电磁兼容第七章变电所电磁骚扰的防护

第 七 章 变 电 所 电 磁 骚 扰 的 防 护 第 一 节 电 缆 的 屏 蔽 原 理 第 二 节 变 电 所 设 计 中 应 考 虑 的 几 个 问 题 第 三 节 交 流 电 源 系 统 中 的 电 磁 暂 态 （ 电 涌 ） 防 护 第 四 节 提 高 二 次 设 备 抗 骚 扰 能 力 的 措 施 第 五 节 计 算 机 受 电 网 骚 扰 的 抑 制 方 法 既 然 电 力 系 统 中 各 种 电 磁 骚 扰 的 存 在 是不 可 避 免 的 ， 那 末 尽 量 减 小 它 们 对 供 用电 线 路 、 供 用 电 设 备 绝 缘 的 破 坏 ， 尽 量降 低 它 们 在 二 次 控 制 、 保 护 线 路 和 设 备上 的 感 应 量 ， 尽 量 提 高 二 次 设 备 的 抗 骚扰 能 力 就 成 为 电 力 系 统 电 磁 骚 扰 防 护 研究 的 主 要 任 务 。常 见 的 抗 骚 扰 措 施 有 ： 屏 蔽 、 接 地 和 滤波 等 ， 本 章 简 要 介 绍 变 电 所 电 磁 骚 扰 的防 护 原 理 和 方 法 。 第 一 节 电 缆 的 屏 蔽 原 理 敷 设 在 高 压 导 线 附 近 的 二 次 电 缆 ， 如 果不 采 取 屏 蔽 措 施 ， 一 次 回 路 或 其 它 骚 扰源 会 通 过 容 性 耦 合 或 感 性 耦 合 在 电 缆 芯线 上 产 生 骚 扰 电 压 。 现 场 的 实 测 表 明 ， 在 220kV高 压 母 线 下方 平 行 放 置 的 一 根 135m长 的 无 屏 蔽 的 塑料 电 缆 ， 当 用 隔 离 开 关 切 合 空 载 母 线 时 ，电 缆 芯 线 上 的 感 应 电 压 可 达 到 15001600V。 如 果 采 用 金 属 外 皮 的 屏 蔽 电 缆 ,而 且 电 缆 外 皮 两端 接 地 ,则 不 论 对 容 性 耦 合 或 感 性 耦 合 产 生 的 骚扰 都 有 明 显 的 抑 制 作 用 。为 了 避 免 较 大 的 地 中 电 流 流 过 金 属 外 皮 而 将 其 烧毁 ， 在 外 界 磁 场 较 小 的 情 况 下 ， 可 采 取 一 端 接 地的 方 式 。 接 地 点 最 好 选 在 近 端 ， 以 降 低 感 应 电 压 。屏 蔽 电 缆 的 屏 蔽 作 用 分 为 :静 电 屏 蔽低 频 电 磁 屏 蔽高 频 电 磁 屏 蔽 一 、 静 电 屏 蔽 静 电 屏 蔽 适 用 于 抑 制 容 性 耦 合 产生 的 骚 扰 。高 压 母 线 和 电 缆 之 间 静 电 耦 合 的原 理 示 意 图 如 图 7-1(a)所 示 ， 其等 值 电 路 如 图 7-1(b)所 示 。 图 7-1 高 压 母 线 和 屏 蔽 电 缆 静 电 耦 合 方 式 (a) 耦 合 方 式 示 意 图 ； (b) 等 值 电 路 在 一 般 情 况 下 ， ， 则 电 缆外 皮 上 感 应 电 压 可 按 下 式 近 似 计 算 : 电 缆 芯 线 上 的 感 应 电 压 则 为 : sZC )/(1 2 111 uCjZ Zu S SS 1122 222 22 111 UCjZ ZCjZ ZUCjZ ZU S sS 由 上 式 可 以 看 出 ， 为 了 降 低 芯 线上 的 感 应 电 压 ， 应 尽 量 减 小 电 缆外 皮 电 位 ,最 有 效 的 办 法 是 : 减 小 外 皮 的 接 地 阻 抗 ZS ， 将 外 皮 接 地 点 尽 量 靠 近 被 保 护的 二 次 设 备 ， 必 要 时 可 沿 电 缆 增 加 接 地 点 。 二 、 低 频 电 磁 屏 蔽 低 频 电 磁 屏 蔽 适 用 于 抑 制 感 性 耦 合 产 生的 骚 扰 。屏 蔽 原 理 主 要 是 利 用 外 皮 上 的 感 应 电 流产 生 二 次 场 来 抵 消 骚 扰 源 一 次 场 的 作 用 。所 以 屏 蔽 回 路 应 当 两 端 接 地 ， 显 然 ， 屏蔽 回 路 的 纵 向 阻 抗 及 接 地 电 阻 愈 小 ， 回路 内 的 感 应 电 流 愈 大 ， 屏 蔽 效 果 愈 明 显 。 图 7-2 阻 抗 关 系 图 1骚 扰 母 线 ； 2电 缆 芯 线 ； 3电 缆 外 皮 屏 蔽 效 果 一 般 用 屏 蔽 系 数 来 衡 量 。屏 蔽 系 数 K0定 义 为 :屏 蔽 以 后 和 屏 蔽 以 前电 缆 芯 线 上 纵 向 感 应 电 势 之 比 。忽 略 回 路 间 互 阻 抗 的 实 数 部 分 ， 屏 蔽 系数 可 写 成 下 列 形 式 ：式 中 M13 、 M23 、 M12 各 回 路 间 互 感 系 数 ； R3 、 L3 屏 蔽 回 路 单 位 长 度 的 电 阻和 自 感 。 )(1 3321 32210 LjRM MMjK 屏 蔽 电 缆 的 理 想 屏 蔽 系 数 K0 不 难 看 出 ， 要 减 小 屏 蔽 系 数 ,提 高 屏 蔽 效果 ， 应 当 减 小 屏 蔽 回 路 的 电 阻 并 增 大 其自 感 。 3333 30 /1 1 RLjLjR RK 当 考 虑 “ 外 皮 一 大 地 ” 回 路 的 横 向 导 纳 ，即 外 皮 对 地 的 泄 漏 时 ( 见 图 7-3 )， 电 缆 外 皮的 实 际 屏 蔽 系 数 可 按 下 列 公 式 计 算 2)2(sh )(sh)(shsh)1(2 00 nlll nlnllnKKk nR LjR 33 )(th 1 CHZZn 其 中 式 中 K0 外 皮 的 理 想 屏 蔽 系 数 ， 骚 扰 母 线 和 电 缆 的 平 行 段 长 度 ； 电 缆 的 长 度 ； “ 外 皮 大 地 ” 回 路 的 传 输 常 数 ； Rn 外 皮 与 地 之 间 的 泄 漏 电 阻 ； ZH 外 皮 终 端 接 地 阻 抗 ； Zc 电 缆 的 波 阻 抗 。 