第一篇：防雷器在電源系統(tǒng)中的應(yīng)用

防雷器在電源系統(tǒng)中的應(yīng)用

一、雷電防護(hù)基本原理

雷電及其它強(qiáng)干擾對通信系統(tǒng)的致?lián)p及由此引起的后里是嚴(yán)重的，雷電防護(hù)將成為必需。雷電由高能的低頻成份與極具滲透性的高頻成份組成。其主要通過兩種形式，一種是通過金屬管線或地線直接傳導(dǎo)雷電致?lián)p設(shè)備；一種是閃電通道及泄流通道的雷電電磁脈沖以各種耦合方式感應(yīng)到金屬管線或地線產(chǎn)生浪涌致?lián)p設(shè)備。絕大部分雷損由這種感應(yīng)而引起。對于電子信息設(shè)備而言，危害主要來自于由雷電引起的雷電電磁脈沖的耦合能量，通過以下三個(gè)通道所產(chǎn)生的瞬態(tài)浪涌。金屬管線通道，如自來水管、電源線、天饋線、信號線、航空障礙燈引線等產(chǎn)生的浪涌；地線通道，地電們反擊；空間通道，電磁小組的輻射能量。

其中金屬管線通道的浪涌和地線通道的地電位反擊是電子信息系統(tǒng)致?lián)p的主要原因，它的最見的致?lián)p形式是在電力線上引起的雷損，所以需作為防擴(kuò)的重點(diǎn)。由于雷電無孔不入地侵襲電子信息系統(tǒng)，雷電防護(hù)將是個(gè)系統(tǒng)工程。雷電防護(hù)的中心內(nèi)容是泄放和均衡。

1．泄放是將雷電與雷電電磁脈沖的能量通過大地泄放，并且應(yīng)符合層次性原則，即盡可能多、盡可能遠(yuǎn)地將多余能量在引入通信系統(tǒng)之前泄放入地；層次性就是按照所設(shè)立的防雷保護(hù)區(qū)分層次對雷電能量進(jìn)行削弱。防雷保護(hù)區(qū)又稱電磁兼容分區(qū)，是按人、物和信息系統(tǒng)對雷電及雷電電磁脈沖的感受強(qiáng)度不同把環(huán)境分成幾個(gè)區(qū)域：LPZOA區(qū)，本區(qū)內(nèi)的各物體都可能遭到直接雷擊，因此各特體都可能導(dǎo)走全部雷電流，本區(qū)內(nèi)電磁場沒有衰減。LPZOB區(qū)，本區(qū)內(nèi)的各物體不可能遭到直接雷擊，但本區(qū)電磁場沒有衰減。LPZ1區(qū)，本區(qū)內(nèi)的各物體不可能遭到直接雷擊，流往各導(dǎo)體的電流比LPZOB區(qū)進(jìn)一步減少，電磁場衰減和效果取決于整體的屏蔽措施。后續(xù)的防雷區(qū)（LPZ2區(qū)等）如果需要進(jìn)一步減小所導(dǎo)引的電流和電磁場，就應(yīng)引入后續(xù)防雷區(qū)，應(yīng)按照需要保護(hù)的系統(tǒng)所要求的環(huán)境區(qū)選擇且續(xù)防雷區(qū)的要求條件。保護(hù)區(qū)序號越高，預(yù)期的干擾能量和干擾電壓越低。在現(xiàn)代雷電防護(hù)技術(shù)中，防雷區(qū)的設(shè)置具有重要意義，它可以指導(dǎo)我們進(jìn)行屏蔽、接地、等電們連接等技術(shù)措施的實(shí)施。

2．均衡就是保持系統(tǒng)各部分不產(chǎn)生足以致?lián)p的電位差，即系統(tǒng)所在環(huán)境及系統(tǒng)本身所有金屬導(dǎo)電體的電位在瞬態(tài)現(xiàn)象時(shí)保持基本相等，這實(shí)質(zhì)是基于均壓等電位連接的。由可靠的接地系統(tǒng)、等電位連接用的金屬導(dǎo)線和等電位連接器（防雷器）組成一個(gè)電位補(bǔ)償系統(tǒng)，在瞬態(tài)現(xiàn)象存在的極短時(shí)間里，這個(gè)電位補(bǔ)償系統(tǒng)可以迅速地在被保護(hù)系統(tǒng)所處區(qū)域內(nèi)所有導(dǎo)電部件之間建立起一個(gè)等電位，這些導(dǎo)電部件也包括有源導(dǎo)線。通過這個(gè)完備的電位補(bǔ)償系統(tǒng)，可以在極短時(shí)間內(nèi)形成一個(gè)等電位區(qū)域，這個(gè)區(qū)域相對于遠(yuǎn)處可能存在數(shù)十千伏的電位差。重要的是在需要保護(hù)的系統(tǒng)所處區(qū)域內(nèi)部，所有導(dǎo)電部件之間不存在顯著的電位差。

3．雷電防護(hù)系統(tǒng)由三部分組成，各部分都有其重要作用，不存在替代性。外部防護(hù)，由接閃器、引下線、接地體組成，可將絕大部分雷電能量直接導(dǎo)入地下泄放。過渡防護(hù)，由合理的屏蔽、接地、布線組成，可減少或阻塞通過各入侵通道引入的感應(yīng)。內(nèi)部防護(hù)，由均壓等電位連接、過電壓保護(hù)組成，可均衡系統(tǒng)電位，限制過電壓幅值。

二、防雷器的作用及技術(shù)參數(shù)

防雷器又稱等電位連接器、過電壓保護(hù)器、浪涌抑制器、突波吸收器、防雷保安器等，用于電源線防護(hù)的防雷器稱為電源防雷器。鑒于目前的雷電致?lián)p特點(diǎn)，雷電防護(hù)尤其在防雷整改中，基于防雷器防護(hù)方案是最簡單、經(jīng)濟(jì)的雷電防護(hù)解決方案。防雷器的主要作用是瞬態(tài)現(xiàn)象時(shí)將其兩端的電位保持一致或限制在一個(gè)范圍內(nèi)，轉(zhuǎn)移有源導(dǎo)體上多余能量。

進(jìn)入地下泄放，是實(shí)現(xiàn)均壓等電位連接的重要組成部分。防雷器的一些主要技術(shù)參數(shù)：額定工作電壓、額定工作電流，特批串并式電源防雷器的載流量。通流能力，防雷器轉(zhuǎn)移雷電流的能力，以千安為單位，與波開開式有關(guān)。防雷器在功能上可分為可防直擊雷的防雷器和防感應(yīng)雷的防雷器?？煞乐睋衾椎姆览灼魍ǔＳ糜诳赡鼙恢睋衾讚糁械木€路保護(hù)，如LPZOA區(qū)與LPZ1區(qū)交界處的保護(hù)。用10/35μs電流波形測試與表示其通流能力。防感應(yīng)雷的防雷器通常用于不可能被直擊雷擊中的線路保護(hù)，如LPZOB區(qū)與LPX1區(qū)、LPZ1區(qū)交界處的保護(hù)。用8/20μs電流波形測試與表示其通流能力響應(yīng)時(shí)間，防雷器對瞬態(tài)現(xiàn)象起控制作用所需的時(shí)間，與波形性質(zhì)有關(guān)。殘壓，防雷器對瞬態(tài)現(xiàn)象的電壓限制能力，與雷電流幅值及波形性質(zhì)有關(guān)。

三、防雷器的選用

基于防雷器的防護(hù)想要取得理想的效果，應(yīng)注重“在合適的地方合理地裝設(shè)合適的防雷器”，防雷器的選擇十分重要。

1．進(jìn)入建筑物的各種設(shè)施之間的雷電流分配情況如下：約有50%的雷電流經(jīng)外部防雷裝置泄放入地，另有50%的雷電流將在整個(gè)系統(tǒng)的金屬物質(zhì)內(nèi)進(jìn)行分配。這個(gè)評估模式用于估算在LPAOA區(qū)、LPZOB區(qū)和LPZ1區(qū)交界處作等電位連接的防雷器的通流能力和金屬導(dǎo)線的規(guī)格。該處的雷電流為10/35μs電流波形。在各金屬物質(zhì)中雷電流的分配情況下：各部分雷電流幅值取決于各分配通道有的阻抗與感抗，分配通道是指可能被分配到雷電流的金屬物質(zhì)，如電力線、信號線、自來水管、金屬構(gòu)架等金屬管級及其它接地，一般僅以各自的接地電阻值就可以大致估算。在不能確定的情況下，可以認(rèn)為接是電阻相等，即各金屬管線平均分配電流。

