隨著電子技術(shù)的發(fā)展,電子器件已進(jìn)入大規(guī)模集成電路時(shí)代。電子設(shè)備的功能得以改善,運(yùn)行的可靠性不斷提高,然而防雷的能力卻大大地降低了?,F(xiàn)在,每年遭到雷擊而造成的損失數(shù)以億元計(jì),所以研究保護(hù)微電子設(shè)備免遭雷電危害已成為一個(gè)重要課題。雖然近兩個(gè)世紀(jì)出現(xiàn)了很多的防雷方法和派生出很多防雷器件,但由于對(duì)雷電的了解不全面或?qū)ζ骷阅艿钠?,往往得不到預(yù)期的效果。由于不得其法,浪費(fèi)了大量資財(cái)。本文闡述雷電的成因并指出當(dāng)前防雷誤區(qū),力圖打破似乎凍結(jié)的防雷方法的規(guī)范,以求防雷研究的進(jìn)展。
1 雷電的形成
1.1 自然界的自由電荷
在電子學(xué)中,當(dāng)人們研究電的現(xiàn)象時(shí)發(fā)現(xiàn)構(gòu)成物質(zhì)的微單元的原子中,圍繞原子核高速旋轉(zhuǎn)的外層電子易受外界條件的影響而逸出,使原子缺少電子或者自由電子單獨(dú)存在而對(duì)外部形成電場(chǎng)的帶電現(xiàn)象。
金屬導(dǎo)體和絕緣體的內(nèi)部結(jié)構(gòu)區(qū)別在于:金屬導(dǎo)體中的自由電子內(nèi)部引力較弱,而絕緣體內(nèi)部引力較強(qiáng)。所以在金屬導(dǎo)體環(huán)路中,如加上一種使自由電子逸出的力量(這個(gè)力量我們叫電壓),由于環(huán)路中電壓的存在,金屬中的電子產(chǎn)生位移式的流動(dòng),不過金屬內(nèi)的正負(fù)電荷量的絕對(duì)值是相等的,一旦去掉加在環(huán)路中的電壓,環(huán)路立即處于中性,沒有電子的流動(dòng),不再產(chǎn)生電場(chǎng)。
對(duì)非環(huán)路的金屬,比如兩塊相互平行的金屬板,它們之間以空氣為介質(zhì),如在這兩塊板上加上電壓,金屬導(dǎo)體中的電子按同性相斥,異性相吸規(guī)律,使電子向一面流動(dòng),產(chǎn)生電場(chǎng),這種現(xiàn)象稱為靜電現(xiàn)象。這時(shí)對(duì)某一塊金屬來說,它們電荷的正負(fù)電量的絕對(duì)值就不相等了,這時(shí)如去掉加在其上的電壓,它不像環(huán)路那樣呈現(xiàn)電中性,卻仍保持帶電性質(zhì),仍然有電場(chǎng)的存在,但是隨著時(shí)間的推移,這個(gè)電場(chǎng)會(huì)自然消失。正統(tǒng)的理論解釋為A片金屬的電子通過介質(zhì)層逐步釋放給B片金屬的結(jié)果,這是以環(huán)路電流理論為依據(jù)的論點(diǎn)。但是,如果將兩塊已充了電的金屬塊瞬間拉開到不可能從A向B釋放電子的距離,兩塊金屬會(huì)不會(huì)永久性地帶電呢?事實(shí)告訴我們,隨著時(shí)間的推移帶電現(xiàn)象也隨之消失,這是什么原因呢?教科書上提到的摩擦起電現(xiàn)象,即絕緣體相互摩擦后,絕緣體出現(xiàn)帶電現(xiàn)象,在這種情況下,是否需要兩件物體再接觸一下才能使絕緣體呈現(xiàn)帶電中性呢?事實(shí)并非如此,這些懸于空間的帶電物體,不管帶電性質(zhì)如何,只要與大地接觸一下,帶電現(xiàn)象就立即消失。因此這種現(xiàn)象告訴我們,在自然界中,A給B的電荷,A不必從B收回,B多余的電荷也不一定向A輸出,這與金屬環(huán)路電流理論是不相同的。同時(shí)可以推定,自然空間(包括大地在內(nèi))各種物體電荷的擁有量的絕對(duì)值是不相等的,就是說自然界擁有巨大的自由電荷量。
