站等设备发射电涌。
浪涌保护模块是在电路前端直接面对来自电源线的浪涌干扰。
它将浪涌能量转移或吸收，限度地减少浪涌威胁其他工作电路，例如LED照明灯具中的交流／直流电源单元等设备。
对于LED路灯，雷电在电源线路上产生感应浪涌，这个浪涌的能量会在电线上产生一个突波，即浪涌波，浪涌就是通过这样的感应方式进行传输的，外界来一个浪涌波，就会在220V的输电线中的正弦波上产生一个，这个进入到路灯中，就会对LED路灯电路产生破坏。
路灯已经存在很多年了，为什么现在才提出路灯需要防雷这件事情？其实，在过去使用的高压钠灯和传统水银灯是用高压灯泡设计的，其本身就有防雷的效果。
到近些年，LED灯逐渐普及，LED灯需要供电电压较小，通常是利用电源供应器将交流电转换为直流电来驱动，这使得LED路灯本身的防雷性就没有了，因而需要为路灯设计防雷模块。
路灯防雷的重要性是由投资回收期这一概念决定的。
由于LED路灯比传统路灯价格大概贵一倍，政府在一开始购买时的投资金额较大，所以需要在运行过程中靠节省电力支出来逐渐将成本赚回来，因而，LED灯的寿命很重要。
如果LED灯还没赚回成本就在投资回收期内坏了的话，还需要另外花钱维修，维修时付出的人力成本比安装时要贵一倍。
浪涌防护电路设计
浪涌防护电路设计一、引言浪涌防护电路是指在电路中采用一定的电气或电子技术手段，以保护设备免受突发的、短暂的高电压脉冲的影响，从而保证设备的正常工作。
浪涌防护电路设计是现代电子技术中非常重要的一部分，因为在工业生产和日常生活中，各种突发事件都有可能导致电网中出现高压脉冲，如果没有浪涌防护措施，就会对设备造成不可逆转的损害。
二、浪涌现象及其影响1.浪涌现象浪涌是指突发的、短暂的高压脉冲，通常由雷击、开关操作、线路故障等原因引起。
在实际应用中，由于各种原因导致的高压脉冲可能会以不同形式进入电子设备内部。
2.影响当高压脉冲进入设备内部时，就会对设备产生不同程度的影响。
例如：（1）直接损坏器件：当高压脉冲达到一定程度时，可能会直接击穿器件内部的绝缘层，导致器件损坏。
（2）降低器件寿命：即使高压脉冲没有直接击穿器件，也会在器件内部产生热量，从而使器件温度升高，进而缩短器件的寿命。
（3）引起系统故障：高压脉冲可能会干扰设备内部的信号传输，从而引起系统故障。
三、浪涌防护电路设计原则1.选择合适的防护元件在浪涌防护电路中，选择合适的防护元件非常重要。
一般来说，常用的浪涌防护元件有气体放电管、金属氧化物压敏电阻、二极管等。
不同类型的防护元件具有不同的特点和应用范围，在选择时需要根据实际情况进行考虑。
2.合理布局在电路设计中，合理布局也是非常重要的一点。
例如，在PCB板上布局时，需要将输入端和输出端分开布置，并尽量减少线路长度和环形线路等因素对信号稳定性造成影响。
3.保证接地良好良好的接地是保证浪涌防护电路有效的关键。
在电路设计中，需要保证接地点的数量充足，并尽量减小接地电阻，从而提高接地效果。
四、浪涌防护电路设计实例以下是一种简单的浪涌防护电路设计实例：1.选择合适的防护元件在本例中，选择了气体放电管作为浪涌防护元件。
气体放电管具有响应速度快、容量大、寿命长等优点，在浪涌防护中得到了广泛应用。
2.合理布局在PCB板上，将输入端和输出端分开布置，并采用短线连接，避免环形线路对信号稳定性造成影响。
一种防雷击浪涌的开关电源电路设计
一种防雷击浪涌的开关电源电路设计防雷击和浪涌是电路设计中必须要考虑的重要因素，它们可以对电气设备和电子元件造成严重的损害。
