對于雷電流波形的各個量的標(biāo)志方法各國也不是統(tǒng)一的。典型的雷電流波形是以IEC規(guī)定的如圖4所示，在幅值Im以前叫波頭部分，幅值Im以后叫波尾部分。早先規(guī)定由O點到幅值的時間叫波頭長度，由0點到波尾半幅值的時間叫全部波長。但是在實際測量中發(fā)現(xiàn)，0點及幅值這兩點的時間很難精確測定的。為了避免測量中出現(xiàn)的含混，IEC建議測量脈沖電流的實測值按下列方法定義：實效波頭時間T1：脈沖電流的實效波頭時間，是指脈沖電流在10%幅值及90~/6幅值兩個瞬間之間的間隔時間再乘以1.25倍(兩個瞬間點A和B見圖4(a)。實效半幅值時間T2：脈沖電流的實效半幅值時間T2，是指實效原點O-與波形下降到半幅值的瞬間之間的間隔時間。

測量脈沖電壓的方法與脈沖電流相似，所不同的只是選擇參考點A的方法不一樣。脈沖電壓的實效波頭時間T1是指從脈沖電壓在30~/6幅值及90~/6幅值兩瞬間之間的間隔時間乘以1.67倍。實效原點O。是指A點之前0.3T1的一點，如圖4b。一般以分式符號表示波頭時間及半值時間(又稱波尾)，例如1.5/40便是指波頭時間為1.5微秒，半值時間為40微秒的波形。通常將雷電流由零增長到幅值這一部分稱為波頭，只有幾個微秒;電流值下降的部分稱為波尾，長達數(shù)十微秒到幾百微秒。

在1995年的EIC61312—1中的典型10/350us和8720us雷電流波形。10/35us波是直接雷的電流波形，其能量遠大于8/20us波，用這種波型來確定接閃器的大小尺寸。8/20us波是感應(yīng)雷和傳導(dǎo)雷電的電流波形，用這種波形來檢驗防雷器件耐雷擊能力的一種通用標(biāo)準(zhǔn)。它代表雷電電流經(jīng)過分流、衰減的電流波，又是線路靜電感應(yīng)電壓波和防雷導(dǎo)體通過雷電流時對其附近電氣導(dǎo)線的電磁感應(yīng)過電壓波。例如防雷的引下線，建筑物L(fēng)PZI區(qū)及其內(nèi)部計算雷電流的波。

由于雷電參數(shù)值隨地理環(huán)境不同，傳輸線的結(jié)構(gòu)不同，關(guān)于國際標(biāo)準(zhǔn)所規(guī)定的波形只是推薦，容許各國根據(jù)本國實際情況加以引用或制訂。由于我國尚無這方面的資料，故直接引用了IEC和ITU的推薦波形。對于架空明線的波形采用了我國郵電部門的觀測資料制訂。

建筑物防雷設(shè)計規(guī)范(GB50057-94)規(guī)定了防雷保護區(qū)的概念，便于設(shè)計者利用系統(tǒng)的層次分析各防雷保護區(qū)界面處的金屬導(dǎo)體等電位聯(lián)接和裝設(shè)過電壓保護器去分流和限壓的措施，使侵入波干擾信號不斷減少。這同我們過去的多道防雷的保護是一致的，在不同防雷保護區(qū)的界面上有不同層次的結(jié)合，就是要求注意各個介面處內(nèi)外系統(tǒng)的相互關(guān)系與相互作用，即要根據(jù)流過電壓保護器的電流波形，殘壓特性和大小，過電壓保護器的伏秒特性以及雷電流通過后產(chǎn)生的工頻續(xù)流大小等選擇過電壓保護器才是合理的。

3防雷元件性能

防雷元件的沖擊特性與試驗方法的關(guān)系甚為密切，它是規(guī)定防雷元件技術(shù)參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)之一。但試驗方法又與雷電波形有聯(lián)系。因為電子設(shè)備大都在一定的頻率范圍內(nèi)工作，不同頻率范圍的通路，對沖擊波有著不同的響應(yīng)。因此，對雷電沖擊波形進行頻譜分析，無論對電子設(shè)備的防雷設(shè)計和試驗都是有意義的。

防雷元件種類繁多，概括起來可分間隙式的(如放電間隙、閥型避雷器、放電管等)和非間隙式的(如壓繁電阻、齊納二極管)，再推廣一下像扼流線圈、電阻、電容……也可歸人這一類，從動作時間來說有快慢的區(qū)別。

