電子防雷器及其應(yīng)用

1. 引言—防雷器件現(xiàn)狀

   人類社會(huì)的防雷歷史，大概可以追溯到1749年富蘭克林發(fā)明避雷針前后，實(shí)際上聰敏智慧的中華民族在防雷技術(shù)上造詣更為高深，歷史也更為久遠(yuǎn)。經(jīng)過(guò)了將近二個(gè)半的發(fā)展，今天，世界上的防雷器件大概可以劃分為四大類型。
1.1 避雷外雖然得到十分廣泛的應(yīng)用，并且也起到了一定的防護(hù)任用，但大最的實(shí)踐行和進(jìn)一步研究證明，避雷針不僅有嚴(yán)重的局限性，而且還有驚人的副作用。因此，改進(jìn)避雷針，或者以更先進(jìn)的防雷器件來(lái)取代避雷針的歷史趨勢(shì)已成定論。
1.2 近年來(lái)，已有很多國(guó)家和地區(qū)采用避雷線、避雷帶、法拉第網(wǎng)、高脈沖針、多短針消散陣列等等來(lái)取代避雷針，但都不能擺脫導(dǎo)體的弱點(diǎn)，不能克服避雷針?biāo)哂械姆N種問(wèn)題，但是它們并不象避雷針那樣“招惹是非”。
1.3 國(guó)外從五十年代開(kāi)始，國(guó)內(nèi)自七十年代以來(lái)，各種消雷器件開(kāi)始問(wèn)世。其指導(dǎo)思想是以荷電粒子來(lái)影響雷云對(duì)地面的電場(chǎng)，不是被動(dòng)的“避”而是主動(dòng)的“消”，當(dāng)然是一種積極的思想?？v觀國(guó)際國(guó)內(nèi)的消雷器件，大致上可以分成為兩類：（1）產(chǎn)荷電粒型消雷器；（2）場(chǎng)致空氣游離型消雷器。
1.4 基于避雷針、避雷帶、消雷器等等 在防止直擊雷擊，尤其是感應(yīng)雷擊方面的諸多局限性和弊病，各種以防止感應(yīng)雷擊為主要目標(biāo)的避雷器件便應(yīng)運(yùn)而生了。
1.4.1 幾十年來(lái)國(guó)際國(guó)的天饋避雷器門類很多，品種繁雜，但只有氧化壓敏器件或氣體放電管可以堪稱為幾十年來(lái)一貫體制，這種天饋避雷器的根本問(wèn)題是本身的工作頻率和雷電容量與承受功率之間存在無(wú)法調(diào)和的矛盾，工作頻率越高，要求并聯(lián)的氧華靈敏器件和氣放管電容量越小，則體積變小，否則插入損耗和駐波系數(shù)都大增，但因此而來(lái)的是其雷電容量和承受功率也都同時(shí)減少，而近代電子設(shè)備的頻率越來(lái)越高，功率與越來(lái)越大，所以矛盾更加突出。中光避雷器從體制上克服了 一矛盾。現(xiàn)將這類避雷器與中光系列電子避雷器性能比較如下：
   （1）工作頻率：一般都只能工作在0.8GHz以下，而中光系列避雷器上限工作頻率已達(dá)9GHz；
   （2）雷電容量：日本某公司和機(jī)電部某系列避雷器的指標(biāo)為：雷電電壓≤6kV,雷電通流≤5kA.而中光系列避雷器雷電電壓≥18kV，雷電通流≥12kA.
    （3）承受功率：一般承受的連續(xù)功率均在50瓦以下，只能應(yīng)用在接收狀態(tài)。而中光系列大功率避雷器承受功率可達(dá)幾百、幾千及至上萬(wàn)瓦。
    （4）多數(shù)氣放管響應(yīng)時(shí)間長(zhǎng)，常常是雷電已經(jīng)進(jìn)入它所保護(hù)的設(shè)備后它才起動(dòng)或還起動(dòng)。中光天避雷器避免采用上述器件，而采用新技術(shù)，克服了上述缺點(diǎn)。
1.4.2 幾十年來(lái)國(guó)際國(guó)內(nèi)的電源避雷器大致上是采用氧化鋅壓敏器件或氣體放電管。這種幾十年一貫制的電源避雷器的主要投降是雷電流入地時(shí)引起的反擊嚴(yán)笪重，殘壓比非常高，雷電脈沖壽命短等等。中光二供電源避雷器能夠克服上述種種缺陷而為世人矚目。
1.4.3 當(dāng)今國(guó)際國(guó)內(nèi)的信號(hào)避雷器剛剛起步。由于其保護(hù)對(duì)象繁雜，研制工作量，技術(shù)難度極高，至今未形成大的氣候，但此類器件極為重要，因?yàn)樾盘?hào)線路極易受感應(yīng)，電子計(jì)算機(jī)、程探電話機(jī)、無(wú)線載波機(jī)等等又是弱電電子設(shè)備中更為嬌嫩的一類，極易為感應(yīng)雷電信號(hào)損壞。目前中光已有多種信號(hào)避雷器問(wèn)世，必將近期內(nèi)形成大的氣候。{{分頁(yè)}}

