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过电压保护动作的逻辑过程

通常过电压保护是在线圈两端并联一个电阻、电阻串电容或二极

管串电阻，以形成一个放电回路，实现过电压的保护。这在电力和电

子技术中经常用到。

过电压指峰值大于正常运行下最大稳态电压的相应峰值的任何

电压。在工程上，它指一切可能对设备造成损害的危险电压。因此在

工程中，一些虽然大于设备正常运行电压峰值但不足以危及设备正常

工作的过电压被排除在外。过电压包括:

(1)瞬态过电压，持续时间为毫秒级或更短，是避雷器的主要防

护对象。

(2)暂态过电压或短时过电压，持续时间相对较长，一般介于0.1s

和1s之间。

瞬态过电压的来源主要有：雷击、开关操作、静电放电和核爆炸。

在通信局站，主要是雷电过电压或雷击过电压。

暂态过电压主要有：转移过电压、断零过电压、断线谐振过电压

和中性线漂移形成的过电压。此外，空载线路的电容效应、不对称接

地故障和突然甩负荷也可能产生危险的过电压。

1.通信电源系统过电压保护的基本原则

通信电源系统过电压保护有两条基本原则：一是系统防护原则，

二是概率防护原则。

(1)系统防护原则

之所以有系统防护原则，是因为:

1)危险过电压，特别是雷电过电压的耦合机制多种多样，无孔不

入;

2)因供电、数据与信息传输等业务需要，通信设备间存在着广泛

的电连接。

系统防护原则包括以下内容:

1)既要考虑到瞬态过电压的保护，也要考虑到暂态过电压的耐受

与防护;

2)既要考虑到各种过电压的保护，也要考虑到电磁脉冲的防护;

3)考虑到每个端口的保护;

4)将电涌保护器和被保护电路作为一个整体看待，进行良好的配

合与协调;

5)过电压保护措施，必须符合相关标准和规范的要求;

6)过电压保护措施的加入，不能影响其他通信设备间的正常运行

和互联互通;

7)提出合理的机房环境要求;

8)提出合理的安装与维护要求。

(2)概率防护原则

之所以有概率防护原则，是因为:

1)雷电的形成和发生有一定的随机性和不确定性，雷电参数的取

值也有一定的统计性质;

2)防雷装置不能阻止雷电的形成;

3)由于技术的限制，防雷装置不能完全消除或阻止所有过电压，

设备的过电压耐受能力也是有限的。

根据概率防护原则，需要做到:

1)对设备进行多种波形、幅值的模拟冲击测试;

2)对被保护设备提出过电压耐受指标;

3)设备的冲击通流容量的指标应明显高于国内外标准的要求。

2.过电压保护的方法

(1)过电压保护基本方法

为了防止过电压威胁到设备的正常运行和安全，首先可以减少或

阻止过电压能量到达设备，这样的方法包括:

1)衰减或转移能量，如采用屏蔽、滤波、加装电涌保护器(SPD)

等措施。

2)断开危险线路，如采用熔断器、短路器等。这一方法要在条件

允许时才可以实施。

3)电气隔离，如采用隔离变压器、光耦等。

其次，由于过电压本身的不确定性和技术实现上的困难，不可能

将过电压能量完全消除或阻止，这时需要增强设备抵抗剩余能量威胁

的方法。这些方法有：提高设备的工作电压范围、提高设备的绝缘强

度以及设计和实施完善的等电位连接与接地网络等。

(2)多级保护

通信电源系统应采用分级保护，逐级限压，将雷电过电压限制在

设备的承受水平上。

(3)端口的保护

1)外壳端口的保护

对外壳端口实施的保护措施主要是屏蔽，应满足EMC测试中对辐

射(屏蔽)的要求。

2)交流电源端口的保护

A.通流容量(8/20ms波形):对于通信电源设备，应不低于20kA

×10次及40kA×1次；对于通信局(站)低压配电系统，应依据

YD/T5098-2005《通信局(站)防雷与接地工程设计规范》的有关规定，

根据通信局(站)的类型、年雷暴日多少和地理环境等具体情况确定。

B.最大持续工作电压：应能使通信电源设备的耐受特性满足

IEC61643-1和UL1449的要求，根据YD/T5098-2005《通信局(站)防

雷与接地工程设计规范》的有关规定，国内低压配电系统的交流电源

防雷器的最大持续