自然界之所以擁有大量的自由電荷,從電勢(shì)形成概念而言,有電磁效應(yīng)、化學(xué)效應(yīng)、摩擦起電及射線等諸方面原因,現(xiàn)代科學(xué)可以做到測(cè)量人腦電流的運(yùn)動(dòng)來判斷腦的活動(dòng)。自然界的自由電荷的成因,用能量守恒定律來規(guī)范,可以這樣說:凡有物質(zhì)運(yùn)動(dòng)的地方(包括宇宙射線),就會(huì)產(chǎn)生電子運(yùn)動(dòng)并形成自由電荷,這是一種能轉(zhuǎn)換成另一種能的變換過程,所以自然界物質(zhì)的運(yùn)動(dòng)是自然界產(chǎn)生自由電荷的根源。
所謂自然界,包括天空與大地這樣廣闊的空間,這個(gè)空間不存在電荷的中性,就大地而言,我們稱之為零電位,但大地本身因物質(zhì)的運(yùn)動(dòng)其電位并非為零,它擁有大量的自由電荷,我們可以做一個(gè)簡(jiǎn)單的小實(shí)驗(yàn):用一副耳機(jī),或者一只毫伏表,兩根同金屬性質(zhì)的金屬棒,在一定距離內(nèi)分別將金屬棒插入地下,棒與棒之間用耳機(jī)可以聽到地電荷的噪音,如果接上毫伏表發(fā)現(xiàn)有電壓指示,而這種指示不因放電時(shí)間的加長(zhǎng)而消失,單線傳輸?shù)碾娫捑€路,電話的耳機(jī)里的噪音也連續(xù)不斷,這些都說明大地自由電荷的存在。當(dāng)然用上述方法無法測(cè)量天空自由電荷,但是我們用長(zhǎng)波和中波收音機(jī)收聽電臺(tái)時(shí),噪音干擾也連續(xù)不斷,以此證明,天空中有不斷的放電現(xiàn)象,說明天空中存在豐富的自由電荷,同時(shí)又能形成一定強(qiáng)度的電場(chǎng)放電。
這里反復(fù)地論證自然界存在自由電荷,其目的是要解釋雷電產(chǎn)生的根源,因?yàn)榻炭茣系沫h(huán)路理論不能對(duì)雷電成因進(jìn)行解釋。
1.2 雷電場(chǎng)的產(chǎn)生
雷電的能量是巨大的,在人類活動(dòng)中,任何單一的電站所發(fā)出的電能不可能產(chǎn)生一次雷電所釋放的能量,那么這樣大的能量積聚是怎樣形成的呢?
上面說過,由于物質(zhì)的運(yùn)動(dòng)自然界產(chǎn)生巨大的自由電荷,當(dāng)然這些自由電荷是產(chǎn)生雷電的根源。從電子學(xué)中得知,要形成一個(gè)強(qiáng)大的電場(chǎng),一定是其中一方是同性質(zhì)電荷的積累,但是在天空中空氣是絕緣的,同性質(zhì)的電荷又相斥,它們不可能積聚在一起,不可能形成能量的集中,天空中的物質(zhì)受氣流、宇宙射線的影響而產(chǎn)生自由電荷,且不斷增加,在大氣層的擠壓下向太空高層運(yùn)動(dòng),形成一個(gè)電離層,這個(gè)電離層是含單性電荷的電子層,其電場(chǎng)的能量是不可估量的。
當(dāng)大氣層中出現(xiàn)潮濕的空氣,在上升階段又遇冷空氣結(jié)成水狀云塊時(shí),由于云塊可看成是一個(gè)整體的導(dǎo)體,在電離層電場(chǎng)力的作用下,云層中的電子推向面向地的一端,雖然云塊正負(fù)電荷的絕對(duì)值相等,但實(shí)際上形成了一個(gè)靜電場(chǎng),在晴天,云塊遠(yuǎn)距地面而且云塊與大地間潮濕空氣較稀,它們之間介質(zhì)絕緣程度較高,不易發(fā)生擊穿放電現(xiàn)象,但是在雨天,特別是熱雨季節(jié),由于云層下降,空氣潮濕,在此條件下帶電云塊擊穿空氣向大地放電而形成雷電。
雷電不單純是空間對(duì)地放電,往往在空間也會(huì)形成雷電。這是因?yàn)閹щ娫茐K在空間的位置較高,當(dāng)?shù)孛娴某睗窨諝饧彼偕仙龝r(shí),它與帶電云塊形成的電場(chǎng)在空間放電,形成高空雷電。