下面将介绍一种针对防雷击和浪涌的开关电源电路设计。
开关电源是一种将交流电转换为稳定输出直流电的电源。
在设计开关电源时，需要考虑输入端的防雷击和浪涌保护。
防雷击保护主要考虑雷电产生的高压瞬态脉冲对电路带来的损害。
为了降低这种损害，可以采用以下措施：1.使用射频滤波器：在输入端加入适当的射频滤波器可以减少高频噪声和干扰。
这些滤波器可以阻止雷击电流进入电路，保护负载电路免受雷击的影响。
2.使用整流器和大容量电容：在输入端加入整流器和大容量电容可以对电路进行平滑滤波，减少电路中的纹波电流。
这可以保护电路免受雷击电流的影响。
3.使用继电器：在输入端加入一个继电器可以在雷击发生时隔离电路。
当雷击产生时，继电器可以迅速切断电源电路，保护电路免受雷击的影响。
在设计开关电源时，浪涌保护也是一个重要的考虑因素。
浪涌是指短时间内大电流脉冲通过电路。
为了防止浪涌对电路造成的损害，可以采取以下措施：1.使用过电压保护器：过电压保护器可以检测并限制过电压的电流。
当浪涌电流超过设定值时，过电压保护器会迅速切断电路，保护电路免受浪涌的影响。
2.使用过流保护器：过流保护器可以检测并限制过大的电流。
当浪涌电流超过设定值时，过流保护器会迅速切断电路，保护电路免受浪涌的影响。
3.使用TVS二极管：TVS二极管可作为浪涌保护器，可以在系统发生浪涌时迅速反应并引导过电流。
TVS二极管用作浪涌保护器时，在未触发时表现为开路状态，当瞬态电压超过其额定电压时，TVS二极管将变为低阻抗状态，并通过引导大电流来保护电路。
综上所述，防雷击浪涌保护开关电源电路设计需要综合考虑多个因素，包括射频滤波器、整流器和大容量电容、继电器、过电压保护器、过流保护器和TVS二极管等。
这些措施可以有效地保护电路免受雷击和浪涌的影响。
雷击浪涌的防护解析
雷击浪涌的防护解析1、电子设备雷击浪涌抗扰度试验标准电子设备雷击浪涌抗扰度试验的国家标准为GB/T17626.5（等同于国际标准IEC61000-4-5 ）。
标准主要是模拟间接雷击产生的各种情况：（1）雷电击中外部线路，有大量电流流入外部线路或接地电阻，因而产生的干扰电压。
（2）间接雷击（如云层间或云层内的雷击）在外部线路上感应出电压和电流。
（3）雷电击中线路邻近物体，在其周围建立的强大电磁场，在外部线路上感应出电压。
（4）雷电击中邻近地面，地电流通过公共接地系统时所引进的干扰。
标准除了模拟雷击外，还模拟变电所等场合，因开关动作而引进的干扰（开关切换时引起电压瞬变），如：（1）主电源系统切换时产生的干扰（如电容器组的切换）。
（2）同一电网，在靠近设备附近的一些较小开关跳动时的干扰。
（3）切换伴有谐振线路的晶闸管设备。
（4）各种系统性的故障，如设备接地网络或接地系统间的短路和飞弧故障。
标准描述了两种不同的波形发生器：一种是雷击在电源线上感应生产的波形；另一种是在通信线路上感应产生的波形。
这两种线路都属于空架线，但线路的阻抗各不相同：在电源线上感应产生的浪涌波形比较窄一些（50uS），前沿要陡一些（1.2uS）；而在通信线上感应产生的浪涌波形比较宽一些，但前沿要缓一些。
后面我们主要以雷击在电源线上感应生产的波形来对电路进行分析，同时也对通信线路的防雷技术进行简单介绍。
2、模拟雷击浪涌脉冲生成电路的工作原理上图是模拟雷电击到配电设备时，在输电线路中感应产生的浪涌电压，或雷电落地后雷电流通过公共地电阻产生的反击高压，的脉冲产生电路。
4kV时的单脉冲能量为100焦耳。
