對於建築物而言，除了大部分雷擊浪湧的引流之外，針對殘留雷電的內部設備保護也變得越來越為重要。

 

雷電具有直接和間接影響建築物
、家(jia)庭(ting)及(ji)城(cheng)市(shi)內(nei)電(dian)子(zi)係(xi)統(tong)的(de)風(feng)險(xian)。直(zhi)接(jie)雷(lei)擊(ji)不(bu)但(dan)可(ke)以(yi)摧(cui)毀(hui)人(ren)的(de)生(sheng)命(ming)
，而(er)且(qie)其(qi)導(dao)致(zhi)的(de)瞬(shun)態(tai)巨(ju)大(da)電(dian)流(liu)所(suo)產(chan)生(sheng)的(de)電(dian)磁(ci)場(chang)可(ke)對(dui)設(she)備(bei)造(zao)成(cheng)永(yong)久(jiu)性(xing)傷(shang)害(hai)。平(ping)均(jun)而(er)言(yan)
，雷(lei)電(dian)電(dian)壓(ya)可(ke)幾(ji)乎(hu)在(zai)瞬(shun)間(jian)向(xiang)地(di)表(biao)施(shi)加(jia)50萬焦耳的能量，而且地球每年遭受10億(yi)次(ci)以(yi)上(shang)的(de)雷(lei)擊(ji)，因(yin)此(ci)避(bi)雷(lei)防(fang)護(hu)極(ji)為(wei)重(zhong)要(yao)。基(ji)站(zhan)與(yu)數(shu)據(ju)中(zhong)心(xin)所(suo)采(cai)用(yong)的(de)避(bi)雷(lei)防(fang)護(hu)措(cuo)施(shi)及(ji)下(xia)遊(you)浪(lang)湧(yong)保(bao)護(hu)技(ji)術(shu)可(ke)大(da)為(wei)不(bu)同(tong)。下(xia)文(wen)主(zhu)要(yao)對(dui)采(cai)用(yong)同(tong)軸(zhou)和(he)以(yi)太(tai)網(wang)互(hu)連(lian)器(qi)件(jian)的(de)係(xi)統(tong)所(suo)使(shi)用(yong)的(de)浪(lang)湧(yong)保(bao)護(hu)器(qi)件(jian)進(jin)行(xing)描(miao)述(shu)。

 

表1：避雷防護區域

 

 

IEC/BS EN 62305避雷防護標準將雷擊風險分為以下三類：直接雷擊；間接雷擊；以及雷擊造成的電磁能量。如表1所示，在避雷防護規劃中，需要將各區域劃分為高風險區域（或稱避雷防護區域）以及雷擊潛在損害區域。上述標準將雷擊可能導致的損害分為以下三類：1）活體傷害
；2）結構的物理性損壞
；3）neibuxitongdeshixiao。yibaneryan，duiyurenhekenenggeirenleizaochengshanghaideshiwu，junxushezhicengcengyufangcuoshi。julieryan
，weilebaozhangneiburenyuandeshengminganquan，yiyuanxuyaozaiwaibujiegouheneibushebeilianggecengmianshezhidaliangdehuanchongsheshi。

 

表2：避雷防護設備標準

 

美國保險商實驗室（Underwriter’s Laboratory）所列的數種避雷防護標準主要針對浪湧保護中采用的設備（見表2）。其中，浪湧保護器件標準UL1449規定了瞬態電壓電氣路徑在各種係統供電方式下所需采取的保護模式。

 

終端設備的供電一般采用單相或多相交流電。當設備連於單條火線和零線（本地地線）之間時，即為單相交流供電。三相係統需要連接三條相線及零線。如表3所示，對於所有的導電路徑組合
，隻要其可能發生電勢差，即需在該組合的路徑之間設置浪湧保護。產品說明書中經常以相零（L-N）保護
、相地（L-G）保護及相相（L-L）保護等詞描述浪湧保護器件的保護模式。此外，保護模式還可描述為共模或差模浪湧保護。

 

表3：瞬態過電壓的保護類型

 

