陶顯芳老師談電磁幹擾與電磁兼容(二)
發布時間:2009-02-19
中心議題:
前麵已經指出,地球平均每一秒鍾有100多次閃電,而閃電也是一個放電過程,由此可知,原來每秒中流進地球1.4×103安培的電流就是用來打雷放電的。如果地球不經常打雷放電,試想,地球電位正好是每秒要增加1.4×103伏特,一小時後地球電位就可以增加到500多萬伏,一天之後地球電位又會增加到12000多萬伏,這是一個多麼巨大的數字,在此電場強度之下,任何東西都可能會被擊穿。所以,地球時時刻刻都在放電才應該是正常的。

防止雷電的最有效方法就是靜電屏蔽,例如,高壓電網為了避免雷擊,除了電線塔ta的de高gao度du要yao求qiu比bi高gao壓ya電dian網wang線xian的de高gao度du高gao之zhi外wai,在zai高gao壓ya電dian網wang線xian的de最zui上shang麵mian還hai要yao設she置zhi一yi根gen屏ping蔽bi線xian,這zhe根gen屏ping蔽bi線xian通tong過guo電dian線xian塔ta與yu大da地di連lian接jie。當dang遇yu到dao打da雷lei時shi,屏ping蔽bi線xian首shou先xian與yu雷lei電dian接jie觸chu,把ba產chan生sheng雷lei電dian物wu體ti(雲)dedianhetongguopingbixian,zaijingdianxiantachuanrudadierbeishifangdiao。bileizhenyeshizhegedaoli,zaiwutidegaochuanzhuangzhenzhuangdaoti,bingbatalianjiedaodadi,bakongzhongdaidianwuti(雲)的電荷通過避雷針放電引入大地,以降低帶電物體(雲)對其它物體或人體感應產生放電的機會。還有,在高速公路兩旁安裝電線竿也是一種保護人類免遭雷擊的有效方法。
除chu了le屏ping蔽bi可ke以yi防fang止zhi雷lei擊ji以yi外wai,很hen多duo貴gui重zhong電dian器qi設she備bei還hai需xu要yao對dui雷lei電dian感gan應ying進jin行xing保bao護hu,因yin為wei,當dang雷lei電dian擊ji中zhong某mou個ge建jian築zhu物wu的de機ji房fang,或huo某mou個ge供gong電dian設she備bei的de時shi候hou,瞬shun間jian幾ji十shi萬wan安an培pei以yi上shang的de電dian流liu通tong過guo這zhe些xie建jian築zhu物wu或huo設she備bei,也ye會hui對dui周zhou圍wei幾ji十shi米mi範fan圍wei內nei的de電dian器qi設she備bei產chan生sheng電dian磁ci感gan應ying,使shi周zhou圍wei的de電dian線xian或huo設she備bei,不bu管guan是shi否fou與yu雷lei擊ji物wu體ti直zhi接jie接jie觸chu或huo不bu接jie觸chu,都dou會hui通tong過guo電dian磁ci感gan應ying產chan生sheng高gao壓ya脈mai衝chong,很hen容rong易yi把ba電dian器qi設she備bei中zhong的de電dian子zi器qi件jian擊ji穿chuan損sun壞huai。因yin此ci,對dui那na些xie與yu長chang電dian纜lan線xian連lian接jie的de設she備bei,如ru:電話機、傳真機、dianshijideng,duitamenjinxingguoyabaohuhaishibiyaode。muqian,bimiandianqishebeizaoshouleijihuoleidianganyingchanshenggaoyamaichongjichuansunhuaidezuiyouxiaodefangfa,haishiyongfangdianguanheyamindianzu。
duiyujiaoliugongdianxitongshebeidefanglei,yibandoushiyongyamindianzukuajieyudianyuanxianyudixianzhijian,yongyuduileidianganyinggaoyadianmaichongjinxingfangdian,bimianshebeibeigaoyadianmaichongjichuansunhuai;而(er)小(xiao)電(dian)器(qi)設(she)備(bei)或(huo)器(qi)件(jian)防(fang)雷(lei)電(dian)擊(ji)穿(chuan)損(sun)壞(huai),可(ke)選(xuan)用(yong)放(fang)電(dian)管(guan)或(huo)壓(ya)敏(min)二(