l 2ll 图 7-3 计 及 外 皮 对 地 阻 抗 时 的 屏 蔽 原 理 图 提 高 低 频 电 磁 屏 蔽 效 果 的 措 施 ： ( 1 ) 减 小 R3 ， ( 减 小 K0 ) ( 2 ) 增 大 L3 ， ( 减 小 K0 ) ( 3 ) 减 小 端 部 接 地 阻 抗 ZH ( 4 ) 降 低 对 地 泄 漏 电 阻 ,多 点 接 地 ( 5 ) 在 电 缆 铠 装 外 加 绕 钢 丝 或 将 电 缆 放 在铁 管 中( 6 ) 两 条 结 构 相 同 的 电 缆 在 同 一 沟 内 平 行敷 设 ， 相 互 屏 蔽 ， 屏 蔽 效 果 有 一 定 程 度 的提 高 。 三 、 高 频 电 磁 屏 蔽 高 频 电 磁 屏 蔽 适 用 于 抑 制 高 频 辐 射产 生 的 骚 扰 。 高 频 屏 蔽 的 基 本 原 理 : ( 1 ) 利 用 波 阻 抗 变 化 ， 电 磁 波 在 屏 蔽界 面 反 射 ， 减 弱 骚 扰 能 量 ( 2 ) 利 用 屏 蔽 内 涡 流 衰 减 电 磁 波 ， 使骚 扰 能 量 进 一 步 减 弱 。 以 简 单 的 平 面 型 屏 蔽 体 为 例 。 如 图7-4所 示 ， E0及 H0分 别 代 表 入 射 的 骚扰 电 场 强 度 和 磁 场 强 度 ， E0和 H0分 别 代 表 在 屏 蔽 体 界 面 上 产 生 的 反射 场 强 ， 穿 过 屏 蔽 体 以 后 骚 扰 场 强减 弱 为 : E0 及 H0， 其 中 为 高 频 屏 蔽 系 数 。 图 7-4 平 面 型 屏 蔽 体 的 屏 蔽 作 用 根 据 边 界 条 件 可 求 出 高 频 屏 蔽 系 数式 中 : N 介 质 波 阻 抗 与 屏 蔽 体 波 阻 抗 之 比 值 。 b 屏 蔽 体 厚 度 。 bNNb th)1(211 1ch1 高 频 屏 蔽 系 数 决 定 于 ( )和 N，其 中 代 表 屏 蔽 内 涡 流 引 起 的 屏蔽 效 果 ； 而 N 则 反 映 了 折 反 射 引 起的 屏 蔽 效 果 。从 前 者 考 虑 ， 钢 的 屏 蔽 效 果 最 好 ，铜 、 铝 、 铅 次 之 。 而 从 后 者 考 虑 ，则 铜 的 屏 蔽 效 果 最 好 ， 钢 最 差 。故 在 实 际 中 有 时 采 用 多 层 屏 蔽 保 护 。 bb 第 二 节 变 电 所 设 计 中 应 考 虑的 几 个 问 题 在 变 电 所 设 计 中 ， 采 用 合 理 的 方式 敷 设 二 次 电 缆 及 选 择 正 确 的 走向 等 措 施 可 以 避 免 或 减 少 周 围 电磁 场 对 二 次 电 缆 的 骚 扰 。 一 、 将 高 、 低 电 平 的 信 号 电 缆 分 开-主 要 抑 制 容 性 耦 合 骚 扰 电 缆 中 一 个 芯 线 的 暂 态 信 号 可 以 通 过 芯 线 间 的电 容 或 电 感 耦 合 到 另 一 芯 线 上 。 据 实 测 ， 在 一 段 约 10m长 的 多 芯 塑 料 电 缆 的 一根 芯 线 上 施 加 骚 扰 电 压 时 ， 另 一 芯 线 上 感 应 电压 可 达 60%左 右 。在 这 种 情 况 下 ,无 论 是 将 电 缆 外 皮 接 地 或 者 将备 用 芯 线 接 地 ， 都 不 能 有 效 地 削 弱 这 种 骚 扰 。有 效 的 方 法 是 将 不 同 类 别 电 路 的 导 线 分 置 于 不同 的 电 缆 中 。 二 、 二 次 电 缆 在 变 电 所 内 走 向 尽可 能 呈 辐 射 状 ， 避 免 环 路-抑 制 感 性 耦 合 骚 扰 变 电 所 内 的 电 磁 场 分 布 十 分 复 杂 ， 因 此 电 缆 的走 向 要 成 辐 射 状 ， 如 图 7-6， 即 每 一 回 路 的 往返 导 线 要 在 全 程 内 安 排 在 同 一 根 多 芯 电 缆 内 ，避 免 形 成 环 路 。 从 控 制 室 到 变 电 所 内 的 任 一 点 只 能 有 一 条 电 缆到 达 ， 而 且 同 一 个 设 备 的 所 有 联 络 线 具 有 同 一个 走 向 途 径 。否 则 ， 两 条 导 线 间 出 现 电 位 差 ， 流 过 骚 扰 电 流 。 图 7-6 电 缆 的 辐 射 状 布 置 采 用 绞 对 线 电 缆 可 改 善 两 根 导 线 对骚 扰 源 的 平 衡 度 ， 减 小 在 静 电 耦 合作 用 中 由 于 不 对 称 而 在 导 线 间 产 生的 电 位 差 (差 模 ） ,如 图 7-8所 示 。 通 过 两 根 导 线 不 断 换 位 ， 反 复 改 变导 线 内 电 磁 感 应 电 势 的 方 向 ， 从 而起 互 相 抵 消 的 作 用 ， 使 电 磁 骚 扰 (差模 ） 电 压 降 低 。 图 7-7 同 一 线 路 的 不 对 称 耦 合 图 7-8 绞 对 线 电 缆 的 平 衡 作 用 三 、 二 次 电 缆 应 尽 量 远 离 高 压 母线 和 暂 态 电 流 的 入 地 点 并 尽 量 减少 和 母 线 的 平 行 长 度 高 压 母 线 常 是 强 骚 扰 源 ， 增 加 电 缆 和 高 压母 线 之 间 的 距 离 是 减 少 耦 合 的 重 要 手 段 。二 次 电 缆 要 尽 可 能 离 开 高 频 暂 态 电 流 的 入地 点 ， 如 避 雷 器 、 避 雷 针 的 接 地 点 ； CVT、耦 合 电 容 器 和 带 电 容 型 套 管 的 设 备 的 接 地点 等 。 四 、 利 用 电 缆 沟 的 屏 蔽 作 用 放 置 在 地 面 以 下 电 缆 沟 中 的 二 次 电 缆 可以 利 用 大 地 的 天 然 屏 蔽 作 用 。电 缆 沟 最 好 能 靠 近 接 地 网 的 导 体 并 与 之平 行 。