计算机和电子设备的过电压防护

计算机和电子设备的过电压防护
对于过电压引起的危害，以引起了发达国家的重视，美国、法国、德国、英国等国都有相关的防过电压的标准和规定，如德国的ＶＤＥ０６７５《过电压防雷保护器》。国际电工委员会制订的相关标准有：《雷电电磁脉冲的防护》(ＩＥＣ1312—1，2，3—94，95，96)、《低压电力配电系统的电涌保护器》(ＩＥＣ1643-1)。
基于过电压的危害，及防过电压产品取得的良好效果，我国正在着手制定相关的规范，如通信部门的《通信局雷电过电压保护设计规范（送审稿）》。数字万用表我国许多相关现行规范中也提到了过电压防护。如：《建筑物防雷设计规范》ＧＢ50057-94（文说明）中指出:“关于电子元件的过电压保护分三部分，即２２０/３８０Ｖ、信息线路、有电子元件的设备本身…，在装置附近的供电设备是否装设过电压保护器，应根据设备的重要性，由信息线路设计者一起解决，或由设备的使用者解决或由设备的制造者提供”。从此规范中可以看出，建筑电气设计者们早就对过电压问题引起了重视，只是不便于干预其它行业，而强行要求装设过电压保护器。
随着智能大厦的推广应用，电视、电话、计算机及网络的普及，迫切需要过电压防护跟上发展形势。
3.1 降低入侵感应电压幅值
这是基本的方法，具体做法是不用架空线，采用屏蔽良好的电缆并将屏蔽层和备用芯线两端接地，正确选择布线路径，尽可能直接埋地敷设，并在电缆上方埋设避雷线。但若单靠改善线路结构达到避雷的目的在经济上很难办到，特别是在雷电活动强烈的地区，即使全线采用同轴电缆，数字万用表感应电压也达100多伏甚至上千伏，所以还必须在线路两端设备处设过电压保护装置。
3.2 保护装置
安装过压保护装置是为了达到两个目的：不产生误动作和原件不遭损坏；另一种是不影响仪器设备的工作性能。
3.3 现代防雷
富兰克林美国科学家（1706-1790），放风筝发明了避雷针。从富兰克林发明避雷针到现在，科学技术发生了巨大变化，为适应高科技的现状，要采用现代防雷技术。现代防雷的技术原则强调全方位防护，综合治理，层层设防，把防雷看做是一个系统工程，这是由于雷电的危害无孔不入，在整个空间范围侵袭微电子设备，很难防范。
现代综合防雷技术“BCDGS”：
B：“等电位联接”(Bonding)，其目的是防止强大雷电流流过之处立即升高至很高的电位，与周围金属物和设备之间出现很大的电位差，造成旁侧闪络放电。同时可消除因地电位骤然升高而产生“反击”的现象。消除因电位差引起的人身事故。
等电位联结：随着我国电气行业日新月异的变化，我国许多新修订的规范、标准正逐步同IEC（国际电工委员会）接轨。等电位联接是“使各外露可导电部分和装置外可导电部分电位基本相等的电气联接”，分为总等电位联接、局部等电位联接、辅助等电位联接。总等电位联接就是在建筑物每一电源进线处及进出建筑物的金属管道、金属结构构件等连成一体一般有总等电位联结端子板，并与其它等电位联结端子板放射连接。数字万用表等电位联接能够降低接触电压，防二次雷击，防间接接触电击及接地故障引起的爆炸和火灾，在电气设计中，等电位联接是一种行之有效的安全措施，早已为国际上许多国家所采用，这项内容在王厚余老先生的极力倡导和推荐下，被写进了我国的设计规范《低压配电设计规范》（GB50054—95），并于1996年6月1日实施。为了使这一内容在工程中得到更好的推广，1997年，航空设计院的徐华等人在王厚余、刘屏周的具体指导下，编制了《等电位联接安装》（97SD567）标准图。
C：传导（Conducting），作用是把闪电的巨大能量引导到大地中耗散掉。只能拦截建筑物上空的闪电，对于远处落雷产生的过电压波沿各种导线的入侵无能为力。避雷针引导闪电入地的导线流有巨大的电流，会产生感应电磁场，也可能损坏设备，所以必须与其它防雷措施配合。
D：分流（Dviding），从室外来的导线（电源线、电话线、信号线）都要并联一种避雷器至接地线。把循导线传入的过电压波在避雷器处分流入地，也就是把雷电流的所有入侵通道堵截，使之降到不危害设备的程度。但是一级不够，要多级堵截。
电子信息设备比一般的电气设备更易被过电压击毁。一般的电气设备工作电压较高，都具有一定的耐雷水平，如果电源进线的暂态过电压不超过6kV，这些设备一般不会损坏。而电子设备的耐暂态过电压的能力很低，据介绍，弱电设备电源部分的冲击耐电压值分别是：交流220V系统为1500Ｖ，直流48伏系统为330Ｖ，电信交换与用户终端设备为1000Ｖ；计算机不得低于1500Ｖ。又由于在短时间内电能释放的能量太大，为使最终的工作设备不损坏，必须在过电压到达弱电设备之前把电能释放掉。所以低压供电电源线路系统的防护，要求不得少于三级，最好是四级，从而将过电压降到设备所能承受的水平。一般防御电压为6kV、4 kV、2.5 kV和小于1.5kV：即三相总电源、进入室内的单相电源和进入用电设备前的三级保护。