er)極(ji)管(guan),也(ye)可(ke)以(yi)選(xuan)用(yong)壓(ya)敏(min)電(dian)阻(zu)等(deng)跨(kua)接(jie)於(yu)輸(shu)入(ru)線(xian)與(yu)大(da)地(di)之(zhi)間(jian),例(li)如(ru),一(yi)般(ban)家(jia)中(zhong)的(de)電(dian)話(hua)插(cha)座(zuo)以(yi)及(ji)有(you)線(xian)電(dian)視(shi)插(cha)座(zuo)內(nei)部(bu)都(dou)應(ying)該(gai)連(lian)接(jie)一(yi)個(ge)或(huo)兩(liang)個(ge)放(fang)電(dian)管(guan)到(dao)大(da)地(di)。放(fang)電(dian)管(guan)的(de)工(gong)作(zuo)原(yuan)理(li)是(shi)在(zai)玻(bo)璃(li)管(guan)或(huo)陶(tao)瓷(ci)管(guan)中(zhong)注(zhu)入(ru)惰(duo)性(xing)氣(qi)體(ti),惰(duo)性(xing)氣(qi)體(ti)平(ping)時(shi)不(bu)導(dao)電(dian),當(dang)電(dian)場(chang)強(qiang)度(du)強(qiang)到(dao)一(yi)定(ding)的(de)時(shi)候(hou),惰(duo)性(xing)氣(qi)體(ti)開(kai)始(shi)電(dian)離(li)導(dao)電(dian);壓ya敏min二er極ji管guan和he壓ya敏min電dian阻zu的de工gong作zuo原yuan理li與yu穩wen壓ya管guan的de工gong作zuo原yuan理li很hen接jie近jin,平ping時shi也ye不bu導dao電dian,當dang電dian壓ya超chao過guo一yi定ding值zhi後hou,壓ya敏min二er極ji管guan或huo壓ya敏min電dian阻zu就jiu擊ji穿chuan導dao通tong,不bu過guo這zhe種zhong擊ji穿chuan是shi可ke以yi恢hui複fu的de。
圖2是電視機防雷擊電路,圖中防雷擊電路是在PCB電路板上直接製作放電間隙(6mm)裝zhuang置zhi,在zai外wai接jie天tian線xian端duan口kou就jiu近jin與yu電dian網wang輸shu入ru引yin線xian之zhi間jian加jia接jie這zhe種zhong放fang電dian間jian隙xi裝zhuang置zhi。由you於yu電dian視shi機ji本ben身shen沒mei有you金jin屬shu機ji殼ke或huo機ji殼ke接jie地di電dian氣qi連lian接jie點dian,所suo以yi防fang雷lei放fang電dian間jian隙xi可ke直zhi接jie利li用yong電dian網wang輸shu入ru電dian源yuan引yin線xian代dai替ti地di線xian使shi用yong。

另外,電視機的安全標準要求冷熱地之間的耐壓強度大於AC2000V,而絕緣距離要求大於6mm,選用其它放電器件反而難以符合安全要求,並且會提高成本。因為在正常氣壓下,每1萬伏的正常放電距離正好是10mm,因此,2000伏的正常放電距離是2mm,而取3倍安全係數後正好就是6mm。圖2中(zhong),電(dian)視(shi)機(ji)防(fang)雷(lei)擊(ji)電(dian)路(lu)製(zhi)作(zuo)成(cheng)鋸(ju)齒(chi)狀(zhuang)的(de)原(yuan)因(yin),是(shi)讓(rang)高(gao)壓(ya)放(fang)電(dian)更(geng)容(rong)易(yi)發(fa)生(sheng),因(yin)為(wei)電(dian)極(ji)的(de)尖(jian)端(duan)處(chu)電(dian)場(chang)強(qiang)度(du)最(zui)強(qiang),當(dang)尖(jian)端(duan)放(fang)電(dian)產(chan)生(sheng)後(hou),周(zhou)圍(wei)空(kong)氣(qi)將(jiang)變(bian)成(cheng)導(dao)體(ti),使(shi)放(fang)電(dian)更(geng)容(rong)易(yi)進(jin)行(xing),這(zhe)樣(yang),在(zai)很(hen)短(duan)時(shi)間(jian)內(nei)就(jiu)可(ke)以(yi)把(ba)電(dian)放(fang)完(wan)。
- 電子設備防止雷電的有效方法
- 靜電屏蔽、過壓保護是電子設備防止雷電損壞的主要方法
- 用放電管和壓敏電阻避免電器設備遭受雷擊或雷電感應產生高壓脈衝擊穿損壞
- 交流供電係統設備,一般用壓敏電阻跨接於電源線與地線之間,將雷電感應高壓電脈衝進行放電
