建筑物内电子设备的防雷保护 (2010 年度畅销榜NO.68833 )

本书主要论述建筑物内电子设备与电子系统的雷电防护问题。全书共分十二章和一个附录,着重介绍雷电放电特性与雷电参数,雷电暂态过电压电流的危害,电子设备的保护元件与保护电路,改善保护效果的方法和综合防护措施,防雷系统中雷电暂态过程的模拟与室内雷电脉冲电磁场的计算。在附录中,还较详细地介绍了电子设备防雷保护装置的试验系统和测试技术。\r\n\r\n本书适用于从事建筑防雷设计和电磁兼容人员,电子技术工作者阅读,也可作为高校电气与电子类有关专业的教材.。\r\n
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第一章 雷电放电过程与雷电放电特性 \r\n\r\n 第一节 雷电放电过程 \r\n\r\n 第二节 雷电参数 \r\n\r\n 一. 雷电日与雷电小时 \r\n\r\n 二. 地面落雷密度 \r\n\r\n 三. 雷电流波形 \r\n\r\n 第三节 雷电流与雷电过电压的近似表示 \r\n\r\n 一. 雷电流幅值的累积概率 \r\n\r\n 二. 波头时间与波长时间 \r\n\r\n 三. 雷电流的等值波形 \r\n\r\n 四. 几种常用的雷电过电压波形及其近似表示式 \r\n\r\n 第四节 能量与频谱 \r\n\r\n 一. 能量估算 \r\n\r\n 二. 频谱分析 \r\n\r\n 第二章 雷电暂态过电压及其传输 \r\n\r\n 第一节 暂态电位抬高 \r\n\r\n 第二节 感应过电压 \r\n\r\n 一. 回路感应过电压 \r\n\r\n 二. 线路感应过电压 \r\n\r\n 第三节 耦合与转移过电压 \r\n\r\n 第四节 共模量与差模量 \r\n\r\n 一. 共模与差模电压和电流 \r\n\r\n 二. 产生共模暂态过电压的实例 \r\n\r\n 第五节 暂态过电压波的传输 \r\n\r\n 一. 均匀传输线方程 \r\n\r\n 二. 波的折射和反射 \r\n\r\n 三. 波通过串联电感和旁过并联电容 \r\n\r\n 第三章 气体放电管 \r\n\r\n 第一节 结构简介 \r\n\r\n 第二节 伏安特性 \r\n\r\n 第三节 响应时间 \r\n\r\n 第四节 限压电路 \r\n\r\n 第五节 保护应用中存在的问题 \r\n\r\n 一. 时延脉冲及续流 \r\n\r\n 二. 状态翻转及短路反射 \r\n\r\n 第六节 主要技术参数及使用选择 \r\n\r\n 一. 常用技术参数 \r\n\r\n 二. 使用选择 \r\n\r\n 第四章 压敏电阻 \r\n\r\n 第一节 结构简介 \r\n\r\n 第二节 电气特性 \r\n\r\n 一. 伏安特性 \r\n\r\n 二. 等值电路模型 \r\n\r\n 第三节 响应特性 \r\n\r\n 第四节 压敏电阻参数及压敏电阻选择 \r\n\r\n 一. 压敏电阻的参数 \r\n\r\n 二. 压敏电阻的选择 \r\n\r\n 第五节 压敏电阻的并联使用及与放电管的合用 \r\n\r\n 一. 并联使用 \r\n\r\n 二. 与放电管合用 \r\n\r\n 第六节 压敏电阻的暂态能量及损坏形式 \r\n\r\n 一. 暂态能量估算 \r\n\r\n 二. 损坏形式 \r\n\r\n 第五章 齐纳二极管与雷崩二极管 \r\n\r\n 第一节 伏安特性 \r\n\r\n 第二节 反向击穿 \r\n\r\n 第三节 泄漏电流及响应时间 \r\n\r\n 一. 泄漏电流 \r\n\r\n 二. 响应时间 \r\n\r\n 第四节 寄生电容及其减小方法 \r\n\r\n 一. 寄生电容 \r\n\r\n 二. 减小寄生电容的方法 \r\n\r\n 第五节 箝位电压与脉冲功率 \r\n\r\n 一. 箝位电压 \r\n\r\n 二. 脉冲功率 \r\n\r\n 第六节 噪音和损坏形式 \r\n\r\n 一. 噪音 \r\n\r\n 二. 损坏形式 \r\n\r\n 第七节 暂态抑制二极管 \r\n\r\n 一. 保护性能 \r\n\r\n 二. 主要技术参数和选用要点 \r\n\r\n 第八节 几种保护元件性能的比较 \r\n\r\n 第六章 阻抗元件与滤波器 \r\n\r\n 第一节 电阻元件 \r\n\r\n 一. 