實(shí)驗(yàn)室中的精密儀器在雷電活動(dòng)期間容易受到雷電波的影響，導(dǎo)致儀器損壞甚至人身安全事故。因此，做好防雷安全措施至關(guān)重要。本文將從使用浪涌保護(hù)器、防雷接地方案以及綜合措施等方面探討如何保護(hù)實(shí)驗(yàn)室精密儀器免受雷電危害。

一、地凱科技實(shí)驗(yàn)室精密儀器防雷浪涌保護(hù)器的選擇

實(shí)驗(yàn)室精密儀器對(duì)電源質(zhì)量要求較高，雷電產(chǎn)生的瞬態(tài)過(guò)電壓（浪涌）會(huì)對(duì)儀器造成損壞。因此，選擇合適的浪涌保護(hù)器是關(guān)鍵。

1. 浪涌保護(hù)器的類型

根據(jù)實(shí)驗(yàn)室精密儀器的特點(diǎn)和使用環(huán)境，推薦以下幾種類型的浪涌保護(hù)器：

電源浪涌保護(hù)器（SPD）：

類型：主要分為T(mén)ype 1、Type 2和Type 3。

Type 1 SPD：適用于建筑物主配電柜，能夠抵御直接雷擊帶來(lái)的高能量浪涌。

Type 2 SPD：安裝在分配電柜，用于保護(hù)分配電線路中的設(shè)備。

Type 3 SPD：安裝在末端設(shè)備前，提供精細(xì)保護(hù)，適合實(shí)驗(yàn)室精密儀器。

參數(shù)選擇：主要參數(shù)包括最大持續(xù)運(yùn)行電壓（Uc）、額定放電電流（In）、最大放電電流（Imax）、保護(hù)水平（Up）等。對(duì)于實(shí)驗(yàn)室精密儀器，要求保護(hù)水平（Up）盡可能低，通常選擇在1.5kV以下的SPD。

信號(hào)浪涌保護(hù)器：

用于保護(hù)數(shù)據(jù)線、通信線等低壓信號(hào)線路，防止雷電波侵入儀器內(nèi)部。

參數(shù)選擇：主要關(guān)注額定電流、限制電壓、響應(yīng)時(shí)間等。實(shí)驗(yàn)室儀器對(duì)信號(hào)保護(hù)要求高，響應(yīng)時(shí)間應(yīng)小于1納秒。

同軸浪涌保護(hù)器：

適用于保護(hù)射頻和微波設(shè)備，防止雷電通過(guò)同軸電纜侵入儀器。

參數(shù)選擇：主要考慮插入損耗、回波損耗、工作頻率范圍等。

2. 浪涌保護(hù)器的安裝

浪涌保護(hù)器的安裝位置和方式直接影響其保護(hù)效果，安裝時(shí)應(yīng)遵循以下原則：

分級(jí)保護(hù)：根據(jù)電源分配系統(tǒng)進(jìn)行分級(jí)保護(hù)，將Type 1、Type 2和Type 3 SPD按順序安裝，以分散浪涌能量。

就近安裝：浪涌保護(hù)器應(yīng)盡量靠近被保護(hù)設(shè)備，減少連接線長(zhǎng)度，以降低感應(yīng)電壓。

接地良好：SPD的接地線應(yīng)短而粗，確保低阻抗接地，減少雷電流在接地系統(tǒng)中的電位差。

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二、地凱科技精密儀器防雷接地方案

接地是防雷系統(tǒng)中的重要環(huán)節(jié)，合理的接地方案可以有效引導(dǎo)雷電流泄放，降低雷電對(duì)精密儀器的影響。

1. 接地類型

實(shí)驗(yàn)室精密儀器的接地類型主要包括以下幾種：

電源接地：將設(shè)備電源系統(tǒng)接地，以保護(hù)電氣設(shè)備和人員安全。通常采用TN-S接地系統(tǒng)，即獨(dú)立的保護(hù)接地線（PE）和中性線（N）。