當浪湧對局部區域內的零地（N-G）jiediandengsuoyoudaotijuyoutongdengyingxiangshi，chengweigongmolangyong。chamolangyongfashengyugeidingweizhishangderenhelianggedaotizhijian，yechengputonglangyonghuoxiangxianyulingxianzhijiandelangyong。daduoshuxianyoushebeibenshenkekanggongmolangyong。genjumeiguoguojiabiaozhun（ANSI）C62.41，大多數共模浪湧來自建築物，而且建築物內的共模浪湧最大僅為0.17焦耳。然而
，差模浪湧比共模浪湧高若幹數量級。

 

同軸浪湧保護器：戶hu外wai用yong途tu中zhong使shi用yong的de同tong軸zhou互hu連lian器qi件jian須xu同tong時shi承cheng受shou直zhi接jie和he間jian接jie雷lei擊ji，其qi可ke對dui傳chuan輸shu線xian及ji其qi上shang連lian接jie的de電dian路lu產chan生sheng不bu利li影ying響xiang。從cong真zhen空kong管guan到dao固gu態tai電dian子zi器qi件jian設she備bei的de轉zhuan換huan，尤you其qi變bian送song器qi一yi端duan的de轉zhuan換huan增zeng加jia了le與yu雷lei擊ji相xiang關guan的de風feng險xian——該敏感的集成電路易於在殘留瞬態電壓浪湧的作用下損壞。

 

同軸電纜旨在最大限度地減少目標高頻信號因趨膚效應而發生的歐姆損耗
，並同時防止外部導體（或屏蔽層）對(dui)內(nei)部(bu)信(xin)號(hao)的(de)幹(gan)擾(rao)。趨(qu)膚(fu)效(xiao)應(ying)是(shi)指(zhi)
，隨(sui)著(zhe)頻(pin)率(lv)的(de)增(zeng)大(da)，信(xin)號(hao)的(de)大(da)部(bu)分(fen)集(ji)中(zhong)於(yu)導(dao)體(ti)外(wai)邊(bian)緣(yuan)的(de)一(yi)種(zhong)現(xian)象(xiang)。與(yu)電(dian)子(zi)能(neng)在(zai)整(zheng)個(ge)導(dao)體(ti)內(nei)自(zi)由(you)遷(qian)移(yi)的(de)交(jiao)流(liu)應(ying)用(yong)相(xiang)比(bi)

，在(zai)趨(qu)膚(fu)效(xiao)應(ying)的(de)作(zuo)用(yong)下(xia)
，射(she)頻(pin)（RF）信號在導體內的穿透深度通常不超過數個千分之一英寸。因此，人們將60Hzchangyongdedazhijingjiedidianlannianping，bingjiangqiweiraoyufasonggaopinxinhaodezhongxindaotizhouwei，yixingchengtongzhoudianlan，qizhong
，gaiwaiweidianlanpingbicengkezuoweifaladizhao
，fangzhiwaibuganraochujineibuxinhaoxian。zaiweijiedideqingkuangxia，pingbicengkechanshengdianya，bingyongzuoxinhaofashetianxian。raner，zhezhongjingxicuiruodepinghengkezaileijidezuoyongxiabeidapo
，zheshiyinweileijiketongshizaitongzhoudianlandeneiwaidaotineichanshengdianshicha。ciwai，youyuleijilangyongdedabufennengliangdepinlvweiyiyubeitongzhoudianlanchengzaideDC~1MHz
，因此其可在同軸電纜所連電子設備的工作頻率中產生破壞性的變化。

 

由於雷電的頻率相對較低
，同軸避雷保護器通常采用隔直器或高通濾波器的形式，以將直流及低頻50/60Hz電dian壓ya引yin導dao至zhi屏ping蔽bi地di線xian。在zai采cai用yong氣qi體ti管guan浪lang湧yong保bao護hu時shi
，當dang浪lang湧yong太tai大da，無wu法fa分fen流liu時shi，電dian流liu將jiang使shi熔rong斷duan器qi斷duan開kai
，從cong而er消xiao除chu浪lang湧yong保bao護hu器qi與yu屏ping蔽bi地di線xian之zhi間jian的de電dian氣qi路lu徑jing（見圖1）。

 

圖1

 