使用在電涌保護器(sPD)中幾類元件的有關(guān)參數(shù)，雖然有廠家產(chǎn)品說明，但在選用時有的參數(shù)還須注意了解。例如放電管的伏秒特性：表征放電管點火電壓與時間的關(guān)系。它反映了各種不同上升速度的電壓波作用在放電管上其點火電壓和延遲時間的關(guān)系。由伏秒特性曲線可以判斷放電管的防護能力。放電管屬間隙式，有空氣間隙、氣體放電管等。再如氧化鋅壓敏電阻，是一種對電壓敏感的元件，是一種陶瓷非線性電阻器，有氧化鋅、氧化硅。這種元件，其電壓非線性系數(shù)高、容量大、殘壓低、漏電流小、無續(xù)流、伏安特性對稱、電壓范圍寬、響應(yīng)速度快、電壓溫度系數(shù)小等特點。并且有結(jié)構(gòu)簡單，成本低等優(yōu)點，是目前廣泛應(yīng)用的過電壓保護器件。適用于交流電壓浪涌吸收和各種線圈，接點間過電壓的吸收和滅弧，在電子器件過電壓保護中廣為應(yīng)用。在選用時關(guān)注的是通流容量;按規(guī)定的電流波形，在一定的試驗條件下施加的沖擊電流值，壓敏電阻所能承受沖擊電流的能力。我國對壓敏電阻的考核一般以8/20us波形，在室溫條件下，間隔5分鐘單方向沖擊兩次后，5分鐘內(nèi)測試壓敏電阻的起始動作電壓Vlma值的變化率在百分之十以內(nèi)時，沖擊電流的最大幅值定為通流容量。壓敏電阻的殘壓(LJres)：壓敏電阻通過電流時，在其兩端的電壓降謂之殘壓。通常均以規(guī)定的波形，通過不同的電流幅值進行殘壓測試。目前采用8/20us電流波形，以100A、1000A、3000A、5000A及該元件的滿通容量進行殘壓

試驗。另外還有半導(dǎo)體浪涌抑制器件：如瞬間二極管，它是一種過箝壓器件，簡單TKS，利用大面積硅園錐P-N結(jié)的雪崩效應(yīng)實現(xiàn)過箝位，TRS響應(yīng)速度快、漏電流小，是極佳的過電壓吸收器件。齊納二極管較為常用，其無極性，正反向具有相同的保護特性，但器件的工作電壓至少要為聯(lián)端的工作電壓三倍。其適用于交直流回路，常應(yīng)用于自動化控制裝置的輸出回路，即繼電器線圈或電磁間線圈兩端并聯(lián)應(yīng)用。

以上各類間隙式，非間隙式和抑制式器件都是通過浪涌電壓產(chǎn)生非線性元件瞬時短路的方式實現(xiàn)防雷保護。

4對電子系統(tǒng)及電子設(shè)備的防雷看法

由于電子信息設(shè)備是集電腦技術(shù)與集成微電子技術(shù)的產(chǎn)品，它的信號電壓只有5~10伏，這種產(chǎn)品的電磁兼容能力較差，很容易感受脈沖過電壓的襲擊，它受雷擊的概率又比較高，受雷電損壞的可能性就大。但是，電子信息系統(tǒng)是由信號采集、傳輸、存儲、檢索等多環(huán)節(jié)組成。鑒于系統(tǒng)環(huán)節(jié)多、接口多、線路長等原因，給雷電的耦合提供了條件。系統(tǒng)的電源進線接口，信號輸入輸出接口，接口的線路較長等是感應(yīng)脈沖過電壓容易侵人的原因，也是過電壓波侵入的主要通道。

基于以上原因。電子系統(tǒng)及電子設(shè)備的防雷保護重點是感應(yīng)雷。防雷的方法和措施，是按照現(xiàn)行的防雷規(guī)范規(guī)定的各個防雷分區(qū)的交界處安裝SPD設(shè)備。將整個系統(tǒng)的雷電防護看成是一個系統(tǒng)工程，綜合考慮，全方位保護，力求將雷擊災(zāi)害降低到最低。為此，規(guī)范里闡述了三級網(wǎng)絡(luò)防雷概念。在線路上三級網(wǎng)絡(luò)防護是逐步減少瞬態(tài)浪涌電流幅值的。最后一級將浪涌過電壓限制在設(shè)備能安全承受的范圍內(nèi)。一般元件可承受兩倍其額定電壓以上之瞬間電壓，約700V左右的峰值過電壓。700V的耐壓值在歐洲防雷方面被廣泛引用。當(dāng)然，浪涌電壓被限制得越低，則設(shè)備越安全。因此，我們在工程設(shè)計時分別將第一級SPD盡量靠近建筑物的電源進線處，第二、三級SPD盡量靠近被保護設(shè)備。第一級過電壓限制在1.5-1.8kV，第二級將殘壓限制在0.9~1.2kV，第三級將殘壓限制在0.4~0.TkV。通過這三級限壓和對浪涌電流的泄放，最后加載到設(shè)備上的過電壓通常都不會對設(shè)備和系統(tǒng)產(chǎn)生影響。現(xiàn)在防雷防電磁脈沖的保護器件還比較貴，技術(shù)性能都有差別，有些防雷產(chǎn)品通過保險只是為了促銷，設(shè)計者不能盲目地認為是可靠的產(chǎn)品，而應(yīng)按防雷規(guī)范的要求進行設(shè)計。

參考文獻：

1《電子設(shè)備雷擊試驗導(dǎo)則》編制說明1982年5月。

2通信線路和通信設(shè)備的防雷手冊(CCITT資料)郵電設(shè)計院譯.