在 超 高 压 变 电 所 中 可 以 考 虑 在 电 缆 沟 内沿 电 缆 走 向 的 上 方 敷 设 接 地 导 线 、 并 与接 地 网 相 连 ， 这 样 可 增 加 静 电 屏 蔽 作 用 。 五 、 改 善 变 电 所 的 接 地 ，降 低 接 地 电 阻 降 低 变 电 所 接 地 网 和 设 备 接 地 引 下 线 的 冲 击阻 抗 可 以 减 少 地 电 位 升 高 。 在 超 高 压 变 电 所 内 要 用 较 密 的 接 地 网 。 高 压 设备 的 接 地 引 下 线 要 尽 可 能 短 。为 改 善 接 地 引 下 线 的 高 频 特 性 ， 应 用 较 大 截 面的 导 线 或 扁 而 宽 的 导 线 作 接 地 引 下 线 。高 压 设 备 各 相 接 地 线 要 互 相 连 接 。 六 、 合 理 选 择 变 电 站 中 保 护 小 室的 接 地 方 式 并 加 强 其 屏 蔽 ( 一 ) 变 电 站 中 保 护 小 室 的 接 地 方 式 由 于 较 好 的 经 济 性 ， 在 一 些 新 建 的 500kV变 电站 中 ， 保 护 和 控 制 设 备 已 经 被 下 放 到 远 离 控制 室 的 保 护 小 室 内 。当 雷 电 流 或 故 障 电 流 流 入 地 网 时 ， 由 钢 材 构成 的 接 地 网 是 不 等 电 位 的 。 尤 其 在 雷 直 击 保护 小 室 附 近 避 雷 针 时 ， 在 保 护 小 室 内 独 立 地网 上 的 两 点 间 可 能 产 生 较 大 的 暂 态 地 电 位 差 。 该 暂 态 地 电 位 差 可 能 通 过 保 护 小 室 内二 次 设 备 的 任 两 个 接 地 点 耦 合 进 二 次设 备 中 ， 从 而 给 二 次 设 备 带 来 骚 扰 。 图 7-11所 示 接 地 方 式 产 生 的 暂 态 地 电位 差 的 最 大 值 最 小 。 该 接 地 方 式 是 保护 小 室 接 地 网 采 用 钢 制 时 应 选 用 的 最合 适 的 接 地 方 式 。 图 7-11 变 电 站 中 保 护 小 间 的 接 地 方 式 综 上 所 述 得 到 以 下 结 论 ： ( 1 ) 500kV变 电 站 内 保 护 小 室 应 有 独 立 接地 网 ， 该 接 地 网 与 变 电 站 主 接 地 网 四 点 连接 ， 连 接 点 在 保 护 小 间 的 四 个 角 点 上 。 ( 2 ) 保 护 小 室 应 该 远 离 避 雷 针 ， 这 样 可以 很 大 程 度 地 降 低 雷 击 该 避 雷 针 时 保 护 小间 内 的 暂 态 地 电 位 差 。 ( 3 ) 为 了 减 小 保 护 小 室 内 任 意 两 点 之 间在 雷 击 或 母 线 故 障 接 地 时 的 地 电 位 差 ， 保护 小 室 本 身 的 接 地 应 采 用 一 点 接 地 方 式 。 ( 二 ) 保 护 小 室 的 屏 蔽 ( 1 ) 屏 蔽 及 屏 蔽 效 能 保 护 小 室 为 其 中 的 二 次 设 备 提 供 良 好 的电 磁 环 境 ， 以 保 证 它 们 的 正 常 工 作 。保 护 小 室 的 屏 蔽 不 仅 是 屏 蔽 体 本 身 ， 还包 括 滤 波 、 接 地 。 屏 蔽 体 主 要 是 屏 蔽 空间 辐 射 场 。而 对 于 由 电 源 、 信 号 端 口 传 导 进 入 保 护小 室 的 骚 扰 ， 则 须 借 助 滤 波 器 。 按 照 IEC的 设 备 安 装 位 置 环 境 的 分 类 ，变 电 站 的 控 制 室 与 商 业 区 属 于 同 类 环境 ， 这 类 环 境 与 开 关 场 中 的 环 境 相 比 ，各 种 电 磁 骚 扰 现 象 的 强 度 小 6 20dB。 我 国 保 护 设 备 在 变 电 站 控 制 室 中 已 有长 期 的 运 行 经 验 ， 所 以 经 过 20dB的 衰减 值 (保 护 小 室 提 供 )后 ， 可 保 证 达 到控 制 室 的 环 境 。 根 据 我 国 军 用 标 准 G JB/z 25-91 电 子 设 备 和 设 施 的 接 地 、 搭 接和 屏 蔽 设 计 指 南 ， 一 般 的 钢 混建 筑 的 屏 蔽 效 能 可 达 20dB左 右 。所 以 对 保 护 小 室 采 取 一 定 的 屏 蔽措 施 ， 使 其 屏 蔽 效 能 达 到 40dB，是 非 常 安 全 的 。 ( 2 ) 屏 蔽 设 计 方 案 屏 蔽 体 钢 板 是 比 较 理 想 的 电 磁 屏 蔽 材 料 ， 但 对开 门 、 开 窗 和 开 孔 的 要 求 比 较 严 格 ， 否则 屏 蔽 效 能 下 降 很 快 ， 而 且 与 砖 混 结 构的 外 墙 配 合 比 较 困 难 .经 过 屏 蔽 效 能 的 计 算 ， 认 为 采 用 合 理 的孔 径 和 线 径 的 钢 板 网 可 以 满 足 需 要 。 电 源 滤 波 器 及 进 出 信 号 电 缆 的 处 理 保 护 小 室 的 供 电 线 路 通 过 电 源 滤 波 器 (插 入 损 耗 应在 40dB以 上 )才 能 进 入 小 室 。 其 安 装 方 法 和 质 量 对其 性 能 影 响 很 大 ， 应 遵 循 以 下 原 则 ： A、 进 入 小 室 的 每 根 电 源 线 均 应 配 置 电 源 滤 波 器 ； B、 滤 波 器 应 安 装 在 电 源 穿 越 屏 蔽 体 入 口 处 的 外 侧 ，所 有 电 源 滤 波 器 应 安 装 在 一 起 ， 便 于 滤 波 器 的 外壳 接 地 方 便 简 单 ；C、 滤 波 器 滤 波 后 的 输 出 线 应 通 过 金 属 管 敷 设 ； D、 控 制 和 信 号 电 缆 应 经 过 贯 穿 钢 管 后 ， 才 能 进 入保 护 小 室 。 