信號(hào)接地：對(duì)于敏感信號(hào)線路，采用獨(dú)立的信號(hào)接地系統(tǒng)，避免與電源接地混淆，減少接地電位差。

防雷接地：設(shè)置專門(mén)的防雷接地系統(tǒng)，與電源接地、信號(hào)接地相分離，確保雷電流安全泄放。

2. 接地電阻要求

實(shí)驗(yàn)室精密儀器對(duì)接地電阻要求較高，一般應(yīng)控制在以下范圍：

電源接地電阻：不超過(guò)4Ω，特殊要求的儀器可進(jìn)一步降低至1Ω以下。

信號(hào)接地電阻：不超過(guò)1Ω，以確保信號(hào)完整性。

防雷接地電阻：通常要求在10Ω以下，根據(jù)具體環(huán)境和雷電活動(dòng)頻繁程度可調(diào)整。

3. 接地系統(tǒng)設(shè)計(jì)

接地系統(tǒng)設(shè)計(jì)應(yīng)綜合考慮實(shí)驗(yàn)室的整體布局、設(shè)備分布、土壤電阻率等因素，采用以下措施：

聯(lián)合接地：將電源接地、信號(hào)接地、防雷接地系統(tǒng)聯(lián)結(jié)起來(lái)，形成統(tǒng)一的接地體，提高接地效果。

等電位連接：將實(shí)驗(yàn)室內(nèi)所有金屬設(shè)備、管道等與接地系統(tǒng)等電位連接，避免電位差對(duì)設(shè)備的干擾。

接地體選型：根據(jù)土壤電阻率選擇合適的接地體材料，如銅包鋼、鍍鋅鋼等，并合理布置接地體，確保接地電阻達(dá)標(biāo)。

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三、防雷安全綜合措施

除了安裝浪涌保護(hù)器和合理接地，實(shí)驗(yàn)室還應(yīng)采取一系列綜合措施，確保精密儀器的防雷安全。

1. 防雷建筑設(shè)計(jì)

實(shí)驗(yàn)室建筑在設(shè)計(jì)階段應(yīng)充分考慮防雷要求，主要包括：

屋頂避雷針：在建筑屋頂設(shè)置避雷針，引導(dǎo)雷電流安全泄放。

防雷帶：沿建筑物外墻布設(shè)防雷帶，增強(qiáng)整體防雷能力。

等電位連接：將建筑物內(nèi)外所有金屬結(jié)構(gòu)、設(shè)備等進(jìn)行等電位連接，減少雷電流通過(guò)建筑物產(chǎn)生的電位差。

2. 電源保護(hù)措施

電源隔離變壓器：在電源輸入端安裝隔離變壓器，隔離雷電波對(duì)電源系統(tǒng)的干擾。

電源濾波器：在重要精密儀器前端安裝電源濾波器，濾除電源中的高頻干擾和浪涌電壓。

不間斷電源（UPS）：為關(guān)鍵設(shè)備配置UPS電源，確保雷電期間電源穩(wěn)定，防止瞬時(shí)斷電對(duì)設(shè)備的影響。

3. 信號(hào)線路保護(hù)

屏蔽電纜：使用屏蔽電纜傳輸信號(hào)，減少雷電電磁脈沖（LEMP）對(duì)信號(hào)線路的干擾。

信號(hào)浪涌保護(hù)器：在信號(hào)輸入端安裝信號(hào)浪涌保護(hù)器，保護(hù)信號(hào)接口設(shè)備。

光纖傳輸：采用光纖代替電纜傳輸數(shù)據(jù)，光纖不導(dǎo)電，可有效防止雷電侵入。

4. 定期檢查和維護(hù)

防雷系統(tǒng)需要定期檢查和維護(hù)，以確保其長(zhǎng)期有效：

接地電阻測(cè)試：定期測(cè)試接地電阻，確保在規(guī)定范圍內(nèi)，必要時(shí)進(jìn)行接地體維護(hù)或更換。

浪涌保護(hù)器檢查：檢查浪涌保護(hù)器的工作狀態(tài)，如發(fā)現(xiàn)故障及時(shí)更換。

建筑防雷設(shè)施維護(hù)：檢查避雷針、防雷帶等設(shè)施的完好性，修復(fù)損壞部分。

地凱科技實(shí)驗(yàn)室精密儀器防雷安全需要綜合考慮多個(gè)方面，包括選擇合適的浪涌保護(hù)器、設(shè)計(jì)合理的接地方案以及采取綜合防雷措施。通過(guò)系統(tǒng)化的防雷設(shè)計(jì)和嚴(yán)格的防雷管理，可以有效降低雷電對(duì)實(shí)驗(yàn)室精密儀器的威脅，確保實(shí)驗(yàn)室工作的安全和穩(wěn)定運(yùn)行。

審核編輯 黃宇