2．在電力線架空引入，并且電力線可能被直擊雷擊中時(shí)，進(jìn)入建筑物內(nèi)保護(hù)區(qū)的雷電流取決于外引線路、防雷器放電支路和用戶側(cè)線路的阻抗和感抗。如內(nèi)外兩端阻抗一致，則電力線被分配到一半的直擊雷電流。在這種情況下必須采用具有防直擊雷功能的防雷器。

3．后續(xù)的評估模式用于評估LPZ1區(qū)以后防護(hù)區(qū)交界處的雷電流分配情況。由于用戶側(cè)絕緣阻抗遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于防雷器放電支路與外引線路的阻抗，進(jìn)入后續(xù)防雷區(qū)的雷電流將減少，在數(shù)值上不需特別估算。一般要求用于后續(xù)防雷區(qū)的電源防雷器的通流能力在20kA（8/20μs）以下，不需采用大通流能力的防雷器。后續(xù)防雷區(qū)防雷器的選擇應(yīng)考慮各級之間的能量分配和電壓配合，在許多因素難以確定時(shí)，采用串并式電源防雷器是個(gè)好的選擇。串并式是根據(jù)現(xiàn)代雷電防護(hù)中許多應(yīng)用場合、保護(hù)范圍層次區(qū)分等特點(diǎn)提出的概念（相對于傳統(tǒng)的并式防雷器而言）。其實(shí)質(zhì)是經(jīng)能量配合和電壓分配的多級放電器與濾波器技術(shù)的有效結(jié)合。串并式防雷有如下特點(diǎn)：應(yīng)用廣泛。不但可以按常規(guī)進(jìn)行應(yīng)用，也適合保護(hù)區(qū)難以區(qū)別的場所。感生退耦器件在瞬態(tài)過電壓下的分壓、延遲作用，以幫助實(shí)現(xiàn)能量配合。減緩瞬態(tài)干擾的上升速率，以實(shí)現(xiàn)低殘壓與長壽命以及極快的響應(yīng)時(shí)間。

4．防雷器的其它參數(shù)選擇取決于各個(gè)被保護(hù)物所在防雷區(qū)的級別，其工作電壓以安裝在引電路中所有部件的額定電壓為準(zhǔn)。串并式防雷器還需注意其額定電流。

5．影響電子線雷電流分配的其它因素：變壓器端接地電阻降低將使電子線中分配電流增大。供電線纜的長度的增加將使電力線中分配電流減少，并使幾要導(dǎo)線中有平衡的電流分配。過短的電纜長度和過低的中性線阻抗將使電流不平衡，從而引起差模干擾。供電線纜并接多用戶將降低有效阻抗，導(dǎo)致分配電流增大，在連成網(wǎng)狀的供電狀態(tài)下，雷臨時(shí)性流主要流入電力線，這是多數(shù)雷損發(fā)生在電力線處的原因。

四、防雷器的安裝

1．電源線應(yīng)實(shí)現(xiàn)多級防護(hù)，多級防護(hù)是以各防雷區(qū)為層次，對雷電能量的逐級減弱（能量分配），使各級限制電壓相互配合，最終使過電壓值限制在設(shè)備絕緣強(qiáng)度之內(nèi)（電壓配合）。

在下列情況下，多級防護(hù)成為必須：某一級防雷器失效或防雷器某一路失效。防雷器的殘壓不配合設(shè)備絕緣強(qiáng)度，線纜在建筑物內(nèi)長度較長時(shí)。

2．幾乎所有情況下的線纜防護(hù)，至少應(yīng)分成兩級以上，同一級防雷器還可能包含多級保護(hù)（如串并式防雷器）。為了達(dá)到有效的保護(hù)，可在各防雷區(qū)界面處設(shè)置相應(yīng)的防雷器，防雷器可針對單個(gè)電子設(shè)備，或一個(gè)裝有多個(gè)電子設(shè)備的空間，所有穿過通常具有空間屏蔽的防雷區(qū)的導(dǎo)線，在穿過防雷區(qū)界面同時(shí)接有防雷器。另外，防雷器的保護(hù)范圍是有限的，一般防雷器與設(shè)備線路距離超過10m以后將使防護(hù)效果劣化，這是因?yàn)榉览灼骱托枰Ｗo(hù)的設(shè)備之間的電纜上有反射造成的振蕩電壓，其幅值與線路長度、負(fù)載阻抗成正比。

3．在使用電源孩子雷器的多級防護(hù)中，如果不注意能量分配，則可能引入更多的雷電能量進(jìn)入保護(hù)區(qū)域。這要求防雷器應(yīng)根據(jù)前述評估模式選擇。一般防雷器都有通過雷電流越大，殘壓越高的特點(diǎn)，通過能量分配后未級防雷器流過的雷電流極小，有利于電壓限制。注意，不考慮電壓配合而僅僅選擇低響應(yīng)電壓的防雷器作末級保護(hù)是危險(xiǎn)的。

實(shí)現(xiàn)能量分配與電壓配合的要點(diǎn)在于利用兩級防雷器之間線纜本身的感抗。線纜本身的感抗有一定的阻礙埋電流及分壓作用，使雷電流更多地被分配到前級泄放。一般要求兩級防雷器之間線纜長度在15m左右，適用于保護(hù)地線與其它線纜緊貼敷設(shè)或處于同一條電纜之內(nèi)的情況。線纜上分支線路的長度對線纜要求長度有影響，當(dāng)保護(hù)地線與被保護(hù)線纜有一定距離（>1m），這時(shí)要求線纜長度大于5m即可。在一些不適合采用線纜本身作退耦措施的如兩級防雷區(qū)界面靠近或線纜長度較短時(shí)，可利用專門的退耦器件，這時(shí)無距離要求。

4．退耦器件是實(shí)現(xiàn)能量分配與電壓配合的重要措施，以下幾種材料可作為退耦器件：線纜、電感和電阻。

串并式電源防雷器就是一種考慮了能量分配與電壓配合，利用濾波器作為退耦器件的防雷器組合形式，適合于各種場合的應(yīng)用。

5．在某些極端情況下，裝上防雷器反而會(huì)增加設(shè)備損壞的可能，必須杜絕；這類情況發(fā)生。防雷器保護(hù)幾條線，其中一條線上的防雷器失效或響應(yīng)速度過慢。這可能使共模干擾轉(zhuǎn)化為差模干擾而損壞設(shè)備。這要求必須實(shí)施多級防護(hù)及注意防雷器的維護(hù)。不考慮防雷保護(hù)區(qū)、能量配合及電壓分配而隨便安裝防雷器，比如僅僅在設(shè)備前端裝設(shè)一只防雷器，由于沒有前級保護(hù)，強(qiáng)大的雷電流將被吸引到設(shè)備前端，致使防雷器殘壓超過設(shè)備絕緣強(qiáng)度。這要求防雷器必須按層次性原則安裝。

6．在另外的一些情況下，錯(cuò)誤的安裝將使設(shè)備得不到有效保護(hù)。過長的防雷器連接線、防雷器工作時(shí)，連接線上由感抗引起的電壓將極高，加在設(shè)備上的仍會(huì)危險(xiǎn)電壓，這個(gè)問題在末級防雷器的應(yīng)用中更加明顯。解決這個(gè)問題的方法是采用短的連接線，也要以采用兩要以上分開的連接線以分擔(dān)磁場強(qiáng)度，減少壓降，單線加粗連接線是沒有什么效果的。必要時(shí)可通過改變被保護(hù)線的布線，使其靠近等電位連接排（接地點(diǎn)）以減少連接線長度。

防雷器輸出線和輸入線、接地線靠近、并排敷設(shè)。這種情況對串并式防雷器的影響比較嚴(yán)重。當(dāng)串并式電源防雷器的輸出線（已保護(hù)的線）和輸入線（未保護(hù)線）、地線靠近敷設(shè)，會(huì)使輸出線內(nèi)感應(yīng)出瞬態(tài)浪涌，雖然其強(qiáng)度較原來小，但仍可能是危險(xiǎn)的。解決這個(gè)問題的方法是將輸入線、地線與輸出線分開敷設(shè)或垂直敷設(shè)，盡量減少并行敷設(shè)的長度，拉開敷設(shè)的距離。

防雷器接地線沒有與被保護(hù)設(shè)備的保護(hù)地相連，即采取單獨(dú)的防雷接地。這將使被保護(hù)線與設(shè)備保護(hù)地之間在瞬態(tài)時(shí)存在危險(xiǎn)電壓，解決這個(gè)問題的方法是防雷器的接地應(yīng)與設(shè)備保護(hù)地相連。