第 三 节 交 流 电 源 系 统 中 的 电 磁暂 态 （ 电 涌 ） 防 护 一 、 交 流 电 源 系 统 中 的 电 磁 暂 态 -电涌 及 电 涌 特 性 ( 一 ) 电 涌 的 概 念 及 其 来 源 ( 1 ) 电 涌 的 概 念电 涌 称 为 瞬 态 过 电 ， 是 低 压 系 统 中 出现 的 一 种 短 暂 的 电 流 、 电 压 波 动 ， 通常 持 续 约 百 万 分 之 一 秒 。 220 V系 统 中 持 续 瞬 间 (百 万 分 之 一 秒 )的 5kV或 10kV伏 的 电 压 波 动 ， 即 为 电 涌 。电 涌 与 过 电 压 相 联 系 ， 但 又 不 等 同 于过 电 压 。 电 涌 防 护 是 低 压 系 统 和 设 备可 靠 运 行 的 保 障 。 ( 2 ) 电 涌 的 来 源 对 于 图 7-12所 示 低 压 系 统 建 筑 物 内 线路 和 设 备 而 言 ， 电 涌 来 自 两 个 方 面 ：外 部 电 涌 和 内 部 电 涌 。 来 自 外 部 的 电 涌 外 部 电 涌 最 主 要 的 来 源 是 雷 电 。如 果 雷 电 击 中 附 近 电 力 线 路 ， 部 分 电 流 将 沿 线路 进 入 建 筑 物 ， 巨 大 的 电 流 就 会 直 接 扰 乱 或 破坏 计 算 机 和 其 它 敏 感 的 电 气 设 备 。这 部 分 电 涌 进 入 低 压 设 备 和 线 路 的 途 径 及 其 比例 如 图 7-12所 示 ， 可 以 看 出 雷 击 电 涌 主 要 内 容为 大 电 流 。外 部 电 涌 另 一 个 来 源 是 电 网 中 开 关 操 作 等 在 电力 线 路 上 产 生 的 过 电 压 。对 于 低 压 系 统 尤 其 是 入 户 电 源 线 以 下 用 电 设 备来 讲 ， 这 部 分 是 沿 电 源 线 从 外 部 传 入 的 ， 故 称为 外 部 电 涌 。 图 7-12 电 涌 分 配 与 电 涌 防 护 来 自 内 部 的 电 涌低 压 电 源 线 上 88 的 电 涌 来 自 于 其 内 部 的 用 电 设 备 ，诸 如 由 空 调 机 、 电 弧 焊 机 、 电 梯 、 开 关 电 源 和 其 它一 些 感 性 负 荷 的 电 磁 暂 态 引 起 的 电 涌 。和 它 们 处 于 同 一 配 电 箱 供 电 的 其 它 负 荷 将 因 此 易 受损 坏 或 工 作 失 常 。电 源 进 线 上 的 电 涌 防 护 器 无 法 使 设 备 不 受 内 部 电 涌的 危 害 ， 因 大 容 量 的 进 线 保 护 器 距 内 部 电 涌 发 生 处的 距 离 太 远 。因 此 一 般 要 求 电 气 装 置 装 设 电 涌 防 护 器 ， 以 防 护 内部 电 涌 ， 如 图 7-12所 示 分 配 电 箱 处 保 护 。 ( 二 ) 低 压 电 源 线 电 涌 的 特 性 ( 1 ) 电 涌 的 波 形 特 点 雷 击 、 静 电 放 电 和 快 速 瞬 态 的 波 形 都 为双 指 数 波 , 如 雷 电 电 涌 电 流 的 波 形 参 数 为8/20s, 电 压 的 波 形 参 数 为 1.2/50s。 雷 击电 涌 不 仅 幅 值 大 ， 且 波 前 时 间 短 陡 度 较 大 ，含 有 极 高 的 高 频 分 量 。 操 作 电 涌 呈 现 的 一 般 是 衰 减 的 振 荡 波 ，如 : 0.5s-100kH z操 作 电 涌 振 荡 波 等 。 ( 2 ) 电 涌 的 能 量 频 谱 的 特 点 在 频 域 内 ， 电 涌 可 用 幅 密 度 频 谱 描述 。 典 型 电 涌 可 用 它 们 幅 密 度 频 谱的 包 络 线 来 表 征 。 对 于 在 时 域 中 以 双 指 数 方 程 描 述 的单 向 电 涌 ， 这 些 包 络 线 可 用 三 条 直线 来 近 似 ， 见 图 7-13(a)及 (c) 。 由 电 涌 时 间 函 数 曲 线 的 面 积 （ 同 电 涌 的幅 值 A成 正 比 ） 决 定 的 水 平 线 ； 自 频 率 开 始 以 斜 率 下 降 的 直 线 ， 频 率 f1由 浪 涌 的 持 续 时 间 T决 定 ； 自 频 率 开 始 以 斜 率 下降 的 直 线 ， 频 率 f2由 浪 涌 的 持 续 时 间 t决定 。 )/(11 Tf f/1)/(1 2 tf 2/1 f 对 于 阻 尼 振 荡 波 ， 其 频 谱 在 特 定 的振 荡 频 率 处 有 一 “ 尖 峰 ” ， 在 超 出频 率 后 是 一 条 斜 率 为 的 斜 线 ， 见 图 7-13(b)及 (d)。电 涌 波 形 的 波 前 时 间 越 短 ， 包 含 的频 带 越 宽 ， 频 率 越 高 。 高 频 是 辐 射骚 扰 的 主 要 原 因 。 幅 频 分 析 表 明 : 电 涌 波 形 呈 现 低 频特 征 ， 即 主 要 能 量 集 中 在 低 频 段 。 )/(12 atf 2/1 f 图 7-13 电 涌 的 典 型 波 形 及 其 幅 密 度 频 谱 图(a)单 向 浪 涌 ; (b)振 荡 浪 涌 ; (c) 单 向 浪 涌 幅 密 度 图 的包 络 线 ； (d) 振 荡 浪 涌 幅 密 度 图 的 包 络 线 由 于 非 常 低 的 能 量 就 会 引 起 集 成 电 路 的 状 态混 乱 或 损 坏 ， 因 此 在 电 涌 波 形 中 所 含 高 频 能量 即 使 比 例 较 低 也 足 以 影 响 采 用 半 导 体 电 路的 正 常 运 行 。 采 用 集 成 电 路 技 术 电 子 设 备 的 损 害 或 误 动 大多 是 由 于 电 涌 能 量 造 成 。 通 常 认 为 集 成 电 路装 置 的 受 损 能 量 级 为 100mJ。 大 部 分 电 涌 能 量 是 低 频 ， 在 低 频 段 很 窄 的 频段 内 可 含 100mJ， 而 由 电 涌 能 量 分 析 也 可 知 ，在 显 著 高 频 区 残 余 能 量 也 可 大 于 100mJ。 ( 三 ) 电 涌 的 传 播 途 径 及 其 危 害 ( 1 ) 电 涌 的 传 播 途 径 对 于 屏 蔽 良 好 建 筑 物 ， 外 部 电 涌 进 入 室 内 有两 种 途 径 ： 从 电 源 线 进 入 和 从 信 号 线 入 侵 。 电 源 线 入 侵 ： 当 雷 击 于 高 压 线 路 时 ， 电 涌 会 经 过 变 压 器和 导 线 传 输 分 配 到 低 压 电 源 线 上 。需 要 在 电 源 线 上 采 取 电 涌 防 护 措 施 ， 以 便 抑制 雷 击 感 应 电 涌 、 开 关 操 作 电 涌 、 静 电 放 电电 涌 。 信 号 线 入 侵 ： 此 处 入 侵 主 要 是 感 应 雷 造 成 的 雷 电 电 涌 。 感 应 雷 一 般 来 自 对 地 雷 击 和 云 间 放 电 ， 其 中对 地 雷 击 产 生 的 感 应 电 涌 电 压 较 大 ， 一 般500米 范 围 的 电 子 信 息 设 备 均 可 能 遭 其 破 坏 。 实 践 证 明 ： 电 子 计 算 机 及 其 它 信 息 设 备 损 坏的 主 要 原 因 是 雷 电 感 应 电 涌 电 压 造 成 ， 它 可通 过 各 种 信 号 引 线 把 感 应 电 涌 电 压 波 引 入 设备 内 部 ， 破 坏 其 芯 片 和 接 口 。 所 以 应 在 信 号线 间 加 装 信 号 防 雷 装 置 。 内 部 电 涌 则 会 通 过 配 电 电 源 线 传 播 。 对 于 没 有 屏 蔽 或 屏 蔽 效 果 较 差 的 电 气 设 备 ，则 须 考 虑 电 磁 脉 冲 的 辐 射 骚 扰 问 题 。 ( 2 ) 电 涌 对 计 算 机 控 保 设 备 等 敏 感 电 子 设 备的 危 害 微 波 设 备 、 计 算 机 控 保 设 备 、 程 控 设 备 等 都很 娇 气 。对 计 算 机 的 数 据 而 言 ， 骚 扰 电 磁 场 大 于 0.03高 斯 则 可 能 使 计 算 机 数 据 混 乱 或 丢 失 。 试 验 发 现 ： 当 闪 电 脉 冲 磁 场 超 过 0.07高斯 时 ， 计 算 机 产 生 误 操 作 ， 而 当 磁 场 增 加到 2.4高 斯 时 ， 造 成 晶 体 管 和 固 态 二 极 管永 久 性 损 坏 。 雷 电 每 次 释 放 的 数 百 兆 焦 耳 能 量 与 足 可 影响 敏 感 设 备 的 毫 焦 耳 能 量 相 比 相 差 悬 殊 。特 别 是 电 子 技 术 从 20世 纪 60年 代 的 电 子 管元 器 件 发 展 到 80年 代 大 型 集 成 电 路 以 来 ，元 件 的 耐 受 能 量 已 由 0.1 10J降 至 10-810-6J,因 而 设 备 损 坏 率 骤 然 升 高 。 二 、 电 涌 的 系 统 防 护 问 题 电 涌 防 护 措 施 主 要 应 包 括 ：1.电 源 系 统 的 防 护 ；2.信 号 电 路 系 统 的 防 护 ；3.电 子 设 备 的 综 合 防 护 。其 中 ， 电 源 保 护 电 路 是 为 了 防 止 被 保 护 电路 受 到 过 大 过 载 的 冲 击 ， 它 通 常 是 和 被 保护 电 路 相 联 系 的 。 电 源 保 护 电 路 应 具 备 如 下 特 性 : ( 1 ) 对 过 电 压 应 有 良 好 的 限 幅 能 力 ， 在 大 瞬变 电 流 期 间 ， 被 保 护 设 备 两 端 应 接 近 系 统 的最 大 工 作 电 压 。 ( 2 ） 保 护 电 路 应 有 强 的 分 流 能 力 ， 使 保 护 电路 吸 收 最 严 重 情 况 下 的 瞬 变 过 程 能 量 ， 而 不致 损 坏 。 ( 3 ) 保 护 电 路 对 过 电 压 应 有 快 速 响 应 时 间 ，对 于 NEMP的 响 应 时 间 要 求 尽 量 小 。 ( 4 ) 在 正 常 工 作 时 ， 要 求 保 护 电 路 对 系 统 的影 响 可 忽 略 不 计 ， 即 它 的 并 联 电 阻 应 足 够 大 ，而 串 联 电 阻 和 并 联 电 容 充 分 小 。 ( 5 ) 瞬 变 过 程 保 护 电 路 应 能 对 持 续 不 断 或 连续 过 载 过 程 起 保 护 作 用 而 不 损 坏 本 身 。 ( 6 ) 瞬 变 过 程 防 护 电 路 在 瞬 变 过 程 结 束 后 应恢 复 正 常 ， 不 应 是 不 可 恢 复 、 一 次 性 的 。 ( 7 )保 护 电 路 应 体 积 小 、 价 廉 、 易 于 维 护 。 电 磁 暂 态 防 护 技 术 是 一 个 综 合 性 、 系 统 性工 程 ， 完 善 的 防 护 体 系 必 须 把 直 击 雷 防 护 、等 电 位 连 接 、 屏 蔽 和 系 统 地 安 装 电 涌 防 护器 有 机 地 结 合 起 来 。采 用 有 效 的 直 击 雷 防 护 措 施选 择 安 全 的 供 电 方 式正 确 的 接 地 型 式有 效 的 等 电 位 连 接良 好 的 屏 蔽 措 施合 理 的 布 线恰 当 地 运 用 电 涌 防 护 器 件骚 扰 滤 波 器采 用 电 涌 多 级 综 合 防 护 技 术 等 。 ( 一 )直 击 雷 保 护 避 雷 针 (或 避 雷 带 、 避 雷 网 )、 引 下 线 和 接 地 装置 构 成 建 筑 物 的 直 击 雷 保 护同 时 要 抑 制 引 雷 过 程 中 的 二 次 效 应 。 ( 二 ) 低 压 系 统 的 供 电 方 式 低 压 配 电 系 统 一 般 分 为 非 接 地 系 统 和 接 地 系 统 。常 用 的 供 电 方 式 为 ： 单 相 二 线 制 、 单 相 三 线 制 、两 相 三 线 制 、 两 相 五 线 制 、 三 相 三 线 制 、 三 相四 线 制 。