分布式天線係統領域中采用的浪湧保護器件還需要考慮低無源互調（PIM）失真器件的使用。PIM為難以消除的幹擾的主要來源，其為高度敏感射頻係統的無源硬件在高功率條件下產生的可與目標信號混頻及相互幹涉的頻率產物。PIM所致問題難以解決的原因在於，由於無源器件的大量使用，人們難以在不影響原始載波信號的同時將其濾除。在沒有可快速消除PIM的低成本方法可供使用的情況下，係統安裝隻能采用低PIM器件。此類器件由精心挑選的可在配接時不產生顯著PIM水平的一係列導體材料製成，而且其製造過程中盡量減少鐵磁材料（PIM的常見來源）的使用。

 

以太網浪湧保護器：對於數據中心廣泛采用的以太網幹線而言
，浪湧保護的主要目的在於防止可導致數百萬美元損失的宕機。根據艾默生-波耐蒙研究所（Emerson and Ponemon Institute）的宕機評估研究結果，截止2016年，數據中心的計劃外斷電所導致的平均成本幾近每分鍾9千美元，而且這一數字還在逐年增大。雖然數據中心斷電的主要原因在於人為失誤和不間斷供電設備（大約占50%），然而由於直接和間接雷擊導致的意外浪湧可造成不可預見的損害
，因此仍需建立針對此類浪湧的防禦陣線。

 

 

遠(yuan)程(cheng)雷(lei)擊(ji)

，電(dian)動(dong)機(ji)及(ji)發(fa)電(dian)機(ji)的(de)電(dian)源(yuan)浪(lang)湧(yong)，甚(shen)至(zhi)太(tai)陽(yang)耀(yao)斑(ban)等(deng)自(zi)然(ran)地(di)磁(ci)擾(rao)動(dong)都(dou)可(ke)在(zai)設(she)備(bei)和(he)電(dian)源(yuan)之(zhi)間(jian)的(de)饋(kui)電(dian)線(xian)路(lu)中(zhong)產(chan)生(sheng)電(dian)壓(ya)瞬(shun)變(bian)。數(shu)據(ju)中(zhong)心(xin)可(ke)采(cai)用(yong)多(duo)種(zhong)形(xing)式(shi)的(de)瞬(shun)態(tai)電(dian)壓(ya)浪(lang)湧(yong)抑(yi)製(zhi)手(shou)段(duan)。開(kai)關(guan)裝(zhuang)置(zhi)通(tong)常(chang)為(wei)數(shu)據(ju)中(zhong)心(xin)分(fen)流(liu)電(dian)源(yuan)浪(lang)湧(yong)的(de)第(di)一(yi)道(dao)防(fang)線(xian)。不(bu)間(jian)斷(duan)供(gong)電(dian)設(she)備(bei)為(wei)另(ling)一(yi)種(zhong)主(zhu)要(yao)的(de)瞬(shun)態(tai)電(dian)壓(ya)浪(lang)湧(yong)抑(yi)製(zhi)手(shou)段(duan)，其(qi)中(zhong)，當(dang)發(fa)生(sheng)電(dian)源(yuan)失(shi)效(xiao)的(de)緊(jin)急(ji)情(qing)況(kuang)時(shi)，可(ke)通(tong)過(guo)飛(fei)輪(lun)或(huo)電(dian)池(chi)（取決於不間斷供電設備的類型）xiangjisuanjiheshujucunchushebeishunjiantigongdianli。ciwai，daliangnengliangdefenliuhaixuyaocaiyonggezhongchangyongdesanreshouduan。peidianzhuangzhizhonganzhuangdelangyongbaohuqijianbixunenggouyibufashengyanwuhuobaozhadexingshianquandihuajiejudadedianliulangyong。

 

 