第二篇：淺談防雷器在電源系統(tǒng)中原理以及應(yīng)用

摘要：雷電由高能的低頻成份與極具滲透性的高頻成份組成。其主要通過兩種形式，一種是通過金屬管線或地線直接傳導(dǎo)雷電致?lián)p設(shè)備；一種是閃電通道及泄流通道的雷電電磁脈沖以各種耦合方式感應(yīng)到金屬管線或地線產(chǎn)生浪涌致?lián)p設(shè)備。絕大部分雷損由這種感應(yīng)而引起。對于電子信息設(shè)備而言，危害主要來自于由雷電引起的雷電電磁脈沖的耦合能量，通過以下三個(gè)通道所產(chǎn)生的瞬態(tài)浪涌。本文主要簡析防雷器在電源系統(tǒng)中的應(yīng)用等。

一、雷電防護(hù)基本原理

雷電及其它強(qiáng)干擾對通信系統(tǒng)的致?lián)p及由此引起的后果是嚴(yán)重的，雷電防護(hù)將成為必需。雷電由高能的低頻成份與極具滲透性的高頻成份組成。其主要通過兩種形式，一種是通過金屬管線或地線直接傳導(dǎo)雷電致?lián)p設(shè)備；一種是閃電通道及泄流通道的雷電電磁脈沖以各種耦合方式感應(yīng)到金屬管線或地線產(chǎn)生浪涌致?lián)p設(shè)備。絕大部分雷損由這種感應(yīng)而引起。對于電子信息設(shè)備而言，危害主要來自于由雷電引起的雷電電磁脈沖的耦合能量，通過以下三個(gè)通道所產(chǎn)生的瞬態(tài)浪涌。金屬管線通道，如自來水管、電源線、天饋線、信號線、航空障礙燈引線等產(chǎn)生的浪涌；地線通道，地電們反擊；空間通道，電磁小組的輻射能量。

其中金屬管線通道的浪涌和地線通道的地電位反擊是電子信息系統(tǒng)致?lián)p的主要原因，它的最見的致?lián)p形式是在電力線上引起的雷損，所以需作為防擴(kuò)的重點(diǎn)。由于雷電無孔不入地侵襲電子信息系統(tǒng)，雷電防護(hù)將是個(gè)系統(tǒng)工程。雷電防護(hù)的中心內(nèi)容是泄放和均衡。

1.泄放是將雷電與雷電電磁脈沖的能量通過大地泄放，并且應(yīng)符合層次性原則，即盡可能多、盡可能遠(yuǎn)地將多余能量在引入通信系統(tǒng)之前泄放入地；層次性就是按照所設(shè)立的防雷保護(hù)區(qū)分層次對雷電能量進(jìn)行削弱。防雷保護(hù)區(qū)又稱電磁兼容分區(qū)，是按人、物和信息系統(tǒng)對雷電及雷電電磁脈沖的感受強(qiáng)度不同把環(huán)境分成幾個(gè)區(qū)域：LPZOA區(qū)，本區(qū)內(nèi)的各物體都可能遭到直接雷擊，因此各特體都可能導(dǎo)走全部雷電流，本區(qū)內(nèi)電磁場沒有衰減。LPZOB區(qū)，本區(qū)內(nèi)的各物體不可能遭到直接雷擊，但本區(qū)電磁場沒有衰減。LPZ1區(qū)，本區(qū)內(nèi)的各物體不可能遭到直接雷擊，流往各導(dǎo)體的電流比LPZOB區(qū)進(jìn)一步減少，電磁場衰減和效果取決于整體的屏蔽措施。后續(xù)的防雷區(qū)假如需要進(jìn)一步減小所導(dǎo)引的電流和電磁場，就應(yīng)引入后續(xù)防雷區(qū)，應(yīng)按照需要保護(hù)的系統(tǒng)所要求的環(huán)境區(qū)選擇且續(xù)防雷區(qū)的要求條件。保護(hù)區(qū)序號越高，預(yù)期的干擾能量和干擾電壓越低。在現(xiàn)代雷電防護(hù)技術(shù)中，防雷區(qū)的設(shè)置具有重要意義，它可以指導(dǎo)我們進(jìn)行屏蔽、接地、等電們連接等技術(shù)措施的實(shí)施。

2.均衡就是保持系統(tǒng)各部分不產(chǎn)生足以致?lián)p的電位差，即系統(tǒng)所在環(huán)境及系統(tǒng)本身所有金屬導(dǎo)電體的電位在瞬態(tài)現(xiàn)象時(shí)保持基本相等，這實(shí)質(zhì)是基于均壓等電位連接的。由可靠的接地系統(tǒng)、等電位連接用的金屬導(dǎo)線和等電位連接器組成一個(gè)電位補(bǔ)償系統(tǒng)，在瞬態(tài)現(xiàn)象存在的極短時(shí)間里，這個(gè)電位補(bǔ)償系統(tǒng)可以迅速地在被保護(hù)系統(tǒng)所處區(qū)域內(nèi)所有導(dǎo)電部件之間建立起一個(gè)等電位，這些導(dǎo)電部件也包括有源導(dǎo)線。通過這個(gè)完備的電位補(bǔ)償系統(tǒng)，可以在極短時(shí)間內(nèi)形成一個(gè)等電位區(qū)域，這個(gè)區(qū)域相對于遠(yuǎn)處可能存在數(shù)十千伏的電位差。重要的是在需要保護(hù)的系統(tǒng)所處區(qū)域內(nèi)部，所有導(dǎo)電部件之間不存在顯著的電位差。

3.雷電防護(hù)系統(tǒng)由三部分組成，各部分都有其重要作用，不存在替代性。外部防護(hù)，由接閃器、引下線、接地體組成，可將絕大部分雷電能量直接導(dǎo)入地下泄放。過渡防護(hù)，由合理的屏蔽、接地、布線組成，可減少或阻塞通過各入侵通道引入的感應(yīng)。內(nèi)部防護(hù)，由均壓等電位連接、過電壓保護(hù)組成，可均衡系統(tǒng)電位，限制過電壓幅值。

二、防雷器的作用及技術(shù)參數(shù)

防雷器又稱等電位連接器、過電壓保護(hù)器、浪涌抑制器、突波吸收器、防雷保安器等，用于電源線防護(hù)的防雷器稱為電源防雷器。鑒于目前的雷電致?lián)p特點(diǎn)，雷電防護(hù)尤其在防雷整改中，基于防雷器防護(hù)方案是最簡單、經(jīng)濟(jì)的雷電防護(hù)解決方案。防雷器的主要作用是瞬態(tài)現(xiàn)象時(shí)將其兩端的電位保持一致或限制在一個(gè)范圍內(nèi)，轉(zhuǎn)移有源導(dǎo)體上多余能量。

進(jìn)入地下泄放，是實(shí)現(xiàn)均壓等電位連接的重要組成部分。防雷器的一些主要技術(shù)參數(shù)：額定工作電壓、額定工作電流，特批串并式電源防雷器的載流量。通流能力，防雷器轉(zhuǎn)移雷電流的能力，以千安為單位，與波開開式有關(guān)。防雷器在功能上可分為可防直擊雷的防雷器和防感應(yīng)雷的防雷器。可防直擊雷的防雷器通常用于可能被直擊雷擊中的線路保護(hù)，如LPZOA區(qū)與LPZ1區(qū)交界處的保護(hù)。用10/35μs電流波形測試與表示其通流能力。防感應(yīng)雷的防雷器通常用于不可能被直擊雷擊中的線路保護(hù)，如LPZOB區(qū)與LPX1區(qū)、LPZ1區(qū)交界處的保護(hù)。用8/20μs電流波形測試與表示其通流能力響應(yīng)時(shí)間，防雷器對瞬態(tài)現(xiàn)象起控制作用所需的時(shí)間，與波形性質(zhì)有關(guān)。殘壓，防雷器對瞬態(tài)現(xiàn)象的電壓限制能力，與雷電流幅值及波形性質(zhì)有關(guān)。

三、防雷器的選用

基于防雷器的防護(hù)想要取得理想的效果，應(yīng)注重“在合適的地方合理地裝設(shè)合適的防雷器”，防雷器的選擇十分重要。

1.進(jìn)入建筑物的各種設(shè)施之間的雷電流分配情況如下：約有50%的雷電流經(jīng)外部防雷裝置泄放入地，另有50%的雷電流將在整個(gè)系統(tǒng)的金屬物質(zhì)內(nèi)進(jìn)行分配。這個(gè)評估模式用于估算在LPAOA區(qū)、LPZOB區(qū)和LPZ1區(qū)交界處作等電位連接的防雷器的通流能力和金屬導(dǎo)線的規(guī)格。該處的雷電流為10/35μs電流波形。在各金屬物質(zhì)中雷電流的分配情況下：各部分雷電流幅值取決于各分配通道有的阻抗與感抗，分配通道是指可能被分配到雷電流的金屬物質(zhì)，如電力線、信號線、自來水管、金屬構(gòu)架等金屬管級及其它接地，一般僅以各自的接地電阻值就可以大致估算。在不能確定的情況下，可以認(rèn)為接是電阻相等，即各金屬管線平均分配電流。

