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智能家居系統(tǒng)干擾的抑制措施

 大話百科天地 2021-02-13

根據(jù)IEC61312標(biāo)準(zhǔn),家居電子設(shè)備應(yīng)設(shè)置多級(jí)防雷保護(hù)措施,一般為三級(jí)配置。由于雷電流主要是由首次雷擊電流和后續(xù)雷擊電流所組成,因此,雷電過(guò)電壓的保護(hù)必須同時(shí)考慮到如何抑制(或分流)首次雷擊電流和后續(xù)雷擊電流。在采取多級(jí)保護(hù)措施的同時(shí),還必須考慮各級(jí)之間的能量配合和解耦措施。家居網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的防雷可采用兩種措施,即外部防雷和內(nèi)部防雷。外部防雷可將絕大部分雷電流直接引入地下泄散;內(nèi)部防雷可阻塞沿電源或信號(hào)線所引入的雷電波。這兩道防線,互相配合,各盡其職,缺一不可。
  按照防護(hù)范圍可將智能家居系統(tǒng)電子設(shè)備的防雷措施分為兩類,外部防護(hù)和內(nèi)部防護(hù)。外部防護(hù)是指對(duì)安裝電子設(shè)備的建筑物本體的安全防護(hù),可采用避雷針、分流、屏蔽網(wǎng)、均衡電位、接地等措施,這種防護(hù)措施人們比較重視、比較常見(jiàn),相對(duì)來(lái)說(shuō)比較完善。內(nèi)部防護(hù)是指在建筑物內(nèi)部電子設(shè)備對(duì)過(guò)電壓(雷電或電源系統(tǒng)內(nèi)部過(guò)電壓)的防護(hù),其措施有:等電位聯(lián)結(jié)、屏蔽、保護(hù)隔離、合理布線和設(shè)置過(guò)電壓保護(hù)器等措施,這種措施相對(duì)來(lái)說(shuō)是比較新的辦法,也不夠完善,下邊對(duì)弱電設(shè)備防雷進(jìn)行探討,主要對(duì)雷電浪涌及地電位差的防護(hù)提出一些自己的看法。
    1.智能家居系統(tǒng)電子設(shè)備的外部防護(hù)
  外部防雷主要指建筑物的防雷,一般是防護(hù)直擊雷,它是防雷技術(shù)革新的主要組成部分,其技術(shù)措施可分接閃器(避雷針、避雷帶、避雷網(wǎng)等金屬接閃器)、引下線、接地體和法拉第籠等。系統(tǒng)設(shè)備的外部防護(hù)首先是使用建筑物的避雷針將主要的雷電流引入大地;其次是在將雷電流引入大地的時(shí)候盡量將雷電流分流,避免造成過(guò)電壓危害設(shè)備;第三是利用建筑物中的金屬部件以及鋼筋可以作為不規(guī)則的法拉第籠,起到一定的屏蔽作用,如果建筑物中的設(shè)備是低壓電子邏輯系統(tǒng)、遙控、小功率信號(hào)電路的電器,則需要加裝專門(mén)的屏蔽網(wǎng),在整個(gè)屋面組成不大于5m—5m,6m—4m的網(wǎng)格,所有均壓環(huán)采用避雷帶等電位連接;第四是建筑物各點(diǎn)的電位均衡,避免由于電位差危害設(shè)備;第五是保障建筑物有良好的接地,降低雷擊建筑物時(shí)接點(diǎn)電位損壞設(shè)備。
  接地電阻應(yīng)符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn),一般為4Ω。對(duì)某些設(shè)備制造廠商有特殊接地要求,將直流地與其它6個(gè)接地類型分開(kāi)以避免電磁干擾和零地電位升高。但當(dāng)有雷電對(duì)地泄放時(shí),高電壓將通過(guò)直流地反擊設(shè)備。因此對(duì)于這種情況宜在防雷地和直流地之間加裝地電位均衡器,避免反擊現(xiàn)象。
    2.智能家居系統(tǒng)設(shè)備的內(nèi)部保護(hù)
  內(nèi)部防雷系統(tǒng)主要是對(duì)建筑物內(nèi)易受過(guò)電壓破壞的設(shè)備加裝過(guò)壓保護(hù)裝置,在設(shè)備受到過(guò)電壓侵襲時(shí),保護(hù)裝置能快速動(dòng)作泄放能量,從而保護(hù)設(shè)備免受損壞。內(nèi)部防雷分為電源防雷和信號(hào)防雷。

從EMC(電磁兼容)的觀點(diǎn)來(lái)看,防雷保護(hù)由外到內(nèi)應(yīng)劃分為多級(jí)保護(hù)區(qū)。最外層為0級(jí),是直接雷擊區(qū)域,危險(xiǎn)性最高,主要是由外部(建筑)防雷系統(tǒng)保護(hù),越往里則危險(xiǎn)程度越低。保護(hù)區(qū)的界面劃分主要通過(guò)防雷系統(tǒng)、鋼筋混凝土及金屬管道等構(gòu)成的屏蔽層而形成,從0級(jí)保護(hù)區(qū)到最內(nèi)層保護(hù)區(qū),必須實(shí)行分層多級(jí)保護(hù),從而將過(guò)電壓降到設(shè)備能承受的水平。一般而言,雷電流經(jīng)傳統(tǒng)避雷裝置后約有50%是直接泄入大地,還有50%將平均流入各電氣通道(如電源線,信號(hào)線和金屬管道等)。
  隨著家居電子設(shè)備的大規(guī)模使用,雷電以及操作瞬間過(guò)電壓造成的危害越來(lái)越嚴(yán)重。以往的防護(hù)體系已不能滿足智能家居網(wǎng)絡(luò)安全的要求。應(yīng)從單純一維防護(hù)轉(zhuǎn)為三維防護(hù),包括:防直擊雷,防感應(yīng)雷電波侵入,防雷電電磁感應(yīng),防地電位反擊以及操作瞬間過(guò)電壓影響等多方面作系統(tǒng)綜合考慮。 

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