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專家告訴您一些常用儀器儀表防雷擊措施
每年夏季雷雨季節，常用儀器儀表便及其輕易遭雷擊燒壞，所以特編寫此文，扼要說明下儀表遭雷擊的原因和預防措施。
1.儀器儀表的端口保護
外殼端口： 儀器儀表的外殼端口保護不僅僅是建筑物外殼，也應當包括某個設備的外殼或者某套系統的外殼，比如說機柜、計算機室等。
適用范圍為：建筑物內或建筑物頂部儀器儀表系統有效的雷電防護系統的設計、安裝、檢查、維護。其保護方法主要有三種：接地、屏蔽及等電位連接。
屏蔽： 從理論上考慮，屏蔽對儀器儀表外殼防雷是非常有效的。但從經濟公道角度來看，還是應當從設備元器件抗擾度及對屏蔽效能的要求來選擇不同的屏蔽方法。線路屏蔽，即在儀器儀表系統中采用屏蔽電纜已被廣泛應用。但對于設備或系統的屏蔽需要視具體情況而定。
等電位接連： 等電位連接的目的是減小儀器儀表之間和儀器儀表與金屬部件之間的電位差。在防雷區的界面處的等電位連接要考慮建筑物內的儀器儀表系統，在那些對雷電電磁脈沖效應要求小的地方，等電位連接帶好采用金屬板，并多次與建筑物的鋼筋連接或連接在其它屏蔽物的構件上。對于儀器儀表系統的外露導電物應建立等位連接網，原則上一個電位連接網不需要直接連在大地，但實際上所有等電位連接網都有通大地的連接。
接地： 建筑物防雷接地的方法，主要通過建筑物地下網狀接地系統達到要求。儀器儀表系統防雷時還要求對相鄰兩建筑物之間通過的電力線，通訊電纜均必須與建筑物接地系統連接起來（不能形成回路），以利用多條并行路徑減少電纜中的電流。 儀器儀表系統的接地更應當留意系統的安全性和防止其它系統干擾。一般來說工作狀態下儀器儀表系統接地不能直接和防雷地線相連，否則將有雜散電流進進儀器儀表系統引起信號干擾。正確的連接方式應當在地下將兩個不同地網，通過放電器低壓避雷器連接，使其在雷擊狀態下自動連通。
2.信號線端口 信號線端口保護現在已經在已有很多類型的較為成熟的保護器件，比如儀器儀表信號網絡不同接口保護器、天饋線保護器、終端設備的保安單元等。在保護器選擇時除了保護器本身的性能外，應該留意保護設備的傳輸速率、插進衰耗限值、駐波比、工作電壓、工作電流等相關指標，假如在同一系統（或網絡）使用多級保護還應該考慮相互配合題目。值得提出的是，當前由于貿易因素，在同一網絡中有過多使用保護器的傾向，其反而帶來降低速率、增大衰耗、傳輸失真、信息丟失等題目。因此筆者以為對某一網絡的信號端口保護應在網絡信號進出的交界面處安裝合適的保護器即可。無負壓供水設備以數據通訊線為例，在RS—232的串、并行口的標準中，用于泄放高能浪涌和故障電流的地線同數據信號的返回路徑共享一條線路，而小至幾十伏的瞬態電壓都有可能通過這些串、并行口而毀壞計算機及打印機等設備，信號傳輸線也能直接將戶外電源線上的瞬態浪涌傳導進來，而信號接口能夠傳導由閃電和靜電泄漏引起的浪涌電壓。 用戶應當對數據線保護器慎重選擇，有些保護器固然起到了“分流"作用，但經常是將硅雪崩二極管（SAD）接在被保護線路和保護器外殼之間，測試表明SAD的鉗位性能很好，但它電涌分流能力有限。同時壓敏電阻（MOV）也不能在數據線保護器上使用。*的過程控制系統的信號接口防雷保護裝置（無論是RS—232串等通訊接口還是計算機同軸網絡適配器接口）目前均采用瞬態過電壓半導體放電管，其沖擊殘壓參數指標很重要。有條件能夠采取多級保護設計電路效果更佳。