第三篇：防雷器在電源系統(tǒng)中的基本原理以及應(yīng)用

防雷器在電源系統(tǒng)中的基本原理以及應(yīng)用

一、雷電防護(hù)基本原理

雷電及其它強(qiáng)干擾對通信系統(tǒng)的致?lián)p及由此引起的后里是嚴(yán)重的，雷電防護(hù)將成為必需。雷電由高能的低頻成份與極具滲透性的高頻成份組成。其主要通過兩種形式，一種是通過金屬管線或地線直接傳導(dǎo)雷電致?lián)p設(shè)備；一種是閃電通道及泄流通道的雷電電磁脈沖以各種耦合方式感應(yīng)到金屬管線或地線產(chǎn)生浪涌致?lián)p設(shè)備。絕大部分雷損由這種感應(yīng)而引起。對于電子信息設(shè)備而言，危害主要來自于由雷電引起的雷電電磁脈沖的耦合能量，通過以下三個(gè)通道所產(chǎn)生的瞬態(tài)浪涌。金屬管線通道，如自來水管、電源線、天饋線、信號線、航空障礙燈引線等產(chǎn)生的浪涌；地線通道，地電們反擊；空間通道，電磁小組的輻射能量。

其中金屬管線通道的浪涌和地線通道的地電位反擊是電子信息系統(tǒng)致?lián)p的主要原因，它的最見的致?lián)p形式是在電力線上引起的雷損，所以需作為防擴(kuò)的重點(diǎn)。由于雷電無孔不入地侵襲電子信息系統(tǒng)，雷電防護(hù)將是個(gè)系統(tǒng)工程。雷電防護(hù)的中心內(nèi)容是泄放和均衡。

1.泄放是將雷電與雷電電磁脈沖的能量通過大地泄放，并且應(yīng)符合層次性原則，即盡可能多、盡可能遠(yuǎn)地將多余能量在引入通信系統(tǒng)之前泄放入地；層次性就是按照所設(shè)立的防雷保護(hù)區(qū)分層次對雷電能量進(jìn)行削弱。防雷保護(hù)區(qū)又稱電磁兼容分區(qū)，是按人、物和信息系統(tǒng)對雷電及雷電電磁脈沖的感受強(qiáng)度不同把環(huán)境分成幾個(gè)區(qū)域：LPZOA區(qū)，本區(qū)內(nèi)的各物體都可能遭到直接雷擊，因此各特體都可能導(dǎo)走全部雷電流，本區(qū)內(nèi)電磁場沒有衰減。LPZOB區(qū)，本區(qū)內(nèi)的各物體不可能遭到直接雷擊，但本區(qū)電磁場沒有衰減。LPZ1區(qū)，本區(qū)內(nèi)的各物體不可能遭到直接雷擊，流往各導(dǎo)體的電流比LPZOB區(qū)進(jìn)一步減少，電磁場衰減和效果取決于整體的屏蔽措施。后續(xù)的防雷區(qū)（LPZ2區(qū)等）如果需要進(jìn)一步減小所導(dǎo)引的電流和電磁場，就應(yīng)引入后續(xù)防雷區(qū)，應(yīng)按照需要保護(hù)的系統(tǒng)所要求的環(huán)境區(qū)選擇且續(xù)防雷區(qū)的要求條件。保護(hù)區(qū)序號越高，預(yù)期的干擾能量和干擾電壓越低。在現(xiàn)代雷電防護(hù)技術(shù)中，防雷區(qū)的設(shè)置具有重要意義，它可以指導(dǎo)我們進(jìn)行屏蔽、接地、等電們連接等技術(shù)措施的實(shí)施。

2.均衡就是保持系統(tǒng)各部分不產(chǎn)生足以致?lián)p的電位差，即系統(tǒng)所在環(huán)境及系統(tǒng)本身所有金屬導(dǎo)電體的電位在瞬態(tài)現(xiàn)象時(shí)保持基本相等，這實(shí)質(zhì)是基于均壓等電位連接的。由可靠的接地系統(tǒng)、等電位連接用的金屬導(dǎo)線和等電位連接器（防雷器）組成一個(gè)電位補(bǔ)償系統(tǒng)，在瞬態(tài)現(xiàn)象存在的極短時(shí)間里，這個(gè)電位補(bǔ)償系統(tǒng)可以迅速地在被保護(hù)系統(tǒng)所處區(qū)域內(nèi)所有導(dǎo)電部件之間建立起一個(gè)等電位，這些導(dǎo)電部件也包括有源導(dǎo)線。通過這個(gè)完備的電位補(bǔ)償系統(tǒng)，可以在極短時(shí)間內(nèi)形成一個(gè)等電位區(qū)域，這個(gè)區(qū)域相對于遠(yuǎn)處可能存在數(shù)十千伏的電位差。重要的是在需要保護(hù)的系統(tǒng)所處區(qū)域內(nèi)部，所有導(dǎo)電部件之間不存在顯著的電位差。3.雷電防護(hù)系統(tǒng)由三部分組成，各部分都有其重要作用，不存在替代性。外部防護(hù)，由接閃器、引下線、接地體組成，可將絕大部分雷電能量直接導(dǎo)入地下泄放。過渡防護(hù)，由合理的屏蔽、接地、布線組成，可減少或阻塞通過各入侵通道引入的感應(yīng)。內(nèi)部防護(hù)，由均壓等電位連接、過電壓保護(hù)組成，可均衡系統(tǒng)電位，限制過電壓幅值。

二、防雷器的作用及技術(shù)參數(shù)

防雷器又稱等電位連接器、過電壓保護(hù)器、浪涌抑制器、突波吸收器、防雷保安器等，用于電源線防護(hù)的防雷器稱為電源防雷器。鑒于目前的雷電致?lián)p特點(diǎn)，雷電防護(hù)尤其在防雷整改中，基于防雷器防護(hù)方案是最簡單、經(jīng)濟(jì)的雷電防護(hù)解決方案。防雷器的主要作用是瞬態(tài)現(xiàn)象時(shí)將其兩端的電位保持一致或限制在一個(gè)范圍內(nèi)，轉(zhuǎn)移有源導(dǎo)體上多余能量。

進(jìn)入地下泄放，是實(shí)現(xiàn)均壓等電位連接的重要組成部分。防雷器的一些主要技術(shù)參數(shù)：額定工作電壓、額定工作電流，特批串并式電源防雷器的載流量。通流能力，防雷器轉(zhuǎn)移雷電流的能力，以千安為單位，與波開開式有關(guān)。防雷器在功能上可分為可防直擊雷的防雷器和防感應(yīng)雷的防雷器。可防直擊雷的防雷器通常用于可能被直擊雷擊中的線路保護(hù)，如LPZOA區(qū)與LPZ1區(qū)交界處的保護(hù)。用10/35μs電流波形測試與表示其通流能力。防感應(yīng)雷的防雷器通常用于不可能被直擊雷擊中的線路保護(hù)，如LPZOB區(qū)與LPX1區(qū)、LPZ1區(qū)交界處的保護(hù)。用8/20μs電流波形測試與表示其通流能力響應(yīng)時(shí)間，防雷器對瞬態(tài)現(xiàn)象起控制作用所需的時(shí)間，與波形性質(zhì)有關(guān)。殘壓，防雷器對瞬態(tài)現(xiàn)象的電壓限制能力，與雷電流幅值及波形性質(zhì)有關(guān)。

三、防雷器的選用

基于防雷器的防護(hù)想要取得理想的效果，應(yīng)注重“在合適的地方合理地裝設(shè)合適的防雷器”，防雷器的選擇十分重要。

1.進(jìn)入建筑物的各種設(shè)施之間的雷電流分配情況如下：約有50%的雷電流經(jīng)外部防雷裝置泄放入地，另有50%的雷電流將在整個(gè)系統(tǒng)的金屬物質(zhì)內(nèi)進(jìn)行分配。這個(gè)評估模式用于估算在LPAOA區(qū)、LPZOB區(qū)和LPZ1區(qū)交界處作等電位連接的防雷器的通流能力和金屬導(dǎo)線的規(guī)格。該處的雷電流為10/35μs電流波形。在各金屬物質(zhì)中雷電流的分配情況下：各部分雷電流幅值取決于各分配通道有的阻抗與感抗，分配通道是指可能被分配到雷電流的金屬物質(zhì)，如電力線、信號線、自來水管、金屬構(gòu)架等金屬管級及其它接地，一般僅以各自的接地電阻值就可以大致估算。在不能確定的情況下，可以認(rèn)為接是電阻相等，即各金屬管線平均分配電流。

