电子防雷器及其应用

1. 引言—防雷器件现状

   人类社会的防雷历史，大概可以追溯到1749年富兰克林发明避雷针前后，实际上聪敏智慧的中华民族在防雷技术上造诣更为高深，历史也更为久远。经过了将近二个半的发展，今天，世界上的防雷器件大概可以划分为四大类型。
1.1 避雷外虽然得到十分广泛的应用，并且也起到了一定的防护任用，但大最的实践行和进一步研究证明，避雷针不仅有严重的局限性，而且还有惊人的副作用。因此，改进避雷针，或者以更先进的防雷器件来取代避雷针的历史趋势已成定论。
1.2 近年来，已有很多国家和地区采用避雷线、避雷带、法拉第网、高脉冲针、多短针消散阵列等等来取代避雷针，但都不能摆脱导体的弱点，不能克服避雷针所具有的种种问题，但是它们并不象避雷针那样“招惹是非”。
1.3 国外从五十年代开始，国内自七十年代以来，各种消雷器件开始问世。其指导思想是以荷电粒子来影响雷云对地面的电场，不是被动的“避”而是主动的“消”，当然是一种积极的思想。纵观国际国内的消雷器件，大致上可以分成为两类：（1）产荷电粒型消雷器；（2）场致空气游离型消雷器。
1.4 基于避雷针、避雷带、消雷器等等 在防止直击雷击，尤其是感应雷击方面的诸多局限性和弊病，各种以防止感应雷击为主要目标的避雷器件便应运而生了。
1.4.1 几十年来国际国的天馈避雷器门类很多，品种繁杂，但只有氧化压敏器件或气体放电管可以堪称为几十年来一贯体制，这种天馈避雷器的根本问题是本身的工作频率和雷电容量与承受功率之间存在无法调和的矛盾，工作频率越高，要求并联的氧华灵敏器件和气放管电容量越小，则体积变小，否则插入损耗和驻波系数都大增，但因此而来的是其雷电容量和承受功率也都同时减少，而近代电子设备的频率越来越高，功率与越来越大，所以矛盾更加突出。中光避雷器从体制上克服了 一矛盾。现将这类避雷器与中光系列电子避雷器性能比较如下：
   （1）工作频率：一般都只能工作在0.8GHz以下，而中光系列避雷器上限工作频率已达9GHz；
   （2）雷电容量：日本某公司和机电部某系列避雷器的指标为：雷电电压≤6kV,雷电通流≤5kA.而中光系列避雷器雷电电压≥18kV，雷电通流≥12kA.
    （3）承受功率：一般承受的连续功率均在50瓦以下，只能应用在接收状态。而中光系列大功率避雷器承受功率可达几百、几千及至上万瓦。
    （4）多数气放管响应时间长，常常是雷电已经进入它所保护的设备后它才起动或还起动。中光天避雷器避免采用上述器件，而采用新技术，克服了上述缺点。
1.4.2 几十年来国际国内的电源避雷器大致上是采用氧化锌压敏器件或气体放电管。这种几十年一贯制的电源避雷器的主要投降是雷电流入地时引起的反击严笪重，残压比非常高，雷电脉冲寿命短等等。中光二供电源避雷器能够克服上述种种缺陷而为世人瞩目。
1.4.3 当今国际国内的信号避雷器刚刚起步。由于其保护对象繁杂，研制工作量，技术难度极高，至今未形成大的气候，但此类器件极为重要，因为信号线路极易受感应，电子计算机、程探电话机、无线载波机等等又是弱电电子设备中更为娇嫩的一类，极易为感应雷电信号损坏。目前中光已有多种信号避雷器问世，必将近期内形成大的气候。{{分页}}

2. 中光ZGB1系列电子避电器

   中光根据雷电冲击波可能从电子设备的天馈线路、信号线路、电源线路等”引雷线路“侵入电子设备的客观规律，精心设计研制了天馈、信号、电源等三大系列电子避雷器，以分别从天馈、信号、电源等三条“引雷线路”上将雷电冲击波进行抑止和疏导至地，从而切实保证电子设备的安全。
2.1 中光ZGB0天馈系列电子避雷器
    中光经过对雷电冲击波能量分布的频谱分析后得结论：雷电冲击波的主要能量集中在从工频附近到几百赫兹的低频端，和通讯、广播、电视、导航、雷达等等有用信号频段相距很远，所以可采用无源互易波导电路将雷电冲击波和通讯等等有用信号截然分开。
    动用波道分流技术研制成的天馈系列电子避雷器：工作频段宽、工作频率高、雷电容量大、承受功率高、过程响应快、品种规格多、应用范围广。

2.2 中光ZGB2信号系列电子避雷器
    感应雷击电压是损坏电子计算机、程控电话机、无线载波机等等弱电电子设备的主要根源之一。
    计算和实践证明，最高感应雷击电压幅值远屏蔽架空线上可达20kV,无屏蔽地下电缆可达10kV,屏蔽良好的架空线和地下电缆也可达1～2kV.大量的实际使用情况是有一定的屏蔽措施但又不十分完善，所以实际信号线路上可能出现的最高感应电压幅值在5kV以内。
    而被保护对象的耐冲击水平常常远远达不到最高感应电压幅值。例如对VAX系列电子计算机通信接口具备冲击击穿试验表明，对于10/700µs波形的五次冲击，其中：
    （1）芯片MC1488平均击穿电压是103.75V.
    （2）芯片MC1489的平均击穿电压是99.4V.
    而程控电话机、无线载波机、干线放大器、有线转接口等弱电电子设备的耐冲击水平远远达不到感应雷击电压的最高幅值。而简单的屏蔽则根本保证不了电子设备的防雷安全。因此采取信号避雷技术，即在信号线路进入电子设备之前将雷电冲击波进行抑止和疏导至地，就显得非常有必要。
    目前中光已干线放大器、程控电话机、电子计算机、有线传真机、电视摄像头和电接风等六个类型总共十四个品种的信号避雷器问世。
2.3 中光ZGB1电源系列电子避雷器
    由于雷电冲击波的主要能量集中在从工频附近到向几百赫兹的低频端，所以雷电冲击波能量就比较容易和工频回路发生耦合和谐振，于是雷电冲击波价电源线路进入电子设备的几率比从天馈和信号线路进入的要高得多。
    由于几十年一贯制的避雷器，雷电流入地时反击大，输出残压比高。承受雷电脉冲寿命短等，所以中光推出一代电源避雷器都采用双重保险的办法来加以弥补，电气性能指标能够满足使用要求，而中光二代电源避雷器则动用多级泄能和回路分离等技术安全克服了几十年一贯制避雷器的种种弊端而具有崭新的更加优良的性能。

3. 中光ZGF系列全方位多功能防雷器

    所谓全方位多功能防雷器，即同时具有消雷、防雷、避雷等多种功能，在其引下线四周360