- 小電器設備或器件,選用放電管或壓敏二極管,或選用壓敏電阻等跨接於輸入線與大地之間
- 電視機防雷擊電路製作成鋸齒狀讓高壓放電更容易發生
前麵已經指出,地球平均每一秒鍾有100多次閃電,而閃電也是一個放電過程,由此可知,原來每秒中流進地球1.4×103安培的電流就是用來打雷放電的。如果地球不經常打雷放電,試想,地球電位正好是每秒要增加1.4×103伏特,一小時後地球電位就可以增加到500多萬伏,一天之後地球電位又會增加到12000多萬伏,這是一個多麼巨大的數字,在此電場強度之下,任何東西都可能會被擊穿。所以,地球時時刻刻都在放電才應該是正常的。

防止雷電的最有效方法就是靜電屏蔽,例如,高壓電網為了避免雷擊,除了電線塔ta的de高gao度du要yao求qiu比bi高gao壓ya電dian網wang線xian的de高gao度du高gao之zhi外wai,在zai高gao壓ya電dian網wang線xian的de最zui上shang麵mian還hai要yao設she置zhi一yi根gen屏ping蔽bi線xian,這zhe根gen屏ping蔽bi線xian通tong過guo電dian線xian塔ta與yu大da地di連lian接jie。當dang遇yu到dao打da雷lei時shi,屏ping蔽bi線xian首shou先xian與yu雷lei電dian接jie觸chu,把ba產chan生sheng雷lei電dian物wu體ti(雲)dedianhetongguopingbixian,zaijingdianxiantachuanrudadierbeishifangdiao。bileizhenyeshizhegedaoli,zaiwutidegaochuanzhuangzhenzhuangdaoti,bingbatalianjiedaodadi,bakongzhongdaidianwuti(雲)的電荷通過避雷針放電引入大地,以降低帶電物體(雲)對其它物體或人體感應產生放電的機會。還有,在高速公路兩旁安裝電線竿也是一種保護人類免遭雷擊的有效方法。
除chu了le屏ping蔽bi可ke以yi防fang止zhi雷lei擊ji以yi外wai,很hen多duo貴gui重zhong電dian器qi設she備bei還hai需xu要yao對dui雷lei電dian感gan應ying進jin行xing保bao護hu,因yin為wei,當dang雷lei電dian擊ji中zhong某mou個ge建jian築zhu物wu的de機ji房fang,或huo某mou個ge供gong電dian設she備bei的de時shi候hou,瞬shun間jian幾ji十shi萬wan安an培pei以yi上shang的de電dian流liu通tong過guo這zhe些xie建jian築zhu物wu或huo設she備bei,也ye會hui對dui周zhou圍wei幾ji十shi米mi範fan圍wei內nei的de電dian器qi設she備bei產chan生sheng電dian磁ci感gan應ying,使shi周zhou圍wei的de電dian線xian或huo設she備bei,不bu管guan是shi否fou與yu雷lei擊ji物wu體ti直zhi接jie接jie觸chu或huo不bu接jie觸chu,都dou會hui通tong過guo電dian磁ci感gan應ying產chan生sheng高gao壓ya脈mai衝chong,很hen容rong易yi把ba電dian器qi設she備bei中zhong的de電dian子zi器qi件jian擊ji穿chuan損sun壞huai。因yin此ci,對dui那na些xie與yu長chang電dian纜lan線xian連lian接jie的de設she備bei,如ru:電話機、傳真機、dianshijideng,duitamenjinxingguoyabaohuhaishibiyaode。muqian,bimiandianqishebeizaoshouleijihuoleidianganyingchanshenggaoyamaichongjichuansunhuaidezuiyouxiaodefangfa,haishiyongfangdianguanheyamindianzu。