2.在電力線架空引入，并且電力線可能被直擊雷擊中時(shí)，進(jìn)入建筑物內(nèi)保護(hù)區(qū)的雷電流取決于外引線路、防雷器放電支路和用戶側(cè)線路的阻抗和感抗。如內(nèi)外兩端阻抗一致，則電力線被分配到一半的直擊雷電流。在這種情況下必須采用具有防直擊雷功能的防雷器。

3.后續(xù)的評估模式用于評估LPZ1區(qū)以后防護(hù)區(qū)交界處的雷電流分配情況。由于用戶側(cè)絕緣阻抗遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于防雷器放電支路與外引線路的阻抗，進(jìn)入后續(xù)防雷區(qū)的雷電流將減少，在數(shù)值上不需特別估算。一般要求用于后續(xù)防雷區(qū)的電源防雷器的通流能力在20kA（8/20μs）以下，不需采用大通流能力的防雷器。后續(xù)防雷區(qū)防雷器的選擇應(yīng)考慮各級之間的能量分配和電壓配合，在許多因素難以確定時(shí)，采用串并式電源防雷器是個(gè)好的選擇。串并式是根據(jù)現(xiàn)代雷電防護(hù)中許多應(yīng)用場合、保護(hù)范圍層次區(qū)分等特點(diǎn)提出的概念（相對于傳統(tǒng)的并式防雷器而言）。其實(shí)質(zhì)是經(jīng)能量配合和電壓分配的多級放電器與濾波器技術(shù)的有效結(jié)合。串并式防雷有如下特點(diǎn)：應(yīng)用廣泛。不但可以按常規(guī)進(jìn)行應(yīng)用，也適合保護(hù)區(qū)難以區(qū)別的場所。感生退耦器件在瞬態(tài)過電壓下的分壓、延遲作用，以幫助實(shí)現(xiàn)能量配合。減緩瞬態(tài)干擾的上升速率，以實(shí)現(xiàn)低殘壓與長壽命以及極快的響應(yīng)時(shí)間。

4.防雷器的其它參數(shù)選擇取決于各個(gè)被保護(hù)物所在防雷區(qū)的級別，其工作電壓以安裝在引電路中所有部件的額定電壓為準(zhǔn)。串并式防雷器還需注意其額定電流。

5.影響電子線雷電流分配的其它因素：變壓器端接地電阻降低將使電子線中分配電流增大。供電線纜的長度的增加將使電力線中分配電流減少，并使幾要導(dǎo)線中有平衡的電流分配。過短的電纜長度和過低的中性線阻抗將使電流不平衡，從而引起差模干擾。供電線纜并接多用戶將降低有效阻抗，導(dǎo)致分配電流增大，在連成網(wǎng)狀的供電狀態(tài)下，雷臨時(shí)性流主要流入電力線，這是多數(shù)雷損發(fā)生在電力線處的原因。

四、防雷器的安裝 1.電源線應(yīng)實(shí)現(xiàn)多級防護(hù)，多級防護(hù)是以各防雷區(qū)為層次，對雷電能量的逐級減弱（能量分配），使各級限制電壓相互配合，最終使過電壓值限制在設(shè)備絕緣強(qiáng)度之內(nèi)（電壓配合）。

在下列情況下，多級防護(hù)成為必須：某一級防雷器失效或防雷器某一路失效。防雷器的殘壓不配合設(shè)備絕緣強(qiáng)度，線纜在建筑物內(nèi)長度較長時(shí)。

2.幾乎所有情況下的線纜防護(hù)，至少應(yīng)分成兩級以上，同一級防雷器還可能包含多級保護(hù)（如串并式防雷器）。為了達(dá)到有效的保護(hù)，可在各防雷區(qū)界面處設(shè)置相應(yīng)的防雷器，防雷器可針對單個(gè)電子設(shè)備，或一個(gè)裝有多個(gè)電子設(shè)備的空間，所有穿過通常具有空間屏蔽的防雷區(qū)的導(dǎo)線，在穿過防雷區(qū)界面同時(shí)接有防雷器。另外，防雷器的保護(hù)范圍是有限的，一般防雷器與設(shè)備線路距離超過10m以后將使防護(hù)效果劣化，這是因?yàn)榉览灼骱托枰Ｗo(hù)的設(shè)備之間的電纜上有反射造成的振蕩電壓，其幅值與線路長度、負(fù)載阻抗成正比。

3.在使用電源孩子雷器的多級防護(hù)中，如果不注意能量分配，則可能引入更多的雷電能量進(jìn)入保護(hù)區(qū)域。這要求防雷器應(yīng)根據(jù)前述評估模式選擇。一般防雷器都有通過雷電流越大，殘壓越高的特點(diǎn)，通過能量分配后未級防雷器流過的雷電流極小，有利于電壓限制。注意，不考慮電壓配合而僅僅選擇低響應(yīng)電壓的防雷器作末級保護(hù)是危險(xiǎn)的。

實(shí)現(xiàn)能量分配與電壓配合的要點(diǎn)在于利用兩級防雷器之間線纜本身的感抗。線纜本身的感抗有一定的阻礙埋電流及分壓作用，使雷電流更多地被分配到前級泄放。一般要求兩級防雷器之間線纜長度在15m左右，適用于保護(hù)地線與其它線纜緊貼敷設(shè)或處于同一條電纜之內(nèi)的情況。線纜上分支線路的長度對線纜要求長度有影響，當(dāng)保護(hù)地線與被保護(hù)線纜有一定距離（>1m），這時(shí)要求線纜長度大于5m即可。在一些不適合??或線纜長度較短時(shí)，可利用專門的退耦器件，這時(shí)無距離要求。

4.退耦器件是實(shí)現(xiàn)能量分配與電壓配合的重要措施，以下幾種材料可作為退耦器件：線纜、電感和電阻。

串并式電源防雷器就是一種考慮了能量分配與電壓配合，利用濾波器作為退耦器件的防雷器組合形式，適合于各種場合的應(yīng)用。

5.在某些極端情況下，裝上防雷器反而會(huì)增加設(shè)備損壞的可能，必須杜絕；這類情況發(fā)生。防雷器保護(hù)幾條線，其中一條線上的防雷器失效或響應(yīng)速度過慢。這可能使共模干擾轉(zhuǎn)化為差模干擾而損壞設(shè)備。這要求必須實(shí)施多級防護(hù)及注意防雷器的維護(hù)。不考慮防雷保護(hù)區(qū)、能量配合及電壓分配而隨便安裝防雷器，比如僅僅在設(shè)備前端裝設(shè)一只防雷器，由于沒有前級保護(hù)，強(qiáng)大的雷電流將被吸引到設(shè)備前端，致使防雷器殘壓超過設(shè)備絕緣強(qiáng)度。這要求防雷器必須按層次性原則安裝。

6.在另外的一些情況下，錯(cuò)誤的安裝將使設(shè)備得不到有效保護(hù)。過長的防雷器連接線、防雷器工作時(shí)，連接線上由感抗引起的電壓將極高，加在設(shè)備上的仍會(huì)危險(xiǎn)電壓，這個(gè)問題在末級防雷器的應(yīng)用中更加明顯。解決這個(gè)問題的方法是采用短的連接線，也要以采用兩要以上分開的連接線以分擔(dān)磁場強(qiáng)度，減少壓降，單線加粗連接線是沒有什么效果的。必要時(shí)可通過改變被保護(hù)線的布線，使其靠近等電位連接排（接地點(diǎn)）以減少連接線長度。

防雷器輸出線和輸入線、接地線靠近、并排敷設(shè)。這種情況對串并式防雷器的影響比較嚴(yán)重。當(dāng)串并式電源防雷器的輸出線（已保護(hù)的線）和輸入線（未保護(hù)線）、地線靠近敷設(shè)，會(huì)使輸出線內(nèi)感應(yīng)出瞬態(tài)浪涌，雖然其強(qiáng)度較原來小，但仍可能是危險(xiǎn)的。解決這個(gè)問題的方法是將輸入線、地線與輸出線分開敷設(shè)或垂直敷設(shè)，盡量減少并行敷設(shè)的長度，拉開敷設(shè)的距離。

防雷器接地線沒有與被保護(hù)設(shè)備的保護(hù)地相連，即采取單獨(dú)的防雷接地。這將使被保護(hù)線與設(shè)備保護(hù)地之間在瞬態(tài)時(shí)存在危險(xiǎn)電壓，解決這個(gè)問題的方法是防雷器的接地應(yīng)與設(shè)備保護(hù)地相連。