图中Cs是储能电容（大约为10uF，相当于雷云电容）；Us为高压电源；Rc为充电电阻；Rs为脉冲持续时间形成电阻（放电曲线形成电阻）；Rm为阻抗匹配电阻Ls为电流上升形成电感。
雷击浪涌抗扰度试验对不同产品有不同的参数要求，上图中的参数可根据产品标准要求不同，稍有改动。
电子产品的雷击浪涌防护标准及测试（IEC610005）
1引言经过长期对雷击的三种主要形式直雷击、传导雷和感应雷等深入研究人们建立了雷电感应和高压反击的理论弄清了高压雷电波在金属导线上的传输规律。
在此基础上人们发明了间隙串联熔断器的避雷器、无间隙氧化锌避雷器、瞬态过电压浪涌抑制器TVS。
这些技术在电力和其他金属传输线上的综合应用有效地防止了传导雷击对人和环境的灾害性破坏。
2雷击浪涌的机理及综合防护虽然我们已经对直击雷和传导雷的灾害性破坏已经有较好的防护措施但间接雷如云层内、云层间的雷击或临近物体遭到的雷击仍然可以在户外架空线上感应出浪涌电压和电流。
此外在电站或开关站中大型开关切换瞬间也会在供电线路上感应出大的浪涌电压和电流。
这两种浪涌的共同特点是能量特别大用能量作比较静电放电为皮焦耳级快速脉冲群为毫焦耳级雷击浪涌则为几百焦耳级是前两种干扰能量的几百万倍但波形较缓微秒级而静电与快速脉冲群是纳秒级甚至是亚纳秒级重复频率低。
电磁兼容领域所指的浪涌一般来源于开关瞬态和雷击瞬态。
2.1开关瞬态系统开关瞬态与以下内容有关主电源系统切换骚扰例如电容器组的切换配电系统内在仪器附近的轻微开关动作或者负荷变化与开关装置有关的谐振电路如晶闸管各种系统故障例如设备组接地系统的短路和电弧故障。
2.2雷击瞬态雷电产生浪涌冲击电压的主要来源如下直接雷击于外部电路户外注入的大电流流过接地电阻或外部电路阻抗而产生浪涌电压在建筑物内外导体上产生感应电压和电流的间接雷击附近直接对地放电的雷电入地电流耦合到设备组接地系统的公共接地路径。
若有雷击保护装置当保护装置动作时电压和电流可能发生迅速变化并耦合到内部电路依然会产生瞬态冲击。
因此电子设备的浪涌冲击防护已经成为电子产品设计者必须面对并解决的问题。
相关的浪涌防护标准及其测试为电子产品的浪涌冲击防护设计的符合性判定提供了依据和手段。
2.3雷击浪涌的综合防护为了有效保证人员、环境和设备免遭雷击浪涌的危害需要一套系统全面的综合性防护体系。
在进行防护系统设计时应根据雷电损害发生几率和保护对象对雷电的敏感程度划分保护区域并确定出相应的雷电防护等级和相应的防护措施构成一个立体纵深雷击浪涌防护体系。
雷电浪涌和内部浪涌的防护
精品文档
雷电：地电势上升
邻近的雷电击中地 – 建筑物间由电缆连 接 电缆两头的地可能有几十千伏的电势 差
浪涌电流沿着电缆侵入设备端口
80kV
200kV
地电势 0 雷击点的精距品离文档
10kV
雷电波侵入
直接雷击击中电力线路或引下 线疏导雷电流时，在电力线路上 会产生雷击过电压并在电力线缆 周围产生强大的电磁脉冲，凡是 在此电磁脉冲范围内的各种电力、 信号及控制线路都会感应出过电 压，这部分过电压将会沿各种线 路传输到后端的设备，从而引起 设备的误动作或损坏。
精品文档
电 话
电 源
信息 线
空调管
PE
配电箱
暖气片
水管
暖 天然气 精品文档
气
（二）屏蔽
精品文档
1、建筑物或房间外部屏蔽： 用钢筋和金属框架构成的大 空间屏蔽
精品文档
感应电流
电磁场 雷电释放电流
Building metal work
电源、数据线
精品文档
