ESD、EMI、EMC——防雷設(shè)計

雷電防護(hù)對于發(fā)電機(jī)那邊來說已經(jīng)是很成熟了，整天打雷發(fā)電廠都沒有癱瘓，為什么能夠做得這么好？就是把發(fā)電機(jī)的中線接地，與大地相連接，以后跟外面輸送電，上面的高壓電塔上一般都拉有一根線或兩根線，就是避雷線，避雷線與中線不同，中線單獨接地，地線是單獨給避雷用的，不電的，這叫三相四線制供電?，F(xiàn)在美國推出一個標(biāo)準(zhǔn)是三相五線制，就是中線接地，用電這邊也要另外接地，接地不與那邊相連，叫做三相五線制，一般中線是不接的，到了變壓器這邊以后，這里也有一個中線，中線也接地，還有變壓器的外殼也接地，這邊有個中線，也接地，三個地最好都不要接在一起，越分開越好，這邊的中線是一個小線路，當(dāng)成供電線路，對變壓器有保護(hù)，對使用設(shè)備不保護(hù)，名義上是接地的，但那邊實際上沒有接地。接地的概念是這樣，任何一個導(dǎo)線，當(dāng)你充放電很快的時候電磁波傳播的速度是有限的，比如說電磁波在空氣里面?zhèn)魇?0萬公里/秒，在導(dǎo)體里面?zhèn)鞑]有這么快，一般只有空氣中的1/3或1/2左右，少了之后靈敏度沒有這么高，當(dāng)放電在每秒計的時候，放電的時候經(jīng)過多少秒鐘才到這里？當(dāng)電流傳到這邊來，那邊早就燒掉了。所以在快速充放電里面不要隨便把某一點接地，某一點與另外一點看成同樣的功能，因為有一個時間差的問題。你認(rèn)為它在這里接地是對直流可以，對交流也行，因為是排隊走，沒有輪到你，接地也沒有用。

雷電的原理就是這樣，這一塊是帶電的，降到這兩根線上面去。對地球來說相當(dāng)于一個分布電容，雷電就是一個共模信號，相當(dāng)于對整個電容進(jìn)行放電。放電有幾個回路，上面的電流通過電容到達(dá)地，電流通過電容到大地，這是共模電容。這部分電流也通過電容下地，還有一部分通過變壓器分布電容傳到負(fù)載這邊，然后通過分布電容下地。你可以認(rèn)為這個電容是大地的分布電容，實際上不跟大地它本身也是分布電容，任何一個導(dǎo)體只要電位改變就相當(dāng)于一個電容，比如說你的身體帶電，另外一個不帶電，兩個人握手就會把電荷傳到另外一個人身上，相當(dāng)于你這個電容對另外一個電容放電，另外一個相對來說是充電，是一個充放電的過程。

除了共模電流以外，還有一個差模電流，為什么？兩個回路都放電的時候，放電的時間、強度不一樣，有的放快一點，有的放慢一點，如果兩個東西的速度都一樣，任何電位差都是一樣的就不會產(chǎn)生差模電流了。但是有時候有一些是中線接地，放電快一些，相對來說電壓跌得特別快，另外一個跌得特別慢，就會產(chǎn)生差模，首先是共模，然后產(chǎn)生差模。

下面講一下共模電壓對電路的損害。其實共模電壓對開關(guān)電容前面的影響不是很大，最大是后面一點，通過電壓器分布電路，以前的模式電路電壓用得很低，都是1v-5v左右，納米級容易擊穿，電容也相當(dāng)小。從里面串進(jìn)去的電壓經(jīng)過濾波不斷的吸收降下來，一般有上千伏，容易把后面的擊穿。在實踐過程中為了防雷，這幾個位置最好在上面布一個雷點電容，對防雷電擊穿很有效。共模電壓進(jìn)去以后瞬間擊穿，如果電子沒斷開，外面的電流會繼續(xù)延續(xù)下去把它燒掉，如果備一個電容上去，共模電容通過電容一下子把它吸收掉，讓幾個電容互相通電位，幾個模組不會那么容易擊穿。

現(xiàn)在很多防雷都是用壓敏電阻或放電器件，我在這里告訴你，最有效的是在排版的時候，在電源線那個地方排出一個放電裝置，這樣既經(jīng)濟(jì)又實用，放電管沒有那么大的功率吸收掉雷電的能量，如果排一個像鋸齒一樣的放電裝置，只要能量不大基本上都能夠吸收。發(fā)電距離一般是6mm，現(xiàn)在規(guī)定低于6mm就不合格，因為測試的時候，打火的時候耐壓2000v，交流2000v，其實正常放電是10000v/mm，也就是說1000v/cm，要留一定的安全系數(shù)，所以不測你，不到6mm就算不合格，所以一定要6mm，真正打雷進(jìn)來，經(jīng)過放電，電壓輸入進(jìn)來只有6000v。前面輸入電壓是幾十萬伏都沒有關(guān)系，一放電它就在6000v的范圍里面，進(jìn)來只有6000v了，其他都放掉。放掉以后吸收才有效，最有效的里面有一個限流電感，還有共模電流，對雷電有效。差模會通過差模電容來吸收，放電是一樣的，有一個差模，可以用電容吸收。電容上面標(biāo)的是耐壓交流250v，實際測的直流耐壓是8000v以上，大家要注意一下。這個CX標(biāo)的是250v，買的浪涌電壓都在5000v以上，用5000v電壓都打不穿，但是標(biāo)的是250v，這是安全規(guī)定。