第四篇：防雷器原理及應(yīng)用

防雷器在電源系統(tǒng)中原理以及應(yīng)用

一、雷電防護(hù)基本原理

雷電及其它強(qiáng)干擾對通信系統(tǒng)的致?lián)p及由此引起的后里是嚴(yán)重的，雷電防護(hù)將成為必需。雷電由高能的低頻成份與極具滲透 性的高頻成份組成。其主要通過兩種形式，一種是通過金屬管線或地線直接傳導(dǎo)雷電致?lián)p設(shè)備；一種是閃電通道及泄流通道 的雷電電磁脈沖以各種耦合方式感應(yīng)到金屬管線或地線產(chǎn)生浪涌致?lián)p設(shè)備。絕大部分雷損由這種感應(yīng)而引起。對于電子信息 設(shè)備而言，危害主要來自于由雷電引起的雷電電磁脈沖的耦合能量，通過以下三個(gè)通道所產(chǎn)生的瞬態(tài)浪涌。金屬管線通道，如自來水管、電源線、天饋線、信號線、航空障礙燈引線等產(chǎn)生的浪涌；地線通道，地電們反擊；空間通道，電磁小組的輻 射能量。

其中金屬管線通道的浪涌和地線通道的地電位反擊是電子信息系統(tǒng)致?lián)p的主要原因，它的最見的致?lián)p形式是在電力線上引起 的雷損，所以需作為防擴(kuò)的重點(diǎn)。由于雷電無孔不入地侵襲電子信息系統(tǒng)，雷電防護(hù)將是個(gè)系統(tǒng)工程。雷電防護(hù)的中心內(nèi)容 是泄放和均衡。

1.泄放是將雷電與雷電電磁脈沖的能量通過大地泄放，并且應(yīng)符合層次性原則，即盡可能多、盡可能遠(yuǎn)地將多余能量在引 入通信系統(tǒng)之前泄放入地；層次性就是按照所設(shè)立的防雷保護(hù)區(qū)分層次對雷電能量進(jìn)行削弱。防雷保護(hù)區(qū)又稱電磁兼容分區(qū)，是按人、物和信息系統(tǒng)對雷電及雷電電磁脈沖的感受強(qiáng)度不同把環(huán)境分成幾個(gè)區(qū)域：LPZOA 區(qū)，本區(qū)內(nèi)的各物體都可能遭

到直接雷擊，因此各特體都可能導(dǎo)走全部雷電流，本區(qū)內(nèi)電磁場沒有衰減。LPZOB 區(qū)，本區(qū)內(nèi)的各物體不可能遭到直接雷

擊，但本區(qū)電磁場沒有衰減。LPZ1 區(qū)，本區(qū)內(nèi)的各物體不可能遭到直接雷擊，流往各導(dǎo)體的電流比LPZOB 區(qū)進(jìn)一步減少，電磁場衰減和效果取決于整體的屏蔽措施。后續(xù)的防雷區(qū)（LPZ2 區(qū)等）如果需要進(jìn)一步減小所導(dǎo)引的電流和電磁場，就應(yīng) 引入后續(xù)防雷區(qū)，應(yīng)按照需要保護(hù)的系統(tǒng)所要求的環(huán)境區(qū)選擇且續(xù)防雷區(qū)的要求條件。保護(hù)區(qū)序號越高，預(yù)期的干擾能量和

干擾電壓越低。在現(xiàn)代雷電防護(hù)技術(shù)中，防雷區(qū)的設(shè)置具有重要意義，它可以指導(dǎo)我們進(jìn)行屏蔽、接地、等電們連接等技術(shù) 措施的實(shí)施。

2.均衡就是保持系統(tǒng)各部分不產(chǎn)生足以致?lián)p的電位差，即系統(tǒng)所在環(huán)境及系統(tǒng)本身所有金屬導(dǎo)電體的電位在瞬態(tài)現(xiàn)象時(shí)

保持基本相等，這實(shí)質(zhì)是基于均壓等電位連接的。由可靠的接地系統(tǒng)、等電位連接用的金屬導(dǎo)線和等電位連接器（防雷器）組成一個(gè)電位補(bǔ)償系統(tǒng)，在瞬態(tài)現(xiàn)象存在的極短時(shí)間里，這個(gè)電位補(bǔ)償系統(tǒng)可以迅速地在被保護(hù)系統(tǒng)所處區(qū)域內(nèi)所有導(dǎo)電部 件之間建立起一個(gè)等電位，這些導(dǎo)電部件也包括有源導(dǎo)線。通過這個(gè)完備的電位補(bǔ)償系統(tǒng)，可以在極短時(shí)間內(nèi)形成一個(gè)等電 位區(qū)域，這個(gè)區(qū)域相對于遠(yuǎn)處可能存在數(shù)十千伏的電位差。重要的是在需要保護(hù) 的系統(tǒng)所處區(qū)域內(nèi)部，所有導(dǎo)電部件之間不 存在顯著的電位差。

3.雷電防護(hù)系統(tǒng)由三部分組成，各部分都有其重要作用，不存在替代性。外部防護(hù)，由接閃器、引下線、接地體組成，可

將絕大部分雷電能量直接導(dǎo)入地下泄放。過渡防護(hù)，由合理的屏蔽、接地、布線組成，可減少或阻塞通過各入侵通道引入的

感應(yīng)。內(nèi)部防護(hù)，由均壓等電位連接、過電壓保護(hù)組成，可均衡系統(tǒng)電位，限制過電壓幅值。

二、防雷器的作用及技術(shù)參數(shù)

防雷器又稱等電位連接器、過電壓保護(hù)器、浪涌抑制器、突波吸收器、防雷保安器等，用于電源線防護(hù)的防雷器稱為電源防

雷器。鑒于目前的雷電致?lián)p特點(diǎn)，雷電防護(hù)尤其在防雷整改中，基于防雷器防護(hù)方案是最簡單、經(jīng)濟(jì)的雷電防護(hù)解決方案。

防雷器的主要作用是瞬態(tài)現(xiàn)象時(shí)將其兩端的電位保持一致或限制在一個(gè)范圍內(nèi)，轉(zhuǎn)移有源導(dǎo)體上多余能量。

三、防雷器背景：

最原始的防雷器是羊角形間隙，出現(xiàn)于19世紀(jì)末期，用于架空輸電線路，防止雷擊損壞設(shè)備絕緣而造成停電，故稱“防雷器”。20世紀(jì)20年代,出現(xiàn)了鋁防雷器,氧化膜防雷器和丸式防雷器。30年代出現(xiàn)了管式防雷器。50年代出現(xiàn)了碳化硅防雷器。70年代又出現(xiàn)了金屬氧化物防雷器?，F(xiàn)代高壓防雷器，不僅用于限制電力系統(tǒng)中因雷電引起的過電壓，也用于限制因系統(tǒng)操作產(chǎn)生的過電壓。

自從1967年日本發(fā)現(xiàn)氧化鋅壓敏特性

以來，具有優(yōu)異非線性伏安特性的金屬氧化 物電阻片及金屬氧化物避雷器迅速發(fā)展，在 全球低壓、高壓及超高壓領(lǐng)域的應(yīng)用日益廣 泛，近年來，又不斷呈現(xiàn)新的特點(diǎn)，引起業(yè) 內(nèi)人士注目。

四、國內(nèi)外現(xiàn)狀

國外避雷器發(fā)展較快又具特色的

應(yīng)是日本，不僅僅是其最早研究與開發(fā)。日 本最高輸電線路是1000kV，于1996年建成，但按500kV運(yùn)行至今．近年來，其在避雷器 開發(fā)方面具有以下幾點(diǎn)： 高梯度電阻片的開發(fā)

首先研究、開發(fā)出高梯度電阻片為上世 紀(jì)九十年代中期，其梯度為400V／mm，約是 通常電阻片的兩倍，近年來研究已達(dá)

600V／mm。這種高梯度電阻片，開始主要用 于金屬封閉避雷器和油浸避雷器中，隨后用 于所有的避雷器產(chǎn)品。第一臺使用高梯度電 阻片的154kV金屬封閉避雷器運(yùn)行已超過 六年，到目前采用高梯度電阻片的避雷器業(yè)

已超過5000相，運(yùn)行情況正常。2．線路避雷器的開發(fā)

據(jù)介紹，在日本輸電線路的電氣故障超 過半數(shù)是由于雷電引起的，為了降低雷電災(zāi) 害，采取了多種對策，如降低接地電阻、架 設(shè)保護(hù)線、保護(hù)角減小等等。利用金屬氧化 物避雷器保護(hù)線路，于1980年開始，用在 66kV和77kV系統(tǒng)，目前已發(fā)展至500l【v線 路。

線路避雷器絕大部分為有間隙。電壓等 級集中在66kV和77kV系統(tǒng)，截止2001年 3月的安裝使用統(tǒng)計(jì)情況見表。

近幾年的發(fā)展表明，66-154kV線路安裝仍然較多，產(chǎn)品是小型化后的輕便型(見圖1)，便于安裝，也減低了成本。鐵塔單方向全裝的情況為多。這種緊湊結(jié)構(gòu)的輕便線路避雷器值