隨(sui)著(zhe)傳(chuan)輸(shu)速(su)度(du)更(geng)快(kuai)的(de)以(yi)太(tai)網(wang)通(tong)信(xin)線(xian)路(lu)的(de)問(wen)世(shi)，抑(yi)製(zhi)微(wei)小(xiao)電(dian)壓(ya)浪(lang)湧(yong)的(de)需(xu)求(qiu)越(yue)來(lai)越(yue)高(gao)。隨(sui)著(zhe)人(ren)們(men)對(dui)布(bu)線(xian)密(mi)度(du)的(de)要(yao)求(qiu)越(yue)來(lai)越(yue)高(gao)
，大(da)量(liang)數(shu)據(ju)中(zhong)心(xin)正(zheng)在(zai)麵(mian)臨(lin)越(yue)來(lai)越(yue)嚴(yan)苛(ke)的(de)空(kong)間(jian)和(he)規(gui)格(ge)限(xian)製(zhi)——雖然用於為40Gbps吞吐量的QSFP+收發器供電的3.5W電源可為吞吐量高達100Gbps的QSFP28收發器供電，但舊式10Base-T接口可承受的浪湧可能會導致新式的100Base-Tjiyishangjiekouzaodaopohuai。ciwai，weileweichijiaodidechengben
，yitaiwangjiekourujinyijichengzhizhuyinshuadianlubanshang
，zhejiadaleminganneibudianlubeisunhuaidefengxian。weidianzijichengdianlukezaijingtiguanzheyicengmianshangshoudaoyingxiang
，qiyuanyinzaiyujingtiguandeshuruxianlurongyishoudaojingdianfangdiandeyingxiang。yinci，jinguanchengbenjiaogao，jianzhuwuneibujixiaoyuansheshineibuyejihujinshiyongguangxiandianlan。youyuzhiliantonglanyishoudianciganraoyingxiang，yincidanglianlujulijiaoduanshi，xuduoshujuzhongxinshenzhiyijingyiyouyuanguanglandaitizhiliantonglan
，zuoweishujuzhongxinshebeizaoshengyuanzuixiaohuadelingyixiangchangshi。

 

由you此ci可ke見jian，以yi太tai網wang數shu據ju線xian路lu的de浪lang湧yong保bao護hu對dui於yu數shu據ju中zhong心xin的de成cheng功gong至zhi關guan重zhong要yao。盡jin管guan如ru此ci，以yi太tai網wang電dian湧yong保bao護hu器qi因yin本ben身shen具ju有you一yi定ding的de電dian容rong而er會hui造zao成cheng失shi真zhen，該gai失shi真zhen可ke對dui數shu據ju造zao成cheng幹gan擾rao並bing導dao致zhi代dai價jia高gao昂ang的de延yan遲chi。這zhe使shi得de人ren們men必bi須xu在zai低di電dian容rong器qi件jian的de采cai用yong和he提ti高gao電dian路lu對dui高gao能neng浪lang湧yong的de處chu理li能neng力li之zhi間jian做zuo出chu權quan衡heng——3.3V的微電子集成電路供電線路要求信號線路的電容小於5皮法，而且需要具有1.2焦jiao耳er的de能neng量liang處chu理li能neng力li。此ci外wai
，印yin刷shua電dian路lu板ban布bu局ju的de限xian製zhi也ye可ke造zao成cheng性xing能neng退tui化hua。即ji使shi微wei小xiao的de不bu連lian續xu性xing也ye可ke能neng導dao致zhi信xin號hao衰shuai減jian，相xiang位wei失shi真zhen及ji共gong模mo抑yi製zhi性xing能neng的de下xia降jiang。為wei了le對dui電dian纜lan和he所suo連lian設she備bei進jin行xing充chong分fen保bao護hu，可ke在zai線xian路lu兩liang端duan分fen別bie連lian接jie保bao護hu器qi。但dan是shi，這zhe無wu疑yi會hui增zeng加jia信xin號hao傳chuan輸shu的de插cha入ru損sun耗hao，並bing增zeng大da在zai線xian路lu中zhong引yin入ru接jie地di環huan路lu的de可ke能neng性xing。多duo級ji浪lang湧yong保bao護hu器qi可ke以yi較jiao小xiao信xin號hao損sun失shi的de代dai價jia，大da幅fu提ti高gao保bao護hu水shui平ping（見圖2）。  

 

圖2

 

 

以太網供電（PoE）為一種利用雙絞線以太網布線同時傳輸電力和數據的技術
，目前常用於智能安防攝像係統。對於PoE而(er)言(yan)

