中心議題：

• 電子設(shè)備防止雷電的有效方法

解決方案：

• 靜電屏蔽、過(guò)壓保護(hù)是電子設(shè)備防止雷電損壞的主要方法
• 用放電管和壓敏電阻避免電器設(shè)備遭受雷擊或雷電感應(yīng)產(chǎn)生高壓脈沖擊穿損壞
• 交流供電系統(tǒng)設(shè)備，一般用壓敏電阻跨接于電源線(xiàn)與地線(xiàn)之間，將雷電感應(yīng)高壓電脈沖進(jìn)行放電
• 小電器設(shè)備或器件，選用放電管或壓敏二極管，或選用壓敏電阻等跨接于輸入線(xiàn)與大地之間
• 電視機(jī)防雷擊電路制作成鋸齒狀讓高壓放電更容易發(fā)生

前面已經(jīng)指出，地球平均每一秒鐘有100多次閃電，而閃電也是一個(gè)放電過(guò)程，由此可知，原來(lái)每秒中流進(jìn)地球1.4×103安培的電流就是用來(lái)打雷放電的。如果地球不經(jīng)常打雷放電，試想，地球電位正好是每秒要增加1.4×103伏特，一小時(shí)后地球電位就可以增加到500多萬(wàn)伏，一天之后地球電位又會(huì)增加到12000多萬(wàn)伏，這是一個(gè)多么巨大的數(shù)字，在此電場(chǎng)強(qiáng)度之下，任何東西都可能會(huì)被擊穿。所以，地球時(shí)時(shí)刻刻都在放電才應(yīng)該是正常的。



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(xiàn)塔的高度要求比高壓電網(wǎng)線(xiàn)的高度高之外，在高壓電網(wǎng)線(xiàn)的最上面還要設(shè)置一根屏蔽線(xiàn)，這根屏蔽線(xiàn)通過(guò)電線(xiàn)塔與大地連接。當(dāng)遇到打雷時(shí)，屏蔽線(xiàn)首先與雷電接觸，把產(chǎn)生雷電物體（云）的電荷通過(guò)屏蔽線(xiàn)，再經(jīng)電線(xiàn)塔傳入大地而被釋放掉。避雷針也是這個(gè)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(guò)避雷針?lè)烹娨氪蟮?，以降低帶電物體（云）對(duì)其它物體或人體感應(yīng)產(chǎn)生放電的機(jī)會(huì)。還有，在高速公路兩旁安裝電線(xiàn)竿也是一種保護(hù)人類(lèi)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(duì)雷電感應(yīng)進(jìn)行保護(hù)，因?yàn)椋?dāng)雷電擊中某個(gè)建筑物的機(jī)房，或某個(gè)供電設(shè)備的時(shí)候，瞬間幾十萬(wàn)安培以上的電流通過(guò)這些建筑物或設(shè)備，也會(huì)對(duì)周?chē)鷰资追秶鷥?nèi)的電器設(shè)備產(chǎn)生電磁感應(yīng)，使周?chē)碾娋€(xiàn)或設(shè)備，不管是否與雷擊物體直接接觸或不接觸，都會(huì)通過(guò)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(duì)那些與長(zhǎng)電纜線(xiàn)連接的設(shè)備，如：電話(huà)機(jī)、傳真機(jī)、電視機(jī)等，對(duì)它們進(jìn)行過(guò)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(duì)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(xiàn)與地線(xiàn)之間，用于對(duì)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(xiàn)與大地之間，例如，一般家中的電話(huà)插座以及有線(xiàn)電視插座內(nèi)部都應(yīng)該連接一個(gè)或兩個(gè)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(shí)不導(dǎo)電，當(dāng)電場(chǎng)強(qiáng)度強(qiáng)到一定的時(shí)候，惰性氣體開(kāi)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(shí)也不導(dǎo)電，當(dāng)電壓超過(guò)一定值后，壓敏二極管或壓敏電阻就擊穿導(dǎo)通，不過(guò)這種擊穿是可以恢復(fù)的。

圖2是電視機(jī)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(xiàn)端口就近與電網(wǎng)輸入引線(xiàn)之間加接這種放電間隙裝置。由于電視機(jī)本身沒(méi)有金屬機(jī)殼或機(jī)殼接地電氣連接點(diǎn)，所以防雷放電間隙可直接利用電網(wǎng)輸入電源引線(xiàn)代替地線(xiàn)使用。



另外，電視機(jī)的安全標(biāo)準(zhǔn)要求冷熱地之間的耐壓強(qiáng)度大于A(yíng)C2000V，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(huì)提高成本。因?yàn)樵谡鈮合?，?萬(wàn)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(jī)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?yàn)殡姌O的尖端處電場(chǎng)強(qiáng)度最強(qiáng)，當(dāng)尖端放電產(chǎn)生后，周?chē)諝鈱⒆兂蓪?dǎo)體，使放電更容易進(jìn)行，這樣，在很短時(shí)間內(nèi)就可以把電放完。