谈瞬变电压和强脉冲对中心控制机房设备危害的抑制

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1、谈瞬变电压和强脉冲对中心控制机房设备危害的抑制摘要：本文主要阐述了瞬变电压和强脉冲对中心控制机房设备危害的抑制问题，由于中心播控机房应用着大量的微电子设备及计算机等自动化控制设备。这些设备在工作过程中常会出现一些莫名其妙的故障。如：误动作、数据丢失、死机，甚至元器件损坏等故障，严重影响了广播电视安全优质播出。本文着重分析了其产生原因，并对其如何抑制进行了较为系统的阐述。　　关键词：瞬变电压误动作微电子设备　　　　随着科学技术的发展，广播电视中心控制机房应用了大量的微电子设备。这些设备在工作过程中，常会出现一些莫名其妙的故障，如误动作、数据丢失、死机，甚至元器件损坏等等。产生这些现象

2、的原因是多种多样的，从这些电子装置的内部结构来说，由于其中大多是由脆弱敏感元件组成，而且是以低电压，小电流传递信号，所以极易受外界的过电压冲击和电磁干扰。另外电磁环境的不断恶化所造成的电磁干扰也是一个重要的因素，为了保证广播电视优质播出，有效降低设备故障率，对瞬变电压和外界冲击的原因和途径进行研究，并采取抑制和保护措施具有实际意义。　　对机房设备的危害主要是外部原因，而且很大程度上是由电源等传输线引入的。另外电力逆变设备的投入等突破性过渡过程会产生很强的干扰脉冲，对于在线监控装置的影响是很大的，实际观测这种脉冲间隔为30—100ns、10—100Ｈz，其电压冲击值可达正常值的5—1

3、0倍。　　录像机、计算机及卫星接收机等电子设备在设计上只适合纯净、稳定的交流电源。电源电压大幅度的波动或电流冲击，可以通过电源线进入自动播出控制计算机等自动化设备与正常信号迭加，致使计算机出错，严重影响其正常工作并威胁计算机及无器件的寿命。此外，某些用电设备所产生的尖峰干扰脉冲，工业火花等，也可经过供电线路和耦合窜入电子设备，影响其正常工作。由于雷击会在供电线路中引起几百伏的脉冲尖峰电压，其中脉冲幅度在100Ｖ以上的变化每分钟竞达数百个，每年我们机房都有因雷击造成的过电压波冲击使电子设备损坏的事例。雷击线路，雷电波会经变压器，电压互感器、电流互感传入低电压回路，其传播机理有电磁传播

4、和静电传播两类。电磁传播是按变压器高低匝数比较移动低压侧的。静电传播则是按高低绕组上遭雷击时该相的电压将上升。　　另外，各线路附近地方或高层建筑物上落雷时，在供电线上会出现感应过电压。高达几十到几百千伏的直击雷或感应雷形成的进行波电压将沿架空线传进配电变压器而耦合或穿入低压侧，只以损坏和危及其它电子装置。由于这些设备大都与外界电源控制线路相连接，而且这些线路相互联结。且这些线路在配电线路上，常与多种线路混合敷设，相互之间产生电磁和静电耦合，使得一个线路上的冲击和浪涌会感应到其它线路中。　　电源线路因操作而出现的浪涌是常见的，有时电源线路还会出现几种叠加浪涌。例如某一回路中有一90Ｖ

5、Ａ的变压器，从回路中取样电阻ＲＤ取出信号送到测试装置，当开关合闸时产生浪涌冲击。经观测和分析，正常时取样电阻上的电压幅值是3.5Ｖ，合闸时产生的浪涌要持续3.4ns才能恢复正常。关于雷电和高压开关操作时产生的高频浪涌，还会通过杂散电容，或在接地线上感应产生浪涌而侵入电子装置。在UPS等弱电装置同一电源线上接有大电感负载或电焊机时，造成的影响和干扰是很大的。　　以上我们主要讲了瞬变电压及强脉冲的及危害，那么我们如何采取措施呢？　　首先，在高低回路装设浪涌抑制器。可根据具体条件在高压和低压回路中装设CR浪涌抑制器，据有关试验，有一条22KA回路，未装设抑制器时某次操作，设备的外壳地与信

6、号地（FG和SG）之间出现了约有800Ｖ的浪涌电压，而装设了CR浪涌抑制器后，FG与SG之间几乎无浪涌现象。在低压端子箱处安装CR装置比不装时的侵入浪涌起码也要降低一半。CR装置目前较为成型的设备已具备相当规模，如ARROW系列产品。　　其次，要装设瞬态电压冲击抑制器。瞬态电压冲击抑制器应具有防止瞬变电压和高能冲击所带来的损害，使瞬变电压和浪涌得到抑制的功能。对所有集成电路芯片造成危害的瞬态电压冲击及振荡，该装置能较好地抑制。其内部的电流分流器在有浪涌时小于5ns内立即动作。并严格控制输出的波型以保证不失真，防止计算机硬件和数据软件因波形有毛刺与冲击而损坏。　　最后，防雷变压器是必

7、不可少的。为抑制因雷击或雷电感应所产生的过电压以及来自电X中的瞬态冲击，采用防雷变压器有着十分好的作用。对于以防雷电过电压冲击为目的的防雷变压器，其结构是一个加屏蔽的绝缘变压器并附有避雷器、浪涌吸收器、电容器等。　　其它有关抑制措施还有如采用UPS可以承担计算机等所需的高性能指标的高可靠性的交流供电任务。或者采用专线供电，增加电源稳压器，电源滤波器等。