，電(dian)源(yuan)浪(lang)湧(yong)可(ke)能(neng)導(dao)致(zhi)失(shi)效(xiao)，從(cong)而(er)造(zao)成(cheng)安(an)全(quan)和(he)安(an)防(fang)風(feng)險(xian)
，因(yin)此(ci)電(dian)源(yuan)浪(lang)湧(yong)保(bao)護(hu)尤(you)為(wei)重(zhong)要(yao)。與(yu)閉(bi)路(lu)電(dian)視(shi)領(ling)域(yu)中(zhong)使(shi)用(yong)的(de)基(ji)於(yu)同(tong)軸(zhou)電(dian)纜(lan)的(de)攝(she)像(xiang)頭(tou)相(xiang)比(bi)，智(zhi)能(neng)攝(she)像(xiang)頭(tou)可(ke)大(da)幅(fu)提(ti)高(gao)分(fen)辨(bian)率(lv)。此(ci)外(wai)，由(you)於(yu)此(ci)類(lei)攝(she)像(xiang)頭(tou)模(mo)塊(kuai)化(hua)程(cheng)度(du)更(geng)高(gao)
，其(qi)可(ke)用(yong)作(zuo)獨(du)立(li)設(she)備(bei)。模(mo)擬(ni)攝(she)像(xiang)頭(tou)必(bi)須(xu)與(yu)數(shu)字(zi)視(shi)頻(pin)記(ji)錄(lu)儀(yi)相(xiang)連(lian)接(jie)。此(ci)類(lei)攝(she)像(xiang)頭(tou)可(ke)用(yong)於(yu)上(shang)至(zhi)工(gong)業(ye)過(guo)程(cheng)監(jian)控(kong)，下(xia)至(zhi)車(che)載(zai)圖(tu)像(xiang)處(chu)理(li)的(de)各(ge)種(zhong)用(yong)途(tu)。

 

基於PoE的de係xi統tong利li用yong同tong一yi條tiao線xian路lu同tong時shi實shi現xian電dian力li傳chuan輸shu和he數shu據ju通tong信xin

，該gai線xian路lu具ju有you八ba條tiao通tong路lu，其qi中zhong的de四si條tiao通tong常chang用yong於yu設she備bei供gong電dian
，而er另ling外wai四si條tiao用yong於yu傳chuan輸shu數shu據ju。IEEE標準802.3中規定，電力可通過以下三種方式傳輸至受電設備：端點PSE（供電設備）
；中跨PSE；延伸PSE。端點PSE直接將電源處的電力和數據經基於以太網的交換機或集線器發送給受電設備

，而中跨PSE（或稱PoE注入器）利用非PoE類交換機提供電力和數據。延伸PSE非常簡單，其僅為範圍延伸後的端點PSE。

 

PoE互連器件和受電設備均必須能夠承受超出美國保險商實驗室標準（UL標準）規定的靜電放電及電力瞬變情形。例如“門禁控製係統單元”的UL標準規定

，器件（即電源、門控製器及讀卡器）必須能夠抑製輸出電路上的2400V/12A大小的浪湧——對於低電容浪湧保護而言，這一要求較難實現。因此，需要同時在PoE交換機（或稱PoE注入器）及下遊連接的攝像頭
、讀卡器或門鎖偵測器等受電設備設置瞬態電壓保護（見圖1）。

 

上述目的通常可通過由可發生雪崩擊穿（一種允許極高電流在材料內流過的現象）的(de)瞬(shun)態(tai)電(dian)壓(ya)抑(yi)製(zhi)二(er)極(ji)管(guan)組(zu)成(cheng)的(de)電(dian)路(lu)實(shi)現(xian)。晶(jing)閘(zha)管(guan)浪(lang)湧(yong)保(bao)護(hu)器(qi)件(jian)為(wei)另(ling)一(yi)類(lei)雪(xue)崩(beng)觸(chu)發(fa)二(er)極(ji)管(guan)
，此(ci)類(lei)二(er)極(ji)管(guan)為(wei)導(dao)通(tong)狀(zhuang)態(tai)電(dian)阻(zu)較(jiao)低(di)的(de)撬(qiao)棒(bang)器(qi)件(jian)，可(ke)在(zai)保(bao)持(chi)一(yi)定(ding)電(dian)容(rong)的(de)同(tong)時(shi)，承(cheng)載(zai)較(jiao)大(da)的(de)電(dian)流(liu)
，因(yin)此(ci)通(tong)常(chang)具(ju)有(you)更(geng)佳(jia)的(de)功(gong)率(lv)處(chu)理(li)能(neng)力(li)。晶(jing)閘(zha)管(guan)浪(lang)湧(yong)保(bao)護(hu)器(qi)件(jian)在(zai)浪(lang)湧(yong)處(chu)理(li)後(hou)需(xu)要(yao)進(jin)行(xing)電(dian)源(yuan)複(fu)位(wei)，因(yin)此(ci)一(yi)般(ban)不(bu)用(yong)於(yu)高(gao)電(dian)壓(ya)低(di)速(su)信(xin)號(hao)線(xian)路(lu)
，而(er)瞬(shun)態(tai)電(dian)壓(ya)抑(yi)製(zhi)二(er)極(ji)管(guan)可(ke)作(zuo)為(wei)高(gao)功(gong)率(lv)直(zhi)流(liu)係(xi)統(tong)的(de)最(zui)佳(jia)選(xuan)擇(ze)。