上面說過,云塊受電離層電場(chǎng)力的作用產(chǎn)生靜電現(xiàn)象,這些云塊向地放電以后,其本身產(chǎn)生電離即云塊的正負(fù)電量的絕對(duì)值不相等,形成帶電現(xiàn)象,帶電云塊隨著氣流運(yùn)動(dòng)與另一云塊形成電場(chǎng),當(dāng)它們逐漸接近時(shí)產(chǎn)生放電現(xiàn)象是形成空中雷的原因,當(dāng)我們觀察雷電在空間放電時(shí),往往是一次接一次有連續(xù)不斷的感覺。
1.3 雷電過程
雷電過程也是靜電理論中闡明的電場(chǎng)中介質(zhì)擊穿過程。上面說過雷電的成因,雷電是帶電云塊在運(yùn)動(dòng)過程中放電的現(xiàn)象,其放電位置不是固定的,但有一定固定的條件。比如電場(chǎng)中介質(zhì)的厚度、絕緣系數(shù)、氣體溫度和地表導(dǎo)電系數(shù)都影響雷擊地點(diǎn)。我們常說的多雷區(qū)應(yīng)該說該地區(qū)具備上述諸因素中的幾種。但是有人認(rèn)為雷電是在本位置產(chǎn)生的,這是一種誤解。道理很簡(jiǎn)單:因?yàn)樵诒镜貐^(qū)又有什么力量積聚這么大的能量呢?應(yīng)該是帶電云塊在運(yùn)動(dòng)過程中放電形成雷電,當(dāng)然在帶電云塊的作用下,在什么地方放電與地面的前述條件有關(guān),以地貌而言相對(duì)高度越高應(yīng)該說越易遭雷擊,這里指的是高建筑物、高山及地表凸出處,但也不一定就在這些地方出現(xiàn)雷擊,因?yàn)樵陔妶?chǎng)中介質(zhì)參數(shù)不單純是指厚度,還取決于絕緣系數(shù)即環(huán)境的溫度和氣體的溫度。我們發(fā)現(xiàn),往往雷擊點(diǎn)不在山頂而在平川,這是因?yàn)槟抢锏某睗窨諝夂蜌鉁厥闺妶?chǎng)介質(zhì)的絕緣低于高山而遭雷擊。另外,地表的導(dǎo)電也有影響,良好的導(dǎo)電地質(zhì)比難以導(dǎo)電的地質(zhì)所產(chǎn)生的雷電場(chǎng)就大得多,所以易導(dǎo)電的地質(zhì)易于引雷。
雷電場(chǎng)是一個(gè)巨大的靜電場(chǎng),是人類不可建造的。巨大的電場(chǎng)面積和所積聚的巨大能量是不可估量而又不可測(cè)量的,人們往往在雷電以后,從被雷擊的物體破壞的程度估計(jì)它的大小。對(duì)于雷電流用數(shù)以億安計(jì)的詞來形容是不過份的,雷電場(chǎng)在放電過程中與靜電場(chǎng)放電有相似的地方,但也有差別,人為形成的靜電場(chǎng)其儲(chǔ)能是極為有限的,所以它在放電過程中放電電流是從最大值逐步減弱,而雷電場(chǎng)就不同,由于儲(chǔ)能巨大,在放電時(shí)因通過空間的阻力開始階段不可能使電場(chǎng)減弱,而是在放電時(shí)空氣加熱以后放電電流達(dá)到最大值,再隨著電場(chǎng)的減弱放電電流隨之下降。所以雷擊過程中雷電流是從小到大再減弱,就電的性質(zhì)而言,由于它是一個(gè)靜電場(chǎng)的放電,電流的方向是不變的,所形成的是一個(gè)幅度巨大的脈動(dòng)直流電流。
所以雷電流的主要分量是直流分量,但脈動(dòng)部分和雷電流與空氣及地接觸時(shí)產(chǎn)生的熱騷動(dòng)形成的諧波和高次諧波的電磁能量也相當(dāng)大,所以雷電過程中的交流分量也不可小看,雷擊過程中,從低頻直至米波段這樣寬的頻譜均受不同程度的干擾,從諧波理論得知,低頻段所受干擾較為嚴(yán)重。