3.電源端口 原則上采用多級SPD做電源保護，但信息系統的電源保護由于其敏感性必須采用較低的殘壓值的保護器件，且此殘壓應當低于需要保護設備的耐壓能力。同時還必須考慮到電磁干擾對儀器儀表系統的影響，因此帶過濾波的分流設計應當更加理想。所以對于儀器儀表系統電源保護特別留意的兩點是：前兩級采用通流容量大的保護器，在儀器儀表終端處則采用殘壓較低的保護器。后一級的保護器中好有濾波電路。
對儀器儀表系統電源端口安裝SPD時應留意以下題目：
①多級SPD應當考慮能量配合、時間配合、間隔配合。假如配合不當的話，效果將適得其反。
②連接防雷保護器的引線應當盡量粗和短。
③全保護時盡可能將所有連接線捆扎在一起。
接地端口 盡管在標準中沒有專門提到接地端口的指標，實際上信息技術設備地端口是非常重要的。在雷電發生時接地端口有可能受到地電位反擊、地電位升高影響，或者由于接地不良、接地不當使地阻過大達不到參考電位要求使設備損壞。接地端口不僅對接地電阻/接地線極（長度、直徑、材料）、接地方式、地網的設置等有要求，而且還與設備的電特性、工作頻段、工作環境等有直接的關系。同時從接地端還有可能反擊到直流電源端口損壞直流工作電壓的設備。綜上所述，變頻供水信息技術設備的防雷可以考慮從四個關鍵的端口進手。
外殼端口 比如說，我們可以把任何一個大的或小的儀器儀表或系統視為一個整體的外殼，如傳感器、傳輸線、信號中繼、現場儀表、DCS系統等，它們都有可能*暴露在環境中受到直接雷擊，造成設備損壞。標準規定，當設備外殼受到4kv的雷電靜電放電時，都會影響儀器儀表或系統的正常運行。例如放置于室外的傳感器端子箱有可能受到雷電接觸放電；位于機房內的DCS機柜有可能受到大樓立柱泄流時的空氣放電。
防雷端口 根據儀器儀表應用的工程實踐，儀器儀表受雷擊可大致分為直擊雷、感應雷和傳導雷。但不論以哪一種形式到達設備都可回納為從以下4個部位侵進的雷電浪涌，在此把這些部位稱為防雷端口，并以儀器儀表舉例說明。
電源端口 電源端口是分布廣泛也輕易感應或傳導雷電浪的部位，從配電箱到電源插座這些電源端口可以處在任何位置。標準規定在1.2/50（8/20）μs 波形下線與線之間浪涌電壓限值為0.5kV，線到地浪涌電壓限制為1kv。但這里的浪涌電壓是指明工作電壓為220V交流進進的，假如工作電壓較低則不能以此為標準，電源線上受較小的浪涌沖擊不一定立即損壞設備，但至少壽命有影響。
信號線端口（含天饋線、退火爐數據線、控制線等） 在控制系統中,為了實現信號或信息的傳遞總要有與外界連接的部位,如過程控制系統的信號交接真個總配線架、數據傳輸網的終端、微波設備到天線的饋線口等等，那么這些從外界接收信號或發射信號出往的接口都有可能受到雷電浪涌沖擊。由于從樓外信號端口進來的浪涌往往通過長電纜，所以采用10/700μs波形，標準規定線到線間浪涌電壓為0.5kV，線到地間浪涌電壓為1 kV。而樓內儀器儀表之間傳遞信號的端口受到浪涌沖擊相當于電源線上的浪涌沖擊，采用1.2/50（8/20）μs組合波，線到線、線到地浪涌電壓限值不變。一旦超過限值，信號端口和端口后的設備有可能遭受損壞。
儀器儀表在使用中會經常碰到意外的電壓瞬變和浪涌，從而導致電子設備的損壞，損壞的原因是儀器儀表中的半導體器件（包括二極管、晶體管、可控硅和集成電路等）被燒毀或擊穿。而且據統計儀器儀表的故障有75％是由于瞬變和浪涌造成的。電壓的瞬變和浪涌無處不在，電網、雷擊、爆破，就連人在地毯上行走都會產生上萬伏的靜電感應電壓，這些，都是儀器儀表的隱形致命殺手。因此，為了進步儀器儀表的可靠性和人體自身的安全性，用戶可在雷雨天氣里可參照以上所述采取防護措施。