得我們研究、借鑒。

第五篇：系統(tǒng)思考在企業(yè)管理中的應(yīng)用

系統(tǒng)思考在企業(yè)管理中的應(yīng)用

姜麗媛

摘 要：本文主要研究系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)在企業(yè)管理中的應(yīng)用問題。系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)方法是一種以反饋控制理論為基礎(chǔ)，以計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)為手段，通常用以研究復(fù)雜的社會(huì)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)的定量方法。追求長期不斷的成長雖已成為大多數(shù)企業(yè)的目標(biāo)之一, 但并非所有的企業(yè)都能如愿以償, 究其原因, 決策中“系統(tǒng)思考”的缺失是其中關(guān)鍵因素。本文分析了阻礙企業(yè)決策中“系統(tǒng)思考”應(yīng)用的一些因素, 在分析阻礙系統(tǒng)思考在企業(yè)決策中應(yīng)用的因素的基礎(chǔ)上, 提出幾條有助于企業(yè)決策中應(yīng)用“系統(tǒng)思考”的建議和意見。

關(guān)鍵詞：企業(yè)管理;系統(tǒng)動(dòng)力學(xué);系統(tǒng)思考

中圖分類號：F270 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

文章編號：(2008)01-0103-0

4一、引言

當(dāng)代的社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展呈現(xiàn)明顯的動(dòng)態(tài)復(fù)雜性。動(dòng)態(tài)性就時(shí)間而言，是指變化很快；就空間而言，是指變革涉及的范圍很廣。無論是國家還是各級組織所處的環(huán)境都具有動(dòng)態(tài)的復(fù)雜性。因此，只有“與時(shí)俱進(jìn)”，以變應(yīng)變，也就是實(shí)施變革，并且不斷的變革才能立于不敗之地。21 世紀(jì)是個(gè)變革的世紀(jì)，學(xué)習(xí)將成為時(shí)代的主旋律，這就肯定了創(chuàng)建學(xué)習(xí)形團(tuán)隊(duì)、組織、社會(huì)等能為深度變革中的各類組織注入蓬勃的活力，特別是對于融入全球化浪潮的中國更具有非同尋常的理論與實(shí)踐意義。然而，變革需要?jiǎng)?chuàng)新，首先變革等于創(chuàng)造，變革的著眼點(diǎn)不是改良現(xiàn)在，而是創(chuàng)造未來；其次，深度變革是把內(nèi)部的變革和外部的變革結(jié)合起來的組織變革。內(nèi)部的變革是變革人腦子里面的價(jià)值觀，變革他們的遠(yuǎn)景、理念和習(xí)慣；外部變革包括程序、戰(zhàn)略、時(shí)間和組織架構(gòu)的變革。

要?jiǎng)?chuàng)新首先要解放思想，按學(xué)習(xí)形組織理論的說法叫做改變心智模型。心智模型是特別重要的，因?yàn)槿藗兊囊磺谢顒?dòng)是由頭腦中的心智模型控制的。建立在系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)上的系統(tǒng)思考已發(fā)展成一套嶄新的思維方法，它既具備完整的知識體系，也擁有實(shí)用性的工具?？梢詭椭覀冋J(rèn)清各種客觀系統(tǒng)的整體變化形態(tài)，并了解應(yīng)如何有效地掌握它的變化規(guī)律，開創(chuàng)新的局面。所以用系統(tǒng)思考來解決實(shí)際問題有著非常重要的現(xiàn)實(shí)意義。1 摘自: 系統(tǒng)思考在企業(yè)管理中的應(yīng)用.2008(1)：103~106

作者簡介：姜麗媛(1983-),女，吉林華橋外國語學(xué)院國際商學(xué)院，助教，長春130117

二、系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)與系統(tǒng)思考

系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)（System Dynamics）是美國麻省理工學(xué)院福瑞斯特（Jay W.Forrcester）教授于1956 年首創(chuàng)的一種運(yùn)用結(jié)構(gòu)、功能、歷史相結(jié)合的方法，通過建立DYNAMO模型并借助于計(jì)算機(jī)仿真定量研究高階次、非線性、多重反饋復(fù)雜時(shí)變系統(tǒng)的系統(tǒng)分析技術(shù)。70 年代初，他利用系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)方法為羅馬俱樂部構(gòu)建了一個(gè)全球模型，用于預(yù)測未來的發(fā)展。他與來自7 個(gè)國家的17 名專家重點(diǎn)研究了決定增長的人口、農(nóng)業(yè)、工業(yè)、資源、污染等五大因素的變化趨勢。根據(jù)模擬運(yùn)算結(jié)果寫出了著名的《增長的極限》一書。書中聲言，世界人口、生產(chǎn)發(fā)展、資源消耗和環(huán)境污染如果仍保持本世紀(jì)以來的趨勢不變，則到2100 年以前，工業(yè)基礎(chǔ)及其伴隨的服務(wù)業(yè)和農(nóng)業(yè)系統(tǒng)將相繼崩潰，人類將出現(xiàn)全面的生存危機(jī)。當(dāng)時(shí)他提出的解決方案是，使人口控制在1975 年的水平，經(jīng)濟(jì)順其自然增長到1990 年的水平，以后讓投資率等于折舊率，使工業(yè)資本穩(wěn)定。這種悲觀結(jié)論有些顯然是荒謬的，在當(dāng)時(shí)引起了廣泛爭論。然而，重要的是，系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)得到迅速發(fā)展，到今天已經(jīng)廣泛用于各種微觀和宏觀系統(tǒng)，小到企業(yè)管理、產(chǎn)品開發(fā)、經(jīng)濟(jì)效益分析、中型的如行業(yè)規(guī)劃、城市規(guī)劃、資源開發(fā)利用，大則有國家模型和全球模型。

系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)方法是一種以反饋控制理論為基礎(chǔ)，以計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)為手段，通常用以研究復(fù)雜的社會(huì)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)的定量方法。模型中雖然常常遇到數(shù)據(jù)不足或某些數(shù)據(jù)難于量化的問題，但系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)幾個(gè)要素間的因果關(guān)系及有限的數(shù)據(jù)集一定的結(jié)構(gòu)仍可進(jìn)行推算分析。所以，自50 年代中美國麻省理工學(xué)院的福雷斯特教授創(chuàng)立以來，它已成功地應(yīng)用于企業(yè)、城市、地區(qū)、國家甚至世界規(guī)模的許多戰(zhàn)略與決策等分析中，被譽(yù)為“戰(zhàn)略與決策實(shí)驗(yàn)室”。這種模型從本質(zhì)上看是帶時(shí)間滯后的一階差微分方程組，由于建模是借助于“棧流圖”，其中表達(dá)積累的“棧”、表達(dá)流率的“流”和其他輔助變量都具有明顯的物理意義，因此可以說是一種接近實(shí)際的建模方法。

三、系統(tǒng)思考的發(fā)展進(jìn)程

激烈的競爭和環(huán)境的快速變化，分等級的穩(wěn)定的管理系統(tǒng)的效力顯示出嚴(yán)重的局限性。系統(tǒng)是個(gè)實(shí)體，作為一個(gè)整體，通過各部分的相互作用存在并起作用，同時(shí)，展示出對于它

[1]的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和復(fù)雜程度來說唯一浮現(xiàn)的行為。

系統(tǒng)擁有一些特征，這些特征是孤立的看其各部分是不能發(fā)現(xiàn)的。僅僅分析系統(tǒng)的各部分，是不能預(yù)知或者了解系統(tǒng)的這些特征的。即使一個(gè)給定的系統(tǒng)行為是反映它所在的環(huán)境的，各部分如何相互連接，比如說系統(tǒng)設(shè)計(jì)，還是完全影響和決定系統(tǒng)。系統(tǒng)思考研究的是系統(tǒng)各部分之間關(guān)聯(lián)結(jié)果的這個(gè)整體；所以系統(tǒng)思考與簡化論相反，簡化論說的是任何事物都是它各部分的簡單相加。

即使系統(tǒng)由比較小的部分組成，因?yàn)楦鞑糠窒嗦?lián)系，他們常常還是擁有動(dòng)態(tài)復(fù)雜性。只要一個(gè)部分有一些不同的可能情況，那么就存在無數(shù)種不同方式與其他部分連接。在任何組織中，管理的真正目的是減少動(dòng)態(tài)復(fù)雜性對效率和企業(yè)事實(shí)行為的功效的消極影響。[2]

系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)不僅僅關(guān)注整體的行為還關(guān)注不同理論之間的聯(lián)系。反饋結(jié)構(gòu)和系統(tǒng)短期以及長期對它們的反應(yīng)，決定了要怎樣設(shè)計(jì)改變方針，并以此為方向，確保預(yù)定目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。