 

 

jishizaishiyonglangyongbaohuqijiandetiaojianxia
，shoudianshebeideedingdianyayebixuyuangaoyushuntaidianyayizhierjiguanhuojingzhaguanlangyongbaohuqijiandeqianweidianya。kechengshoushuqianfudianyadeshuntaidianyayizhierjiguanlirukezaijijin100伏的條件下才發生雪崩擊穿。足夠高的額定電壓可保證受電設備不因頻繁發生的小的瞬態電壓高峰而損壞。

 

受電設備的供電設備通常配備絕緣的直流-zhiliuzhuanhuanqi，yizuidaxiandudijiangdibaoludaidiandaotizaochengyonghushanghaiyijifashengjiedihuanludefengxian。ciwai

，weilebimianfashengjiedihuanlu，langyongbaohuqibenshenyekenengxuyaojiangqiyuanquandixianjuyoubutongdianshidedianlanpingbicengjueyuan。haixuyaozhuyidezhongyaoyidianshi
，PoE浪湧保護器件可分為模式A（電源引腳：1/2及3/6）兼容器件和模式B（電源引腳：4/5及7/8）兼容器件。一般而言

，大多數支持PoE的交換機為模式A設備，而注入器為模式B設備。某些浪湧保護器可同時為模式A和模式B兼容器件。

 

 

在zai各ge種zhong應ying用yong中zhong
，浪lang湧yong保bao護hu器qi件jian用yong作zuo緩huan解jie直zhi接jie和he間jian接jie雷lei擊ji不bu良liang影ying響xiang的de一yi種zhong不bu可ke或huo缺que的de工gong具ju。雖sui然ran防fang止zhi生sheng命ming受shou到dao傷shang害hai仍reng然ran是shi避bi雷lei防fang護hu領ling域yu的de主zhu要yao發fa展zhan方fang向xiang，但dan如ru今jin由you於yu固gu態tai器qi件jian越yue來lai越yue趨qu敏min感gan，雷lei擊ji的de高gao能neng浪lang湧yong也ye可ke對dui此ci類lei器qi件jian造zao成cheng嚴yan重zhong損sun害hai。這zhe些xie固gu態tai器qi件jian不bu僅jin需xu要yao額e外wai的de感gan應ying電dian壓ya和he電dian流liu瞬shun變bian保bao護hu，而er且qie還hai需xu要yao采cai用yong低di電dian容rong的de浪lang湧yong保bao護hu器qi件jian
，以yi保bao持chi較jiao高gao的de數shu據ju速su率lv。因yin此ci
，對dui於yu建jian築zhu物wu而er言yan

，除chu了le大da部bu分fen雷lei擊ji浪lang湧yong的de引yin流liu之zhi外wai，針zhen對dui殘can留liu雷lei電dian的de內nei部bu設she備bei保bao護hu也ye變bian得de越yue來lai越yue為wei重zhong要yao。能neng夠gou承cheng受shou較jiao小xiao浪lang湧yong的de傳chuan統tong技ji術shu已yi經jing大da部bu分fen被bei電dian路lu速su度du更geng快kuai且qie公gong差cha更geng加jia嚴yan格ge的de技ji術shu所suo取qu代dai。