微电子系统雷电防护工程接地网接地电阻值不作具体要求的工程实践.pdfVIP

六、雷电防护技术与应用 ／ 微电子系统雷电防护工程接地网 ＼／ 接地电阻值不作具体要求的工程实践 黄财麟文元利黄晓明 (南宁德盾尼斯防雷有限公司，南宁 530003) 【关键词】 麦克斯韦尔方程组 电磁波传播组合技术安全空间等电位平台 1防雷工程基本概述 1．1微电子设备系统正常工作遭受干扰和损坏，包含两大类原因；A．雷电过电压，B．内过电压。 雷害过电压产生的原因，一般认为可分为三类：其一是直击雷；其二是感应雷；其三是反击雷。 这三种雷电灾害过电压，有单一工况作用造成，也亦有两种以致三种工况共同综合作用造成。 1．2雷击时作用在微电子设备上是雷电电场强度E及dE／dt，磁感应强度B和dB／dt，及微电子 设备系统任意两端钮间(含地)的电位差(电压)，它们可分别或同时共同作用。 1．3防雷工程的内容是造就一个微电子设备系统所放置的空间(很不规则的空间)，在这个空问 内任一时刻E、B、dE／dt、dB／dt及对应的积分量小于一定数值。更通俗狭义的说法是在雷击时作 用在微电子设备系统任意两端钮上(含地)的电压小于其干扰或者破坏电压。 1．4现时防雷工程质量可用以下几种效果来评价(除不可抗拒的强度以外)。 1．4．1遭雷击后设备安全，选用的防雷器无损坏，这是质量优良的工程。 1．4．2遭雷击后，设备基本安全，可容忍程度的损坏，这是可接受的良好工程。 1．4．3设备损坏，相关的防雷器也损坏，这是不应发生的，属工程设计、施工质量差。 1．4．4设备损坏，防雷器不动作或不损坏，这是设计、施工质量均很差或设计错误的工程。 防雷设计、施工以较少的经济投入达到1．4．1条的技术水平是防雷工作者努力的目标。 1．5防雷理论方面的研究，雷电的形成之研究，近拾年来远未达到可作为防雷技术的理论根据的 程度。对雷电流强度和波形的研究理论上也没有可用的严密方法来反映客观实际。防雷技术措施 的研究和防雷产品和装置开发上，所涉及的内容广范，其研究也十分活跃。 1．6防雷工程中，“组合技术”的应用。接闪、引流、分流、均压(等电位)、钳位、屏蔽、阻隔、 阻塞滤波以及近年来的防雷隔离变压器等这些以经典理论为依据，在传统防雷工程中经实践考验 成功的技术措施，在现代微电子设备系统中仍是行之有效的。针对这些技术措施开发的产品，如 避雷器、防浪涌保护器、压敏电阻，衰减器、阻塞线圈(或延迟线圈)、防雷滤波器也是有效的。 但有些防雷设计者不论被保护对象的具体差别如何都一律套用同样的配置，这样做其防护效果， 能否达到目的，是可想而知的。 运用“组合技术”的新思维理论，将前述的防雷技术措施理论及防雷产品针对防护的设备特 性和这些设备所处的电磁环境，有针对性地选某些技术措施和产品，使之有机地联系起来，进行 优化组合，达到全方位系统防雷功能，使投资既经济，效果又好。防雷工程中运用“组合技术” 新思维理论依据是麦克斯韦尔电磁场基本方程组，及电磁波的收、发射(感应)、传播、入射、反 射、透射理论， 这些在电磁场理论和分布参数网络中的计算已成熟。 2防雷工程的基本理论依据 2．1雷电形成的机理的研究，还远未达到作为防雷的理论依据的程度。但是一旦形成了带电云，在此 带电云的周围空间的电磁场分布与无带电云时的同一空间是不同的。当产生雷击(闪)，其雷云的变化 和以雷电流通道作为电磁场源，产生雷电电磁幅射波，并以电磁波的固有特性向周围空间传播。 2．2麦克斯韦尔基本方程组为代表的电磁场理论是防雷技术的理论基础。 2．2．1积分形式 ①(I￡H·dl=f。+f。+j5(△D／出)·出；②d￡E·dl=一Js9(AB／人f)·幽③(I，B·ds=0 93 第二届中国防雷论坛论文摘编 ④叮。D·ds=g 2．2．2微分方程 ①V×H=矿+△D／出②V×E=一△B／垃③V·B=0④V·D=P 2．2．3辅助方程 雷电波在不同媒质中及分布参数电路网络的传播的分析计算，可以说已经非常完善了，只要 参见相关理论课程即可，本文不再赘述。 3多雷暴高石山上微电子系统接地电阻值不作要求的防雷工程实例 3．1 工程实例，下例工程均未作专门按达到规程要求接地电阻值设计和测量。 3．1．1 19