duiyujiaoliugongdianxitongshebeidefanglei,yibandoushiyongyamindianzukuajieyudianyuanxianyudixianzhijian,yongyuduileidianganyinggaoyadianmaichongjinxingfangdian,bimianshebeibeigaoyadianmaichongjichuansunhuai;而(er)小(xiao)電(dian)器(qi)設(she)備(bei)或(huo)器(qi)件(jian)防(fang)雷(lei)電(dian)擊(ji)穿(chuan)損(sun)壞(huai),可(ke)選(xuan)用(yong)放(fang)電(dian)管(guan)或(huo)壓(ya)敏(min)二(er)極(ji)管(guan),也(ye)可(ke)以(yi)選(xuan)用(yong)壓(ya)敏(min)電(dian)阻(zu)等(deng)跨(kua)接(jie)於(yu)輸(shu)入(ru)線(xian)與(yu)大(da)地(di)之(zhi)間(jian),例(li)如(ru),一(yi)般(ban)家(jia)中(zhong)的(de)電(dian)話(hua)插(cha)座(zuo)以(yi)及(ji)有(you)線(xian)電(dian)視(shi)插(cha)座(zuo)內(nei)部(bu)都(dou)應(ying)該(gai)連(lian)接(jie)一(yi)個(ge)或(huo)兩(liang)個(ge)放(fang)電(dian)管(guan)到(dao)大(da)地(di)。放(fang)電(dian)管(guan)的(de)工(gong)作(zuo)原(yuan)理(li)是(shi)在(zai)玻(bo)璃(li)管(guan)或(huo)陶(tao)瓷(ci)管(guan)中(zhong)注(zhu)入(ru)惰(duo)性(xing)氣(qi)體(ti),惰(duo)性(xing)氣(qi)體(ti)平(ping)時(shi)不(bu)導(dao)電(dian),當(dang)電(dian)場(chang)強(qiang)度(du)強(qiang)到(dao)一(yi)定(ding)的(de)時(shi)候(hou),惰(duo)性(xing)氣(qi)體(ti)開(kai)始(shi)電(dian)離(li)導(dao)電(dian);壓ya敏min二er極ji管guan和he壓ya敏min電dian阻zu的de工gong作zuo原yuan理li與yu穩wen壓ya管guan的de工gong作zuo原yuan理li很hen接jie近jin,平ping時shi也ye不bu導dao電dian,當dang電dian壓ya超chao過guo一yi定ding值zhi後hou,壓ya敏min二er極ji管guan或huo壓ya敏min電dian阻zu就jiu擊ji穿chuan導dao通tong,不bu過guo這zhe種zhong擊ji穿chuan是shi可ke以yi恢hui複fu的de。
圖2是電視機防雷擊電路,圖中防雷擊電路是在PCB電路板上直接製作放電間隙(6mm)裝zhuang置zhi,在zai外wai接jie天tian線xian端duan口kou就jiu近jin與yu電dian網wang輸shu入ru引yin線xian之zhi間jian加jia接jie這zhe種zhong放fang電dian間jian隙xi裝zhuang置zhi。由you於yu電dian視shi機ji本ben身shen沒mei有you金jin屬shu機ji殼ke或huo機ji殼ke接jie地di電dian氣qi連lian接jie點dian,所suo以yi防fang雷lei放fang電dian間jian隙xi可ke直zhi接jie利li用yong電dian網wang輸shu入ru電dian源yuan引yin線xian代dai替ti地di線xian使shi用yong。

另外,電視機的安全標準要求冷熱地之間的耐壓強度大於AC2000V,而絕緣距離要求大於6mm,選用其它放電器件反而難以符合安全要求,並且會提高成本。因為在正常氣壓下,每1萬伏的正常放電距離正好是10mm,因此,2000伏的正常放電距離是2mm,而取3倍安全係數後正好就是6mm。圖2中(zhong),電(dian)視(shi)機(ji)防(fang)雷(lei)擊(ji)電(dian)路(lu)製(zhi)作(zuo)成(cheng)鋸(ju)齒(chi)狀(zhuang)的(de)原(yuan)因(yin),是(shi)讓(rang)高(gao)壓(ya)放(fang)電(dian)更(geng)容(rong)易(yi)發(fa)生(sheng),因(yin)為(wei)電(dian)極(ji)的(de)尖(jian)端(duan)處(chu)電(dian)場(chang)強(qiang)度(du)最(zui)強(qiang),當(dang)尖(jian)端(duan)放(fang)電(dian)產(chan)生(sheng)後(hou),周(zhou)圍(wei)空(kong)氣(qi)將(jiang)變(bian)成(cheng)導(dao)體(ti),使(shi)放(fang)電(dian)更(geng)容(rong)易(yi)進(jin)行(xing),這(zhe)樣(yang),在(zai)很(hen)短(duan)時(shi)間(jian)內(nei)就(jiu)可(ke)以(yi)把(ba)電(dian)放(fang)完(wan)。
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