雷击即便没有直接击中建筑物，也会对建筑物内的微电子设备造成损坏，因为只要雷击中心点发 生在距建筑物半径２Km范围内，在此范围内的空间里就会产生极强的电磁场，所有从这个电磁场 中穿越的供电线路，网络和信号线路等，都会因电磁感应而在线路上产生一个浪涌电压，并沿着 线路进入大楼内的设备输入端口，从而将电子设备摧毁．
－－德国某厂商华南服务经理 姚先生
“由于近日雷电影响，机荷 高速各收费口出现大面积停 机，导致交通堵塞。”
－－深圳特区报6 月14日头版
精品文档
内部浪涌是怎样损坏无防
护的设备的? 将器件的绝缘层最
薄弱处打穿
正常电流 无电流到地
全厂防雷击浪涌方案(仪表部分)
大唐多伦年产46万吨煤基烯烃项目一、情况介绍大唐多伦年产46万吨煤基烯烃项目是采用SHELL粉煤气化技术将多伦的褐煤气化,采用LURGI技术制甲醇,然后转化为丙烯(简称三合一), 经聚合后制成聚丙烯(DOW技术)的项目。
装置分为:预干燥装置:将原煤干燥并处理成煤气化和动力站需要的粉煤,由粉煤输送系统将粉煤分配至煤气化和动力站,二套控制系统均采用随机械设备带来的PLC系统,进行顺序控制,因这二处的PLC控制与其他控制方式不同,为方便操作,分别设置独立的预干燥装置控制室和粉煤输送系统控制室对原煤干燥和粉煤输送进行控制,其监控数据通过光纤输送至上位机管理系统,为生产调度提供第一手一线生产资料。
预干燥装置分为三套生产系列（每套生产系列五套煤干燥系统，四开一备）, 分别对应三台煤气炉。
粉煤输送装置分为三套输送系统（每套输送系统二条粉煤输送线，一开一备）, 分别对应三台煤气炉。
煤气化装置<三套>:三套SHELL大型煤气化装置并联运行,为全厂源源不断提供大量合格煤气。
煤气化装置独立设置一套DCS和ESD, 对三套煤气化炉采用分区控制, 各套煤气化炉均可单独投运或停车, 负荷运行灵活。
空分装置(杭氧总承包):空分装置配置三套大型空分,包括三台空气压缩机,按惯例,均由空分厂总承包。
空分装置的控制系统主要是冷箱内的自动控制,由杭氧负责设计施工。
空分装置采用三套DCS, 分别对三套空分装置实施控制, 各套空分均可单独投运或停车,负荷运行灵活, 空分DCS与煤气化装置的DCS光纤通讯。
三台空气压缩机的控制由ITCC(机组综合控制系统)完成,由ITCC集成商负责安装指导,软件组态,调试投运等工作。
甲醇装置甲醇装置流程较长, 包括一氧化碳变换<三套>，酸性气体脱除，合成气压缩，甲醇合成，甲醇精馏，中间罐区，硫回收，冷冻等工序。
由煤气化装置生产的煤气进一氧化碳变换工序(也是三套并联运行),将CO在触媒的作用下加H2O转换为CO2和H2,进入酸性气体脱除工序,脱除掉大部分的CO2和全部的硫化物(H2S, 脱除的气体叫酸气),净化后的气体经合成气压缩后送至甲醇合成,在触媒的作用下生成粗甲醇,再经过甲醇精馏工序制成精甲醇(成品甲醇)。
(完整版)信号口浪涌防护电路设计
信号口浪涌防护电路设计通讯设备的外连线和接口线都有可能遭受雷击（直接雷击或感应雷击），比如交流供电线、用户线、ISDN接口线、中继线、天馈线等，所以这些外连线和接口线均应采取雷击保护措施。
设计信号口防雷电路应注意以下几点：1、防雷电路的输出残压值必须比被防护电路自身能够耐受的过电压峰值低，并有一定裕量。
2、防雷电路应有足够的冲击通流能力和响应速度。
3、信号防雷电路应满足相应接口信号传输速率及带宽的需求，且接口与被保护设备兼容。
4、信号防雷电路要考虑阻抗匹配的问题。
5、信号防雷电路的插损应满足通信系统的要求。
6、对于信号回路的峰值电压防护电路不应动作，通常在信号回路中，防护电路的动作电压是信号回路的峰值电压的1.3～1.6倍。