如果我們將地面的物體置于某一位置,雷電對(duì)這一物體產(chǎn)生的干擾可分為感應(yīng)干擾和直接干擾。某一物體不在雷電場(chǎng)內(nèi),但由于雷電在放電過程,它所產(chǎn)生的強(qiáng)大電磁波使這一物體受電磁波的沖擊,這樣的雷我們稱“感應(yīng)雷”,當(dāng)某一物體置于雷電場(chǎng)內(nèi),而且物體又作為雷電流的導(dǎo)電體,巨大的電流通過該物體使物體遭到嚴(yán)重破壞,這種直接置于雷電場(chǎng)受到雷電的沖擊,我們稱這種雷為“直接雷”。以現(xiàn)代微電子來說,不管感應(yīng)雷還是直接雷對(duì)微電子器件都會(huì)造成永久性的破壞。
2 防雷的誤區(qū)
2.1 避雷針與避雷器
19世紀(jì)后葉,人們發(fā)現(xiàn)金屬導(dǎo)體尖端放電現(xiàn)象。避雷針是典型的利用尖端放電原理做成的防雷裝置,在被保護(hù)物體上架設(shè)一根金屬針,并將它與地相通。它是怎樣避雷的呢?解釋是這樣:當(dāng)避雷針置于空中對(duì)地這個(gè)雷電場(chǎng)時(shí),由于避雷針與大地有良好的接觸,此時(shí)電場(chǎng)能量通過避雷針放電,雷電場(chǎng)消失,使它不發(fā)生大電流的放電,從而起到消雷的作用。但是這種解釋也有不清楚的地方,即位于強(qiáng)大的雷電場(chǎng)下的避雷針,能否按人們的意愿慢慢地放電使雷電場(chǎng)消失呢?從電學(xué)原理也說不通。因?yàn)閺?qiáng)大的雷電場(chǎng)就像炸藥缺少引信一樣,避雷針?biāo)傅目臻g就像引信,由于避雷針的引導(dǎo)會(huì)一觸即發(fā)。因?yàn)槠涓叨群土己玫慕拥貤l件要優(yōu)于其它位置,同時(shí)尖端形成的電場(chǎng)又大于其它地方,所以強(qiáng)大的雷電場(chǎng)以避雷針為中心放電區(qū),如果說避雷針本身不具有電抗,接地電阻又達(dá)到零值,數(shù)以億安計(jì)的雷電流可以順利通過它,不會(huì)形成熱效應(yīng)和雷電位,便可達(dá)到避雷目的。但避雷針本身和引線存在著電抗,接地電阻不可能為零,所以雷擊過程中,它沒有避雷能力,只起到雷擊位置的引導(dǎo)作用。人們認(rèn)識(shí)到這一點(diǎn),但對(duì)避雷針有所偏愛或者說對(duì)雷電成因不理解,他們將雷電解釋為是本位置產(chǎn)生的,就是說講不清楚的原因,在避雷針設(shè)置的地方和相對(duì)的空間形成電場(chǎng),由于避雷針逐步放電而使這一電場(chǎng)建立不起來,所以避雷針起到消雷的作用。事實(shí)上從20世紀(jì)以來人們對(duì)避雷針的避雷作用公開地提出了質(zhì)疑,因?yàn)楸芾揍槼蔀橐揍樀氖录乙姴货r。
然而避雷針在下述情況能發(fā)揮一定作用,當(dāng)帶電云塊的電量很小,而且又遠(yuǎn)離地面與大地形成不太強(qiáng)的電場(chǎng)時(shí),避雷針對(duì)其電場(chǎng)逐步放電達(dá)到消除這個(gè)電場(chǎng)的目的。地面有些物體與大地是絕緣的,比如木質(zhì)結(jié)構(gòu)的古建筑物,在感應(yīng)雷和直接雷的作用下,可能會(huì)帶上靜電,由于靜電的存在可能引起火災(zāi),如果在這些物體上架設(shè)避雷針,就可使建筑物與大地形成等電位,避免這些物體在雷電場(chǎng)作用下帶靜電。
但是,現(xiàn)代的建筑物幾乎都是鋼筋水泥結(jié)構(gòu)的,它與大地已形成了等電位,顯然架設(shè)避雷針是多余的。但是現(xiàn)在的建筑物仍沿襲老規(guī)矩架設(shè)避雷針,其原因很明顯,主要是責(zé)任和規(guī)范問題。說句實(shí)話,不設(shè)避雷針誰能保證該建筑物不受雷擊?安裝了避雷針而遭雷擊是老天爺?shù)氖?,?zé)任不在人。