2. 中光ZGB1系列電子避電器

   中光根據(jù)雷電沖擊波可能從電子設(shè)備的天饋線路、信號(hào)線路、電源線路等”引雷線路“侵入電子設(shè)備的客觀規(guī)律，精心設(shè)計(jì)研制了天饋、信號(hào)、電源等三大系列電子避雷器，以分別從天饋、信號(hào)、電源等三條“引雷線路”上將雷電沖擊波進(jìn)行抑止和疏導(dǎo)至地，從而切實(shí)保證電子設(shè)備的安全。
2.1 中光ZGB0天饋系列電子避雷器
    中光經(jīng)過(guò)對(duì)雷電沖擊波能量分布的頻譜分析后得結(jié)論：雷電沖擊波的主要能量集中在從工頻附近到幾百赫茲的低頻端，和通訊、廣播、電視、導(dǎo)航、雷達(dá)等等有用信號(hào)頻段相距很遠(yuǎn)，所以可采用無(wú)源互易波導(dǎo)電路將雷電沖擊波和通訊等等有用信號(hào)截然分開(kāi)。
    動(dòng)用波道分流技術(shù)研制成的天饋系列電子避雷器：工作頻段寬、工作頻率高、雷電容量大、承受功率高、過(guò)程響應(yīng)快、品種規(guī)格多、應(yīng)用范圍廣。

2.2 中光ZGB2信號(hào)系列電子避雷器
    感應(yīng)雷擊電壓是損壞電子計(jì)算機(jī)、程控電話機(jī)、無(wú)線載波機(jī)等等弱電電子設(shè)備的主要根源之一。
    計(jì)算和實(shí)踐證明，最高感應(yīng)雷擊電壓幅值遠(yuǎn)屏蔽架空線上可達(dá)20kV,無(wú)屏蔽地下電纜可達(dá)10kV,屏蔽良好的架空線和地下電纜也可達(dá)1～2kV.大量的實(shí)際使用情況是有一定的屏蔽措施但又不十分完善，所以實(shí)際信號(hào)線路上可能出現(xiàn)的最高感應(yīng)電壓幅值在5kV以內(nèi)。
    而被保護(hù)對(duì)象的耐沖擊水平常常遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到最高感應(yīng)電壓幅值。例如對(duì)VAX系列電子計(jì)算機(jī)通信接口具備沖擊擊穿試驗(yàn)表明，對(duì)于10/700µs波形的五次沖擊，其中：
    （1）芯片MC1488平均擊穿電壓是103.75V.
    （2）芯片MC1489的平均擊穿電壓是99.4V.
    而程控電話機(jī)、無(wú)線載波機(jī)、干線放大器、有線轉(zhuǎn)接口等弱電電子設(shè)備的耐沖擊水平遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到感應(yīng)雷擊電壓的最高幅值。而簡(jiǎn)單的屏蔽則根本保證不了電子設(shè)備的防雷安全。因此采取信號(hào)避雷技術(shù)，即在信號(hào)線路進(jìn)入電子設(shè)備之前將雷電沖擊波進(jìn)行抑止和疏導(dǎo)至地，就顯得非常有必要。
    目前中光已干線放大器、程控電話機(jī)、電子計(jì)算機(jī)、有線傳真機(jī)、電視攝像頭和電接風(fēng)等六個(gè)類型總共十四個(gè)品種的信號(hào)避雷器問(wèn)世。
2.3 中光ZGB1電源系列電子避雷器
    由于雷電沖擊波的主要能量集中在從工頻附近到向幾百赫茲的低頻端，所以雷電沖擊波能量就比較容易和工頻回路發(fā)生耦合和諧振，于是雷電沖擊波價(jià)電源線路進(jìn)入電子設(shè)備的幾率比從天饋和信號(hào)線路進(jìn)入的要高得多。
    由于幾十年一貫制的避雷器，雷電流入地時(shí)反擊大，輸出殘壓比高。承受雷電脈沖壽命短等，所以中光推出一代電源避雷器都采用雙重保險(xiǎn)的辦法來(lái)加以彌補(bǔ)，電氣性能指標(biāo)能夠滿足使用要求，而中光二代電源避雷器則動(dòng)用多級(jí)泄能和回路分離等技術(shù)安全克服了幾十年一貫制避雷器的種種弊端而具有嶄新的更加優(yōu)良的性能。

3. 中光ZGF系列全方位多功能防雷器

    所謂全方位多功能防雷器，即同時(shí)具有消雷、防雷、避雷等多種功能，在其引下線四周360