[3]

學(xué)者和管理人員越來越重視系統(tǒng)思考。很多文獻(xiàn)將系統(tǒng)思考與企業(yè)的實(shí)際管理結(jié)合起來，得出了寶貴的理論。

系統(tǒng)思考的內(nèi)涵包括整體思考和全過程思考。整體思考是企業(yè)在制定決策時(shí), 要盡量考慮到與企業(yè)經(jīng)營相關(guān)的各種因素, 而不是僅僅考慮與企業(yè)有直接關(guān)系的企業(yè)或個(gè)人。這一點(diǎn)

可以從波特的“影響行業(yè)競爭程度五種作用力”模型加以分析。系統(tǒng)思考認(rèn)為企業(yè)在了解行業(yè)的競爭程度時(shí), 不僅僅要考慮行業(yè)內(nèi)現(xiàn)有公司間的競爭、潛在進(jìn)入者、替代品生產(chǎn)商、供應(yīng)商、買方這五種因素, 還應(yīng)考慮影響這五種因素的因素。全過程思考認(rèn)為，決策制定也應(yīng)

[4]該考慮今天的決策對明天的影響，應(yīng)該動(dòng)態(tài)地看問題。

但是，在企業(yè)中真正運(yùn)用系統(tǒng)思考則會(huì)遇到重重阻礙。首先，各部門分工不同會(huì)造成“本位主義”，只做好自己部門的那部分而不理其他；其次在發(fā)生問題時(shí)，更多地從外界尋找原因，而不是在內(nèi)部發(fā)現(xiàn)問題；再次，更愿意用以往的經(jīng)驗(yàn)來解決現(xiàn)在的問題，而現(xiàn)在的情況可能與以往不同，這時(shí)人們往往不愿意考慮情況的變化；第四，人們往往對外界變化缺乏敏銳的反應(yīng)，如果企業(yè)不能適時(shí)跟蹤、把握外界的變化，就會(huì)落后于市場和顧客的需求被市場淘汰；最后，企業(yè)文化和制度的制約，是制約企業(yè)員工系統(tǒng)思考的最直接原因。[5]

四、系統(tǒng)思考在企業(yè)管理方面的應(yīng)用

隨著國內(nèi)學(xué)者越來越關(guān)心系統(tǒng)思考的思想給企業(yè)現(xiàn)代管理帶來的重大影響，國內(nèi)的很多文獻(xiàn)紛紛闡述系統(tǒng)思考運(yùn)用在企業(yè)管理的三個(gè)方面：決策管理、經(jīng)營管理和人本管理。[6]

1.決策管理。企業(yè)決策中應(yīng)用“系統(tǒng)思考”需要注意的問題包括：首先要在不同利潤中心之間建立聯(lián)盟，在保持各部門自身獨(dú)立性的同時(shí)，建立較為穩(wěn)固的合作伙伴關(guān)系，從而取得“雙贏”的效果。其次，加強(qiáng)對公司員工的系統(tǒng)思考培訓(xùn)，提高每一個(gè)員工的系統(tǒng)思考能力，使公司每一時(shí)刻都處于系統(tǒng)思考的狀態(tài)。再次，要密切關(guān)注環(huán)境的變化，以保證決策的合理性與可行性。

2.經(jīng)營管理?？茖W(xué)的經(jīng)營管理是企業(yè)發(fā)展的必要條件，制造企業(yè)中的經(jīng)營管理就更加重要。很多文獻(xiàn)把系統(tǒng)思考與制造企業(yè)的生產(chǎn)過程聯(lián)系起來研究，得出了不少有用的理論和模型。

比如，柔性制造系統(tǒng)是大型復(fù)雜的自動(dòng)化制造系統(tǒng),其運(yùn)行效益至關(guān)重要,但其不可預(yù)見性也很大，相應(yīng)的投資風(fēng)險(xiǎn)和人力、物力浪費(fèi)的潛在可能性也較大，一旦建成后發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)不合理, 要改動(dòng)或重建，又要耗費(fèi)大量人力、物力。可以通過建模與仿真確定機(jī)械制造企業(yè)應(yīng)用柔性制造系統(tǒng)是否意義。[7]

再比如，針對汽車制造企業(yè)生產(chǎn)過程復(fù)雜的特點(diǎn),提出了一種基于人機(jī)集成的現(xiàn)場生產(chǎn)過程監(jiān)控、車間調(diào)度和計(jì)劃的集成管理系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框架和原理；針對汽車裝配線平衡問題, 提出了一種多目標(biāo)優(yōu)化方案。[8]

另外，針對我國機(jī)電企業(yè)的現(xiàn)狀, 研究并完成了機(jī)電制造企業(yè)的物流監(jiān)控信息系統(tǒng)的典型設(shè)計(jì),建立了質(zhì)量跟蹤體系軟件結(jié)構(gòu), 進(jìn)行計(jì)算機(jī)仿真, 并應(yīng)用于現(xiàn)場。該系統(tǒng)可以大幅度提高生產(chǎn)效率、降低生產(chǎn)成本、減少庫存和資金占用, 減少日益昂貴的生產(chǎn)和庫存用地。[9]

3.人本管理。在人力資源管理不斷升溫的情況下，不少人由于缺乏系統(tǒng)、科學(xué)的認(rèn)識，在觀念上仍存在多或少的誤區(qū)，其根本原因在于人們忽視了人力資源管理貫穿企業(yè)各部門的系統(tǒng)性。因此只有以系統(tǒng)、全局的觀點(diǎn)來看待人力資源問題才能從根本上解決這一問題，才能使企業(yè)得到長遠(yuǎn)的發(fā)展。現(xiàn)代管理理論強(qiáng)調(diào)人力資源觀，以系統(tǒng)、全局的觀點(diǎn)來看待人力資源問題，即跳出人力資源的圈子看人力資源：不把人力資源局限于相關(guān)的部門，不把人力資源管理封閉于狹小的領(lǐng)域，而是把人力資源管理作為支持公司長遠(yuǎn)發(fā)展的戰(zhàn)略性力量，在企業(yè)遠(yuǎn)景、企業(yè)使命、經(jīng)營戰(zhàn)略、核心價(jià)值觀的指導(dǎo)下，使它與企業(yè)組織結(jié)構(gòu)、企業(yè)文化緊密結(jié)合，以達(dá)到短期內(nèi)促進(jìn)企業(yè)業(yè)績提升，長期內(nèi)推動(dòng)企業(yè)戰(zhàn)略實(shí)現(xiàn)的目標(biāo)[10]。

績效管理是人力資源管理中的核心環(huán)節(jié)之一。企業(yè)在實(shí)施績效管理時(shí)應(yīng)注重“系統(tǒng)思考”，一方面要將績效管理與組織的發(fā)展戰(zhàn)略、人力資源戰(zhàn)略各子系統(tǒng)有機(jī)結(jié)合起來；另一方面更要關(guān)注績效管理本身的系統(tǒng)性，不能只強(qiáng)調(diào)績效管理系統(tǒng)的某一局部，而應(yīng)以系統(tǒng)的[4]

觀點(diǎn)，將其內(nèi)部各組成部分串聯(lián)起來，系統(tǒng)實(shí)施，只有這樣才能保證企業(yè)的績效管理能夠收到理想的效果。

我國的國有企業(yè)績效考評存在以下問題：

注重國有企業(yè)微觀經(jīng)濟(jì)發(fā)展功能的考評，忽視國有企業(yè)宏觀經(jīng)濟(jì)保障功能的考評?！?注重國有企業(yè)經(jīng)營績效的考評，忽視國有企業(yè)經(jīng)營者素質(zhì)的考評。

● 注重國有企業(yè)財(cái)務(wù)因素的考評，忽視國有企業(yè)非財(cái)務(wù)因素的考評。

上述這些問題導(dǎo)致了本是一個(gè)完整系統(tǒng)的國有企業(yè)績效考評，成為一個(gè)分割而破碎的系統(tǒng)，使國有企業(yè)績效考評喪失了一體感。其最根本的癥結(jié)正是美國管理學(xué)家彼得·圣吉所說的，在于我們沒有采用系統(tǒng)思考的方式，而是采用片斷而局部的思考方式，及由此所產(chǎn)生的行動(dòng)結(jié)果。[12]

企業(yè)只要堅(jiān)持以人為本思想, 建立起完善的人本管理機(jī)制, 全面加強(qiáng)人本管理系統(tǒng)工程建設(shè), 努力為員工營造好施展才華的舞臺和寬松的工作與生活環(huán)境, 就會(huì)激活企業(yè)人力資源, 企業(yè)就能持續(xù)健康穩(wěn)定的發(fā)展。

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