( 三 ) 低 压 配 电 网 的 接 地 型 式 低 压 配 电 系 统 按 接 地 型 式 不 同 ， 分 为 TN、 TT和IT 3种 。 图 7-14 不 同 供 电 方 式 和 接 地 系 统 ( 1 ) TN系 统 TN系 统 是 指 电 源 有 中 性 点 直 接 接 地 ， 电 气设 备 外 露 导 电 部 分 通 过 防 护 导 体 与 该 接 地点 连 接 的 系 统 。TN系 统 按 照 中 性 线 N和 防 护 线 的 组 合 情 况 又分 成 TN-S， TN-C和 TN-C-S 3种 型 式 。对 民 用 建 筑 物 和 电 子 设 备 ， IEC和 ITU(国 际电 信 联 盟 )都 推 荐 使 用 TN-S系 统 。 TN-S系 统 (防 护 中 性 线 系 统 )的 中性 线 导 体 和 防 护 导 体 是 分 开 的 ， 配电 系 统 是 一 个 三 相 五 线 制 系 统 。PE线 在 正 常 工 作 时 不 呈 现 电 流 ， 设备 外 露 导 电 部 分 对 地 也 不 呈 现 电 压 ，对 电 子 设 备 有 较 强 的 适 应 性 。 TN-C系 统 （ 又 称 兼 用 系 统 ） 中 防 护 线PE与 中 性 线 N合 为 PEN线 ， 具 有 通 过 正 常负 荷 电 流 和 安 全 防 护 的 作 用 ， 高 次 谐 波 电流 也 在 PEN线 通 过 ， 这 对 安 全 和 电 子 设 备等 极 为 不 利 。在 不 具 备 TN-S系 统 的 供 电 环 境 中 ， 可 将TN-C系 统 改 造 成 TN-C-S系 统 。民 用 供 电 系 统 多 采 用 TN-C系 统 即 三 相 四线 制 。 ( 2 ) 各 个 防 护 接 地 系 统 （ TT系 统 ） TT电 力 系 统 有 一 个 直 接 接 地 点 ， 电气 设 施 的 外 露 可 导 电 部 分 接 至 电 气 上与 电 力 系 统 的 接 地 点 无 关 的 接 地 极 。 ( 3 ) 非 接 地 系 统 （ IT系 统 ） IT电 力 系 统 的 带 电 部 分 与 大 地 间 不 直接 连 接 ， 而 电 气 设 施 的 外 露 可 导 电 部分 则 是 接 地 的 。 公 用 供 电 网 若 是 以 TT或 IT系 统 向 建 筑物 供 电 时 ， ITU建 议 采 用 隔 离 变 压 器将 TT/ IT系 统 改 造 成 TN-S系 统 。 建 筑 物 应 全 部 采 用 TN-S接 线 方 式 供 电 。建 筑 物 施 工 结 束 后 ， 要 检 查 中 性 导 体N线 和 防 护 导 体 PE线 的 绝 缘 ， 不 论 是永 久 连 接 的 或 插 头 、 插 座 连 接 的 设 备中 ， 不 允 许 N 线 和 PE 线 在 任 何 地 方相 连 或 相 碰 。 ( 四 ) 等 电 位 联 接 过 电 压 防 护 的 基 本 原 理 是 在 瞬 态 过 电 压发 生 的 瞬 间 ， 在 被 防 护 区 域 内 的 所 有 金属 部 件 之 间 应 实 现 一 个 等 电 位 。等 电 位 是 用 连 接 导 线 或 过 电 压 防 护 器 将处 在 需 要 防 雷 的 空 间 内 的 防 雷 装 置 、 建筑 物 的 金 属 构 架 、 金 属 装 置 、 外 来 的 导体 物 、 电 气 和 电 讯 装 置 等 连 接 起 来 。 方 法 如 下 : ( 1 )在 那 些 自 然 连 接 不 能 保 证 电 气 贯 通 的 地 方 用连 接 导 线 连 接 ； ( 2 )在 那 些 不 允 许 用 连 接 导 线 的 地 方 ， 采 用 过 电压 防 护 器 跨 接 (选 用 一 些 响 应 速 度 快 的 元 件 )； ( 3 ） 必 须 尽 可 能 在 靠 近 进 户 点 处 对 外 来 导 体 做 等电 位 连 接 ， 预 计 大 部 分 雷 电 流 将 流 过 这 些 连 接 点 ； ( 4 )电 力 线 路 的 所 有 导 体 本 身 应 做 直 接 或 非 直 接等 电 位 连 接 。 相 线 应 只 通 过 电 涌 防 护 器 连 到 避 雷接 地 装 置 上 。 在 TN系 统 中 ， PE线 或 PEN线 应 直接 连 到 避 雷 接 地 装 置 上 。 按 IEC标 准 ,一 个 建 筑 物 内 只 允 许 有 一 个 接 地 系 统 ，即 建 筑 物 内 各 种 用 途 的 接 地 极 都 应 纳 入 等 电 位 连 接范 围 而 形 成 一 个 共 同 接 地 系 统 。当 电 气 接 地 装 置 和 防 雷 接 地 装 置 共 用 和 相 连 时 ， 必须 安 装 过 电 压 防 护 器 。 在 建 立 了 由 连 接 导 线 和 电 涌 防 护 器 组 成 的 等 电 位 连接 网 络 后 ， 当 网 络 出 现 电 涌 过 电 压 甚 至 受 到 雷 击 时 ，可 认 为 在 极 短 的 时 间 内 形 成 了 一 个 等 电 位 岛 。这 个 等 电 位 岛 的 岛 内 由 于 实 现 了 等 电 位 连 接 ， 所 有导 电 部 件 之 间 不 会 产 生 有 害 的 电 位 差 ， 在 防 范 人 身电 击 、 爆 炸 和 火 灾 等 用 电 安 全 措 施 中 起 重 要 作 用 。 ( 五 ) 屏 蔽 屏 蔽 是 利 用 各 种 金 属 屏 蔽 体 来 阻 挡和 衰 减 施 加 在 电 子 设 备 上 的 电 磁 骚扰 或 过 电 压 能 量 。屏 蔽 具 体 可 分 为 建 筑 物 屏 蔽 、 设 备屏 蔽 和 各 种 线 缆 的 屏 蔽 。 也 可 分 为建 筑 物 屏 蔽 和 室 内 屏 蔽 ， 把 设 备 屏蔽 和 线 缆 屏 蔽 归 为 室 内 屏 蔽 。 ( 1 ) 建 筑 物 的 屏 蔽 建 筑 物 的 屏 蔽 是 利 用 建 筑 物 的 钢 筋 、金 属 构 架 、 金 属 门 窗 、 地 板 等 ， 把它 们 相 互 连 接 在 一 起 ， 形 成 一 个 法拉 第 笼 ， 并 与 地 网 有 可 靠 的 电 气 连接 ， 形 成 初 级 屏 蔽 网 。其 主 要 目 的 是 对 建 筑 物 内 微 电 子 设备 进 行 电 磁 辐 射 防 护 。 ( 2 ) 室 内 屏 蔽 室 内 屏 蔽 是 指 设 备 屏 蔽 和 线 缆 屏 蔽 。 设 备 的 屏 蔽 应 在 对 电 子 设 备 耐 压 水 平 调 查 的 基 础 上 ，按 IEC划 分 的 防 雷 区 施 行 多 级 屏 蔽 。屏 蔽 效 果 首 先 取 决 于 初 级 屏 蔽 网 的 衰 减 程 度 ， 其 次取 决 于 屏 蔽 层 对 于 入 射 电 磁 波 的 反 射 损 耗 和 吸 收 损耗 程 度 ， 而 这 又 取 决 于 屏 蔽 层 厚 度 、 网 孔 密 度 、 屏蔽 材 料 。 在 屏 蔽 中 要 特 别 注 意 对 各 种 “ 洞 ” 的 密 封 ， 除 门 、窗 外 ， 重 点 对 入 户 的 金 属 管 道 、 通 信 线 路 ， 电 力 线缆 入 口 作 好 屏 蔽 。 各 种 线 缆 均 要 采 取 屏 蔽 措 施 ， 金 属丝 编 织 网 、 金 属 软 导 管 、 硬 导 管 均可 用 于 屏 蔽 线 缆 。对 线 缆 的 屏 蔽 应 注 意 以 下 事 项 ： 是 屏 蔽 管 线 的 接 地 ： 一 般 要 求 入 户线 在 入 户 前 应 埋 入 地 中 水 平 距 离10m以 上 。 电 缆 连 接 器 的 屏 蔽 : 最 佳 办 法 是 沿 电 缆的 周 边 ， 把 屏 蔽 层 与 连 接 器 沿 周 长 连 起 来 ，实 现 沿 周 长 360 的 连 接 ， 或 使 用 尽 可 能短 的 附 加 连 线 将 连 接 器 两 端 电 缆 屏 蔽 相 连 ，或 利 用 插 头 的 备 用 芯 将 两 端 屏 蔽 相 连 。 用 金 属 丝 编 制 网 屏 蔽 电 缆 ， 因 其 重 量 轻 ，使 用 方 便 而 广 为 应 用 ， 但 在 电 磁 波 频 率 较高 、 其 波 长 接 近 编 织 层 网 孔 尺 寸 时 ， 波 的透 入 将 增 加 ， 因 此 最 好 再 穿 一 层 金 属 管 。 ( 六 ) 合 理 的 布 线 无 论 从 防 雷 还 是 从 电 磁 兼 容 角 度 上 考 虑 ， 布线 都 有 一 定 明 确 要 求 ： ( 1 ) 电 力 线 路 不 要 与 馈 线 、 信 号 线 同 槽 架 设 ； ( 2 ) 外 部 引 线 不 要 与 内 部 接 线 同 槽 架 设 ； ( 3 ) 所 有 的 网 线 与 墙 壁 有 条 件 时 应 远 距 离 安装 ； ( 4 ) 在 进 行 串 扰 预 测 分 析 的 基 础 上 合 理 设 计布 线 路 径 ， 爬 线 间 距 等 。 ( 七 ) 电 涌 防 护 器 的 合 理 运 用 ( 1 ) 电 涌 防 护 器 的 作 用 与 分 类 低 压 配 电 系 统 中 电 能 质 量 问 题 主 要 靠 电涌 防 护 器 或 它 们 与 噪 声 滤 波 装 置 的 联 合应 用 来 解 决 。目 前 它 已 经 成 为 接 地 、 屏 蔽 之 后 采 用 最多 的 抑 制 技 术 措 施 。 电 涌 防 护 器 的 分 类 大 致 如 下 ： 限 幅 型 ： MOV具 有 较 高 电 能 吸 收 能 力 和 纳 秒级 响 应 时 间 ； 开 关 型 ： 主 要 指 气 体 放 电 管 ； 混 合 型 ： 主 要 是 指 MOV与 开 关 管 的 联 合 使 用 ； 正 弦 波 跟 踪 型 ： 这 是 一 种 新 技 术 ， 它 能 跟 踪 交流 正 弦 波 ， 对 通 过 其 它 防 护 装 置 上 的 微 小 尖 峰和 瞬 态 做 出 响 应 ； 其 它 ： 其 它 包 括 数 据 、 信 号 和 噪 声 滤 波 器 等 。 ( 2 ) 弱 电 系 统 各 种 电 涌 防 护 器 的 特 性 比 较 可 用 于 弱 电 系 统 电 涌 防 护 器 件 有 放 电 管 、ZnO压 敏 电 阻 、 齐 纳 TVS二 极 管 和 瞬 态 抑制 TVS晶 闸 管 等 。正 确 地 选 择 这 些 器 件 ， 实 现 它 们 之 间 的 合理 配 合 可 达 到 要 求 的 防 护 目 的 和 防 护 水 平 。 ( 3 ) 综 合 性 电 涌 防 护 器 的 应 用 综 合 防 护 技 术 应 用 的 意 义 电 涌 防 护 器 是 抑 制 经 电 源 线 传 输 电 涌 的 简 单 有 效的 方 法 。但 在 实 际 应 用 中 由 于 存 在 分 布 电 感 和 分 布 电 容 等原 因 ， 从 而 使 它 对 电 涌 高 频 分 量 的 抑 制 变 得 十 分有 限 。 压 敏 电 阻 对 外 呈 现 的 波 特 性 都 是 反 射 和 折 射 能 量 ，它 的 箝 位 能 力 只 能 降 低 电 涌 的 低 频 幅 值 ， 而 对 电涌 波 前 影 响 不 大 。采 用 电 容 器 滤 波 可 降 低 脉 冲 上 升 沿 陡 度 ， 同 时 可消 除 产 生 于 设 备 内 部 的 电 磁 骚 扰 ， 如 设 备 内 部 的尖 刺 脉 冲 和 振 荡 脉 冲 。 电 磁 骚 扰 滤 波 器 是 为 抑 制 经 由 电 源 线 传 导 的 骚 扰 信号 ， 以 及 满 足 各 种 EMC标 准 而 设 计 的 。 但 用 它 来 抑制 电 涌 信 号 中 100kH z以 下 的 成 分 是 有 困 难 的 。 把 骚 扰 滤 波 器 和 电 涌 防 护 器 结 合 在 一 起 ， 组 成 具 有滤 波 功 能 的 综 合 性 电 涌 防 护 器 。 