防止雷電的最有效方法 - EMI/EMC原理與應(yīng)對詳解（一）

　　防止雷電的最有效方法就是靜電屏蔽，例如，高壓電網(wǎng)為了避免雷擊，除了電線塔的高度要求比高壓電網(wǎng)線的高度高之外，在高壓電網(wǎng)線的最上面還要設(shè)置一根屏蔽線，這根屏蔽線通過電線塔與大地連接。當(dāng)遇到打雷時，屏蔽線首先與雷電接觸，把產(chǎn)生雷電物體（云）的電荷通過屏蔽線，再經(jīng)電線塔傳入大地而被釋放掉。避雷針也是這個道理，在物體的高處安裝針狀導(dǎo)體，并把它連接到大地，把空中帶電物體（云）的電荷通過避雷針放電引入大地，以降低帶電物體（云）對其它物體或人體感應(yīng)產(chǎn)生放電的機會。還有，在高速公路兩旁安裝電線竿也是一種保護(hù)人類免遭雷擊的有效方法。

　　除了屏蔽可以防止雷擊以外，很多貴重電器設(shè)備還需要對雷電感應(yīng)進(jìn)行保護(hù)，因為，當(dāng)雷電擊中某個建筑物的機房，或某個供電設(shè)備的時候，瞬間幾十萬安培以上的電流通過這些建筑物或設(shè)備，也會對周圍幾十米范圍內(nèi)的電器設(shè)備產(chǎn)生電磁感應(yīng)，使周圍的電線或設(shè)備，不管是否與雷擊物體直接接觸或不接觸，都會通過電磁感應(yīng)產(chǎn)生高壓脈沖，很容易把電器設(shè)備中的電子器件擊穿損壞。因此，對那些與長電纜線連接的設(shè)備，如：電話機、傳真機、電視機等，對它們進(jìn)行過壓保護(hù)還是必要的。目前，避免電器設(shè)備遭受雷擊或雷電感應(yīng)產(chǎn)生高壓脈沖擊穿損壞的最有效的方法，還是用放電管和壓敏電阻。

　　對于交流供電系統(tǒng)設(shè)備的防雷，一般都是用壓敏電阻跨接于電源線與地線之間，用于對雷電感應(yīng)高壓電脈沖進(jìn)行放電，避免設(shè)備被高壓電脈沖擊穿損壞；而小電器設(shè)備或器件防雷電擊穿損壞，可選用放電管或壓敏二極管，也可以選用壓敏電阻等跨接于輸入線與大地之間，例如，一般家中的電話插座以及有線電視插座內(nèi)部都應(yīng)該連接一個或兩個放電管到大地。放電管的工作原理是在玻璃管或陶瓷管中注入惰性氣體，惰性氣體平時不導(dǎo)電，當(dāng)電場強度強到一定的時候，惰性氣體開始電離導(dǎo)電；壓敏二極管和壓敏電阻的工作原理與穩(wěn)壓管的工作原理很接近，平時也不導(dǎo)電，當(dāng)電壓超過一定值后，壓敏二極管或壓敏電阻就擊穿導(dǎo)通，不過這種擊穿是可以恢復(fù)的。

　　圖2是電視機防雷擊電路，圖中防雷擊電路是在PCB電路板上直接制作放電間隙（6mm）裝置，在外接天線端口就近與電網(wǎng)輸入引線之間加接這種放電間隙裝置。由于電視機本身沒有金屬機殼或機殼接地電氣連接點，所以防雷放電間隙可直接利用電網(wǎng)輸入電源引線代替地線使用。

　　另外，電視機的安全標(biāo)準(zhǔn)要求冷熱地之間的耐壓強度大于AC2000V，而絕緣距離要求大于6mm，選用其它放電器件反而難以符合安全要求，并且會提高成本。因為在正常氣壓下，每1萬伏的正常放電距離正好是10mm，因此，2000伏的正常放電距離是2mm，而取3倍安全系數(shù)后正好就是6mm。圖2中，電視機防雷擊電路制作成鋸齒狀的原因，是讓高壓放電更容易發(fā)生，因為電極的尖端處電場強度最強，當(dāng)尖端放電產(chǎn)生后，周圍空氣將變成導(dǎo)體，使放電更容易進(jìn)行，這樣，在很短時間內(nèi)就可以把電放完。