幾乎在出現(xiàn)避雷針的同時(shí),在輸電線上人們利用尖端放電現(xiàn)象發(fā)明了尖端放電避雷器,兩個(gè)尖端所形成的電場(chǎng)在一定間距內(nèi)放電,這個(gè)間距的大小可以設(shè)定在一定電壓下放電,于是將它安裝在輸電線上,使雷電的超壓值通過此放電器引導(dǎo)入地達(dá)到避雷的目的。20世紀(jì)初葉,輸電線上普遍安裝了形似羊角的羊角避雷器,但是由于羊角避雷器在泄放雷電過程中,空氣被加熱引起電弧不斷,雖然有引導(dǎo)電弧上升的形態(tài),但雷電過后,電路不能正常供電。于是在尖端放電的基礎(chǔ)上加了對(duì)電壓敏感的電阻元件,此元件在超過額定電壓時(shí)呈現(xiàn)的電阻小,反之阻值增大,對(duì)過壓引起的電流起到開關(guān)作用,這種避雷器稱“閥型避雷器”。按壓敏原理又派生出氣敏和氧化鋅器件。
不管羊角型、閥型、氣敏和壓敏避雷器,它們的結(jié)構(gòu)企圖達(dá)到一個(gè)目的:使輸電線上的過壓值,通過這些器件,箝位在人為的整定值上,從而使用戶設(shè)備的端電壓不超過額定電壓,確保用戶設(shè)備的安全。
2.2 避雷器件用在不同電路中的反應(yīng)
現(xiàn)在形形色色的避雷器,如果單純地就其本身結(jié)構(gòu)來判斷是否有防雷作用是不全面的,還要看這些器件用在什么電路。下面介紹幾種電路在雷電過程中的反應(yīng):
(1)高壓輸電線雷電勢(shì)的分布與過渡
高壓輸電線是三相三線制,線對(duì)地是絕緣的。不管輸電線受感應(yīng)雷或直接雷影響,在三線中的雷電勢(shì)的電位和相位均是相同的,線與線之間的電位差等于零。所以當(dāng)雷擊高壓輸電線時(shí),主要危及輸電線及其在線路上運(yùn)行的變壓器的對(duì)地絕緣。在三線的輸電線中,由于各種原因三線對(duì)地絕緣系數(shù)不盡相同,特別是高壓側(cè)的避雷器絕緣性能更難求得一致,所以在雷擊過程中會(huì)出現(xiàn)一線首先向地放電現(xiàn)象。由于一線放電,該線雷電位迅速下降,此時(shí)另外二線的雷電位就高于放電線,線與線之間就出現(xiàn)了雷電位差,這個(gè)電壓通過變壓器高壓側(cè)繞組,低壓側(cè)(即變壓器副邊)就由于電磁感應(yīng)出現(xiàn)雷電壓,這個(gè)電壓很高時(shí)就危及用戶設(shè)備的安全。
(2)低壓輸電線雷電勢(shì)的分布與過渡
低壓為三相四線制,零線與大地相連,雷電發(fā)生在低壓電線時(shí),由于零線本身存在著電抗,接地電阻不可能達(dá)到零值,四線上的雷電都向地放電,此時(shí)的低壓輸電線首先是零電位急劇上升,當(dāng)然相線由于零電位上升而相應(yīng)上升,而且每相向零線放電時(shí),都是通過用戶設(shè)備進(jìn)行的,由于各自的負(fù)載不同,相應(yīng)的雷電位也不盡相同,這樣又出現(xiàn)了相對(duì)零線間和相間的雷電流。所以當(dāng)雷擊低壓線時(shí),對(duì)用戶設(shè)備造成破壞的一是對(duì)地絕緣,二是超壓過載,往往由于零線電位升高而破壞用戶絕緣的故障最明顯。
(3)小電流電路
所謂小電流電路系指電源功率容量小、電源內(nèi)阻高的電路網(wǎng)絡(luò),這種電路我們常見的如電話外線及電子線路本身。
上面說過,目前的防雷器件是由尖端放電和壓敏原理派生,這些器件用于線路超壓保護(hù)時(shí),接線方式一般為線間并聯(lián)及線與地間并聯(lián),這種器件在小電流電路上是能有效地箝定超壓電流的,因?yàn)樾‰娏麟娐饭β嗜萘啃?,電源?nèi)阻高。比如:當(dāng)雷電沖擊電話用戶時(shí),雷電流通過用戶線倒傳到交換機(jī)的終端,如果交換機(jī)終端安了壓敏器件,壓敏器件對(duì)雷電流進(jìn)行泄放時(shí),電話線路由于阻值大將雷電流給予限制,因此壓敏器件能箝定在它的閾值上。在電子電路中,我們常見在穩(wěn)壓二極管的前面串聯(lián)一只電阻,這只電阻是限流電阻,也可看成是為增加電源內(nèi)阻而設(shè)定的,由于此電阻的限流,穩(wěn)壓二極管就能將電壓箝定在它的閾值上,但負(fù)載電流不能大,否則穩(wěn)壓值低于閾值,所以在小電流電路中,使用壓敏器件進(jìn)行電壓的箝位能有效地防止雷電的沖擊,就是說防雷效果是顯著的。