能 集 二 者 的 长 处 ，弥 补 各 自 的 不 足 ， 实 现 对 电 涌 信 号 较 为 理 想 的 抑 制 。 一 方 面 ， 电 涌 防 护 器 有 箝 位 作 用 ， 能 把 电 磁 瞬 变 信号 低 频 端 的 骚 扰 信 号 控 制 到 电 子 电 路 允 许 的 范 围 内 ； 另 一 方 面 又 利 用 滤 波 器 的 抑 制 功 能 ， 对 电 涌 高 频 骚扰 进 行 控 制 。 综 合 防 护 器 的 原 理 与 设 计 针 对 电 涌 防 护 器 件 只 能 限 幅 而 不 能 抑 制沿 电 源 线 传 播 的 高 频 骚 扰 噪 声 的 实 际 情况 ， 同 时 为 了 防 止 设 备 内 部 的 尖 刺 脉 冲和 和 振 荡 脉 冲 进 入 供 电 网 ， 应 采 用 滤 波和 限 幅 相 结 合 的 综 合 防 护 器 。 常 用 的 噪 声 滤 波 电 路 如 图 7-15所 示 。但 对 于 图 7-15（ a） 和 （ b） 电 路 ， 因 为电 感 和 电 容 的 同 时 存 在 ， 在 一 定 频 率 下会 产 生 振 荡 。 这 是 电 路 设 计 中 应 考 虑 的 。 图 7-15 常 用 的 噪 声 滤 除 电 路 典 型 的 综 合 防 护 器 电 路 原 理 接 线 图 如图 7-16所 示 。图 7-16 综 合 防 护 电 路 原 理 接 线 图 电 涌 综 合 防 护 装 置 设 计 时 应 注 意 以 下 问 题 :与 MOV并 联 的 C 越 大 ， MOV响 应 越 慢 。 因此 滤 波 C一 般 不 与 MOV直 接 并 联 。但 采 用 LC 滤 波 电 路 又 会 产 生 振 荡 ， 因 此 ， 必须 非 常 严 格 地 选 择 滤 波 器 件 ， 设 计 安 装 中 尽量 减 小 连 接 导 线 的 分 布 电 容 。综 上 所 述 可 得 出 如 下 结 论 ： 电 子 设 备 电 源 线中 使 用 MOV时 ， 要 加 入 滤 波 装 置 可 采 取 L-C 滤 波 方 式 ， 而 一 般 不 直 接 并 联 C。 滤 波 回 路 的 基 本 参 数 应 满 足 ： ( 1 ) LC 滤 波 电 路 的 时 间 常 数 远 大 于 入 射波 所 滤 除 频 率 部 分 的 周 期 。为 缩 小 体 积 ， 可 用 较 小 的 电 感 和 较 大 的 电 容来 增 大 回 路 时 间 常 数 。电 感 减 小 以 及 电 容 增 大 的 范 围 要 根 据 滤 波 电路 所 使 用 的 环 境 来 确 定 。( 2 ) 滤 波 回 路 的 波 阻 应 大 于 MOV所 承 受 最 大 电 流 时 的 动 态 电 阻 : CLZ f / vvv IUZ / ( 3 ) 根 据 冲 击 截 波 的 时 间 常 数 来选 择 电 感 和 电 容 。 显 然 ， 选 择 电 感 和 电 容 时 应 综 合考 虑 上 述 因 素 ， 才 能 达 到 理 想 的效 果 。 ( 八 ) 电 涌 多 级 综 合 防 护 技 术 的 应 用 气 体 间 隙 、 阀 式 避 雷 器 、 MOA等 防 雷 装置 具 有 泻 流 量 大 、 转 移 功 率 大 的 特 点 ， 但具 有 响 应 速 度 慢 、 残 压 高 的 缺 点 。压 敏 电 阻 ( MOV )、 齐 纳 二 极 管 、 瞬 态 抑制 器 等 具 有 响 应 快 、 残 压 低 的 优 点 ， 但 是他 们 的 泻 流 能 力 差 、 功 率 低 。实 际 应 用 中 采 取 多 级 防 护 的 方 法 ， 即 把 泻流 防 护 和 限 压 防 护 分 开 ， 采 取 前 级 泻 流 ，后 级 限 压 的 多 级 防 护 措 施 。 ( 1 ) 低 压 配 电 线 路 防 护 设 备 选 择 原 则 防 护 设 备 的 选 择 及 安 装 基 本 原 则 可概 括 为 ： 同 耐 同 级 、 分 级 防 护 、 级间 协 调 、 位 置 合 理 ， 最 终 达 到 残 压低 于 耐 压 水 平 。 ( 2 ) 电 涌 多 级 防 护 的 原 理在 多 级 防 护 中 要 求 次 级 防 护 的 残 压 比 初 级低 ， 则 其 动 作 电 压 必 然 也 将 低 于 初 级 防 护 ，这 就 带 来 初 、 次 级 防 护 的 协 调 问 题 。如 果 次 级 防 护 先 于 初 级 动 作 ， 将 可 能 抑 制初 级 防 护 的 动 作 而 使 次 级 防 护 承 受 所 有 的电 涌 能 量 ， 导 致 防 护 的 失 败 。所 以 采 取 多 级 防 护 时 ， 各 级 防 护 动 作 电 压要 和 它 们 之 间 的 距 离 相 协 调 ， 以 便 实 现 分级 分 流 能 量 ， 逐 次 降 压 的 目 的 。 ( 3 ) 电 源 线 中 电 涌 多 级 综 合 防 护 的 实 现 电 涌 多 级 防 护 装 置 至 少 应 包 括 泻 流 和限 压 这 两 级 电 路 。初 级 作 为 泻 流 电 路 ， 主 要 用 来 泻 放 脉冲 大 电 流 ， 将 电 涌 暂 态 的 大 部 分 能 量旁 路 和 吸 收 。次 级 作 为 限 压 电 路 ， 主 要 用 来 钳 制 电压 ， 即 限 制 电 路 中 的 残 压 ， 以 防 护 后续 设 备 。 初 级 为 泻 流 电 路 ， 要 求 所 选 防 护 元 件 通流 容 量 大 ， 耐 冲 击 能 力 强 。 放 电 管 和MOV可 作 为 被 选 元 件 。但 放 电 管 动 作 后 不 能 自 行 熄 弧 的 问 题 ，因 此 必 须 与 其 它 器 件 进 行 配 合 。而 大 容 量 的 MOV能 较 好 地 满 足 泻 流 的 要求 ， 如 果 单 个 MOV的 通