1.1网口防雷电路网口的防雷可以采用两种思路：一种思路是要给雷电电流以泄放通路，把高压在变压器之前泄放掉，尽可能减少对变压器影响，同时注意减少共模过电压转为差模过电压的可能性。
另一种思路是利用变压器的绝缘耐压，通过良好的器件选型与PCB设计将高压隔离在变压器的初级，从而实现对接口的隔离保护。
下面的室外走线网口防雷电路和室内走线网口防雷电路就分别采用的是这两种思路。
1.1.1室外走线网口防雷电路当有可能室外走线时，端口的防护等级要求较高，防护电路可以按图1设计。
ab图1 室外走线网口防护电路图1a 给出的是室外走线网口防护电路的基本原理图，从图中可以看出该电路的结构与室外走线E1口防雷电路类似。
共模防护通过气体放电管实现，差模防护通过气体放电管和TVS 管组成的二级防护电路实现。
图中G1和G2是三极气体放电管，型号是3R097CXA ，它可以同时起到两信号线间的差模保护和两线对地的共模保护效果。
中间的退耦选用2.2Ω/2W 电阻，使前后级防护电路能够相互配合，电阻值在保证信号传输的前提下尽可能往大选取，防雷性能会更好，但电阻值不能小于2.2Ω。
后级防护用的TVS 管，因为网口传输速率高，在网口防雷电路中应用的组合式TVS 管需要具有更低的结电容，这里推荐的器件型号为SLVU2.8-4。
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雷击浪涌防护设计技术
雷击浪涌防护设计技术是指在电力系统中针对雷击和浪涌现象进行的
保护措施。
雷击和浪涌是自然界中的一种现象，但它们对电力系统的设备
和运行可能造成严重的破坏。
因此，需要采取一系列的设计技术来保护电
力系统免受这些威胁。
首先，雷击浪涌防护设计技术要考虑地形地貌特征。
山区和开阔地区
的雷击浪涌特征不同，对防护设计也有所区别。
在山区，因雷击发生概率高，需要采用更加严格的防护措施。
而在开阔地区，可以采用经济实用的
防护方案。
其次，雷击浪涌防护设计技术要考虑电力系统的结构和设备特点。
不
同类型的设备对雷击浪涌的敏感程度不同，需要采取相应的防护措施。
例如，变压器和发电机等重要设备需要采用专门设计的防护措施，以确保其
正常运行。
第三，雷击浪涌防护设计技术要考虑电力系统的接地设计。
良好的接
地系统可以将雷击浪涌的能量引导到地下，保护设备免受损坏。
接地设计
要考虑合理的接地电阻和接地系统的互连，以提高系统的防护能力。
第四，雷击浪涌防护设计技术要考虑电力系统所处的环境条件。
例如，海边地区的电力系统需要更加严格的防护措施，因为海水可以加剧雷击浪
涌现象。
对于这种情况下的电力系统，可以采用特殊的防护设备和技术来
提高防护能力。
第五，雷击浪涌防护设计技术要考虑电力系统的运行特点。
电力系统
通常会有短路和开关等突变事件，这些事件也可能引发雷击浪涌。
因此，
防护设计要基于对电力系统运行特点的充分了解，采取相应的防护措施，以减少威胁。
最后，雷击浪涌防护设计技术要考虑国家和行业的相关标准和规范。
不同国家和行业会有不同的标准和规范，对电力系统的防护要求也有所不同。
因此，防护设计要符合相应的标准和规范，以确保系统的可靠性和安全性。
总之，雷击浪涌防护设计技术是电力系统中非常重要的一环，能够保护设备免受雷击和浪涌现象的威胁。
通过合理的地形地貌特征考虑、设备特点考虑、接地设计、环境条件考虑、运行特点考虑以及国家和行业标准考虑，可以设计出高效可靠的防护方案，保障电力系统的稳定运行。