(4)大電流電路
大電流電路一般指電源電路,這種電路的特點(diǎn)是功率容量大、電源內(nèi)阻小。如果在這樣的電路上使用壓敏器件并聯(lián)在線路上,力圖用壓敏器件的過壓放電特性,將過壓值箝定在壓敏器件的閾值上顯然是做不到的。雷電要在電源電路形成超壓狀態(tài),它的功率能量必須大于電源電路的能量,這樣一個(gè)巨大的能量由壓敏器件泄放而器件本身不損壞是不可能的,這是其一;其二,由于電源內(nèi)阻小,就是在壓敏器件放電過程中,壓敏器件兩端電壓不會(huì)低于線路的過壓值,這樣用戶設(shè)備同樣受雷電過壓的沖擊。
現(xiàn)在市面上有些設(shè)備號(hào)稱具有防雷功能,單純的將防雷器件和整機(jī)并聯(lián)在電源上,并在電源電路上串聯(lián)保險(xiǎn)絲。制作者們認(rèn)為在雷擊過程中,壓敏器件放電而使電路過流而熔斷保險(xiǎn)絲,達(dá)到避雷的目的。這樣的接線,對(duì)功率器件即電機(jī)和電力變壓器有一定的避雷作用,但對(duì)于微電子設(shè)備沒有防范功效。前面說過加在壓敏器件上的過壓值同時(shí)加到了用戶設(shè)備上,而且由于電源內(nèi)阻小,電壓不會(huì)因此而降落很多,另外,保險(xiǎn)絲是一個(gè)熱元件,有一個(gè)熔斷時(shí)間,所以用保險(xiǎn)絲與壓敏器件配合的避雷器裝置,對(duì)于微電子設(shè)備而言是不可取的。
要使壓敏器件在電源電路上發(fā)揮避雷作用,只有增加電源內(nèi)阻即在電路上串聯(lián)電抗元件,但是由于這個(gè)電抗元件使電路在正常工作狀態(tài)下,降低了工作電壓,同時(shí)又隨負(fù)載的變化而波動(dòng)使此電源不能使用,所以當(dāng)今防雷問題的焦點(diǎn)幾乎在電源線引雷問題上。
由于電源線上不能串聯(lián)電抗元件,但又要使用壓敏器件泄放雷電流,于是有人從雷電頻譜入手,提出了雷電的浪流現(xiàn)象。什么是浪流呢?雷電如水浪一樣來勢(shì)兇猛,下降迅速,認(rèn)為這樣一個(gè)沖擊電流主要分量在高頻,所以在電路上使用毫亨級(jí)的電感就能防止浪流。當(dāng)然毫亨級(jí)的電感對(duì)于50Hz的電源頻率幾乎不形成有影響的電抗。但是前面說過,雷電是靜電場(chǎng)的放電現(xiàn)象,主要分量是直流,諧波頻率較寬。這個(gè)交流分量很小,所以把雷電頻譜定在高頻是不對(duì)的,因此使用高頻電感的方法要獲得較好的防雷效果是不可能的。
當(dāng)前對(duì)于微電子設(shè)備的防雷方法使用1∶1變壓器,普遍認(rèn)為具有較好的防雷效果,為什么能得到這樣的效果呢?認(rèn)為:它能阻止浪流,起隔離作用。但這種解釋沒有說到點(diǎn)子上。應(yīng)該是1∶1隔離變壓器將大功率容量的電源變成了定功率容量的電源。由于變壓器具有磁飽和效應(yīng),如果在它的副邊并接壓敏器件,由于功率容量受到限制,壓敏器件能將電壓箝位。因?yàn)楝F(xiàn)在生產(chǎn)的氧化鋅壓敏器件瞬間電流可達(dá)數(shù)千安培。
3 結(jié)語
本文簡(jiǎn)略地表達(dá)了雷電成因、雷電過程以及分析了當(dāng)今防雷的方法,其目的是提出一個(gè)思維,以便對(duì)市面上形形色色的防雷器件的防雷效果有一個(gè)理智的判斷,以達(dá)到正確地選用防雷器件保護(hù)微電子設(shè)備。