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什么是避雷器？避雷器是一張“保險單”，不僅保護設(shè)備，而且還保護人身的安全和業(yè)務(wù)的可用性。換句話說，避雷器是技術(shù)和經(jīng)濟雙方面的“保證書”。本文就如何評估閃電對系統(tǒng)造成的潛在危險作簡單介紹，并重點討論對連接在傳輸RF或數(shù)據(jù)信號的同軸電纜和雙絞線（TP）上的設(shè)備進行雷電和浪涌保護。
避雷器：系統(tǒng)所必須的保護措施
LP(lightening protector)是無源射頻器件，只有發(fā)生能量浪涌的時候才開始處于使用狀態(tài)，防止能量浪涌對系統(tǒng)造成任何損壞，還可防止位于裝置附近的家庭和人員免遭傷害。此外，便攜式脈沖發(fā)生器的快速電磁脈沖（例如上升時間只有皮秒級的超寬帶—UWB—脈沖）發(fā)生技術(shù)以及其可用性已經(jīng)具備了對軍事和民用系統(tǒng)進行恐怖襲擊的可能。由于當今的設(shè)備和元件越來越小且更加敏感，所以可能成為潛在威脅能量的量級也越來越小。
了解了這些潛在的威脅之后，很顯然，許多應(yīng)用將需要LP的保護，如：
• 在移動通信網(wǎng)絡(luò)中，安全服務(wù)需要系統(tǒng)以100%的時間運行，服務(wù)的中斷會給服務(wù)提供商造成巨大損失，
• 明顯用于安全目的的軍事系統(tǒng)，
• 同時支持安全業(yè)務(wù)的導航和定位系統(tǒng)（例如：E911），
• 高電壓應(yīng)用，例如電站，鐵路等
受到雷擊后，對于所有這些系統(tǒng)，未受保護或“未有效保護”的系統(tǒng)將面臨：設(shè)備損壞、系統(tǒng)降級（換句話說：數(shù)據(jù)受損或被破壞）、可用性受損、收入受損、聲譽受損、人員傷害、修理費用等等。
研究移動網(wǎng)絡(luò)通信的基站結(jié)構(gòu)就可以發(fā)現(xiàn)，威脅來自于天線或電源線。事實上，進入天線的浪涌能量將直接被導入敏感的前端接收器。另外一種情況是與電源線發(fā)生耦合的雷擊將能量直接導入系統(tǒng)。除了這兩種直擊雷的情況之外，設(shè)備還應(yīng)當具有防止感應(yīng)耦合（雷擊形成的高強度磁場在系統(tǒng)中會感應(yīng)出很高的電流）的保護措施。
用于保護系統(tǒng)的三項建議原則
LP所用的工作原理是根據(jù)典型的閃電脈沖特性定義的。一個雷電被定義為一個時域內(nèi)的脈沖，其特征是具有幾個10 kA （最高達200 kA）的電流振幅，且持續(xù)時間小于2ms （測試脈沖10/350 ms IEC 61312-1）。在頻域內(nèi)，一個典型的雷電可被視為一個低頻信號—大部分的能量都低于1kHz，雖然較高的頻率可達到100 kHz左右。這個頻譜使電子系統(tǒng)的保護變得更加容易，因為現(xiàn)今的電子設(shè)備大都工作在高頻區(qū)域內(nèi)。
如何選擇合適的避雷器？
選擇一套LP時，要考慮以下一些最基本的方面：1、無源部件/保護部件的電氣性能2、所用的材料3、環(huán)境因素（例如反映設(shè)備防水性能的IP保護等級）4、機械因素（安裝和接地應(yīng)符合IEC標準）。這里只詳細介紹第1、2兩點、雖然環(huán)境因素和機械因素對于選擇LP也很重要，但是這些特性在大部分供貨商的產(chǎn)品之間沒有很大差異，因此3、4不做進一步說明。
LP保護裝置應(yīng)只有在雷電擊中系統(tǒng)時才發(fā)揮作用。在其它任何時間，LP都不應(yīng)影響RF信號的強度和路徑。此時，全面了解信號損失、系統(tǒng)匹配（VSWR / RL）和PIM （無源互調(diào)）所造成的影響，是設(shè)計保護裝置所必需掌握的知識。例如，無源互調(diào)現(xiàn)象現(xiàn)在對于所有的數(shù)字移動通信網(wǎng)絡(luò)甚至于其它應(yīng)用都非常關(guān)鍵。拙劣設(shè)計的保護裝置會很容易導致PIM。事實上，在同軸元件中引入LP會帶來非線性。非線性直接與LP的機械設(shè)計（例如太多的零件）、材料選用（例如：磁性金屬材料）以及電鍍質(zhì)量和其它因素有關(guān)。因此，制造商的技術(shù)訣竅和經(jīng)驗是一個必須考慮的關(guān)鍵因素。
電流處理能力的選擇始終是盡可能高,殘余脈沖水平的選擇則是要與系統(tǒng)需求相匹配。殘余脈沖沒有必要盡可能地小，而是要根據(jù)要保護的系統(tǒng)進行選擇。事實上，有必要估算系統(tǒng)中所用設(shè)備所能支持的電壓和能量水平，以確定最佳的避雷器解決方案。HUBER+SUHNER四分之一波（l/4）短路棒雷電防護器就是根據(jù)四分之一波的傳輸變換原理。用于這一目的的同軸短路棒在它的端點被短路，它的長度正好和工作波段的中心頻率相匹配，所以它又是一個帶通濾波器。它的帶寬為2－20％，不同的型號會有不同的標準設(shè)計。
如上所述，由于所用通信接收設(shè)備的靈敏度大大增加，因此此種估算變得越發(fā)關(guān)鍵。
為了評估系統(tǒng)中存在的殘余脈沖水平，IEC61000-4-5標準為設(shè)備和子單元均定義了清晰的指導方針。典型的情況是，電信行業(yè)的設(shè)備必須維持脈沖波型為1.2/50μs 的1kV測試脈沖。該測試水平遠遠高于市場上合適的氣體放電管保護器，這些氣體放電管保護器的殘余脈沖的范圍為數(shù)百伏振幅和數(shù)百μJ的能量。在當今的通信環(huán)境中，1mJ的殘余能量等級才是可以接受的。如今的市場上存在多種類型的LP解決方案。下面的示例分別對兩個DC阻斷 LP（參見圖1 和 2）和兩個DC連續(xù)LP（參見圖3和 圖4）做了比較。所有的設(shè)備都表現(xiàn)出不同水平的殘余脈沖。
圖1：DC阻斷保護器的殘余脈沖——保護器A （能量250 pJ） 圖2：DC 阻斷保護器的殘余脈沖 （能量320 pJ）
圖3：DC連續(xù)保護器的殘余脈沖——保護器B （能量70 μJ） 圖4：DC連續(xù)保護器的殘余脈沖（能量350 μJ）
我們很容易就能看到DC阻斷保護器（圖1 和
