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瞬态过电压的产生及电压保护

2012-08-19 08:38
棒棒书香
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概述

  近三十年来,随着经济快速发展,信息化设备得以广泛地应用。然而,随着技术的进步,信息设备集成度不断提高,其耐冲击能力却显著降低。导致因雷电产生的雷击电磁脉冲对电子设备的损害成逐年上升趋势。同时电气系统的开关操作和静电放电所产生的瞬态电涌也对电子设备造成了极大的危害。

  电气设备的开关操作或者由于雷击放电而产生的过电压会对电子装置造成损坏。电气保险公司的统计数据表明,近3到4年之内,此类设备由于过电压而造成的故障总数已经翻了一番。虽然在大多数情况下,电子设备使用者在硬件方面的损失,可以从其保险公司处得到补偿,然而软件方面的损失,以及设备停机所造成的巨大损失常常没有任何赔偿。

瞬态过电压的产生及作用

  瞬态过电压分别产生于开关过程、静电放电和雷电放电。可以通过电流、电感或电容等耦合途径由电源、测量设备或数据传输系统进入电气设备或电子设备内部。

  房屋内部的导线回路由电源线路和数据线路共同构成,如图1所示。同样,也可以仅由数据传输线路的两根导线,或者一个电源线路的两根导线构成导线回路。

  感应电压随着感应回路边长的增大而升高。

  当最初的大型计算机计算中心投入使用的时候,人们还很少,甚至根本没有考虑到计算机与环境的电磁兼容性问题,而且也没有必要。因为第一代计算机建造得十分坚固(对可能的干扰作用而言)。以今天的眼光来看,功率相当低的计算机占用了非常大的体积。

  由于体积大,计算机内部可以为两条导电线路或导轨线路留出足够的绝缘或足够的间距,因而不会出现不同电位的两点之间的“火花放电”。

  由于电位差大而造成的火花放电在设备正常工作的情况下不会出现,而是当过电压是由外来干扰源产生才会出现。

  而如今,计算机技术已经有了很大的发展。同样的存储容量和计算速度,几年前还需要一台整个房间那么大的计算机才能达到,如今只需要一台个人电脑以及同样微型化的外围设备就可实现。所以不难理解,在这种个人电脑中一块印刷电路板上的两个导线轨道之间再也没有那么大的间距存在了。而可能由外来干扰源引入的过电压却仍然具有同样高的电压值。

  由于不同电位的两个点之间的耐压强度随着间距的缩小而变得越来越低,新型计算机不再能够在不采取适当保护措施,如防干扰和过电压保护措施的情况下,继续无故障和无损失地持续工作。

  目前,计算机中心或其他高灵敏度电子设备的使用者中,相信依靠一个“外部防雷设备”就可以提供足够保护的人已经寥寥无几了。

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