实际电阻元件 \r\n\r\n 二. 损坏形式 \r\n\r\n 三. 耐受能力 \r\n\r\n 四. 正温度系数电阻 \r\n\r\n 第二节 电感元件 \r\n\r\n 一. 实际电感线圈 \r\n\r\n 二. 含铁氧磁芯的电感线圈 \r\n\r\n 三. 对电感线圈的要求 \r\n\r\n 第三节 电容元件 \r\n\r\n 一. 实际电容器 \r\n\r\n 二. 击穿特性 \r\n\r\n 第四节 熔断器 \r\n\r\n 第五节 低通滤波器 \r\n\r\n 一. 简单低通滤波器 \r\n\r\n 二. 非线性滤波器 \r\n\r\n 第七章 电源系统的保护 \r\n\r\n 第一节 对保护装置的基本要求 \r\n\r\n 第二节 配电变压器保护 \r\n\r\n 第三节 交流电源的单级保护 \r\n\r\n 第四节 交流电源的多级保护 \r\n\r\n 第五节 含压敏电阻的低通滤波器 \r\n\r\n 一. 基本结构 \r\n\r\n 二. 改进结构 \r\n\r\n 第六节 直流电源的保护 \r\n\r\n 一. 简单直流电源的保护 \r\n\r\n 二. 开关电源的保护 \r\n\r\n 第八章 信号电路的保护 \r\n\r\n 第一节 基本保护电路 \r\n\r\n 一. 放电管选择 \r\n\r\n 二. 雪崩二极管选择 \r\n\r\n 三. 电阻选择 \r\n\r\n 第二节 平衡信号线路的保护 \r\n\r\n 第三节 运算放大器的保护 \r\n\r\n 一. 反相放大器保护 \r\n\r\n 二. 同相放大器保护 \r\n\r\n 三. 放大器输出端保护 \r\n\r\n 第四节 计算机通信接口保护 \r\n\r\n 第五节 射频信号电路保护 \r\n\r\n 第六节 电子设备信号线与电源线的保护配合 \r\n\r\n 一. 设备暂态共地法 \r\n\r\n 二. 暂态旁路法 \r\n\r\n 第九章 减小寄生电感 \r\n\r\n 第一节 寄生电感的危害 \r\n\r\n 第二节 减小保护元件连接引线的寄生电感 \r\n\r\n 一. 缩短连接线 \r\n\r\n 二. 四端保护元件 \r\n\r\n 三. 面板贴装保护元件 \r\n\r\n 第三节 减小保护装置接地引线的寄生电感 \r\n\r\n 第四节 磁场耦合的限制 \r\n\r\n 一. 磁场耦合效应 \r\n\r\n 二. 抑制磁场耦合的措施 \r\n\r\n 三. 保护元件的合理设置 \r\n\r\n 第五节 减小电容中的寄生电感 \r\n\r\n 第十章 室内电子设备的综合防护 \r\n\r\n 第一节 均压 \r\n\r\n 第二节 接地 \r\n\r\n 一. 工作接地 \r\n\r\n 二. 安全接地 \r\n\r\n 第三节 屏蔽 \r\n\r\n 一. 辐射屏蔽 \r\n\r\n 二. 室内屏蔽措施 \r\n\r\n 三. 仪器屏蔽 \r\n\r\n 四. 信号线和电源线屏蔽 \r\n\r\n 第四节 光纤传输与光耦合器 \r\n\r\n 第十一章 建筑物防雷系统中雷电暂态响应分析 \r\n\r\n 第一节 防雷系统电气参数 \r\n\r\n 一. 电容参数 \r\n\r\n 二. 阻抗 \r\n\r\n 三. 不规则位置上分支导体参数计算 \r\n\r\n 第二节 防雷系统的电路模型 \r\n\r\n 一. 分支导体的分段 \r\n\r\n 二. 耦合 型电路单元 \r\n\r\n 第三节 常值参数模型的暂态计算 \r\n\r\n 一. 单个电容和电感的暂态离散化计算电路 \r\n\r\n 二. 耦合电容和电感的暂态离散化计算电路 \r\n\r\n 三. 节点电压方程的建立 \r\n\r\n 第四节 考虑阻抗频变特性的暂态计算 \r\n\r\n 第五节 算例 \r\n\r\n 第十二章 建筑物内雷电暂态电磁场计算 \r\n\r\n 第一节 基本方程 \r\n\r\n 第二节 计算公式 \r\n\r\n 第三节 数值算法 \r\n\r\n 第四节 电气回路感应电压的计算 \r\n\r\n 第五节 算例 \r\n\r\n 附录 防雷保护装置的试验 \r\n\r\n 一. 脉冲高电压的产生 \r\n\r\n 二. 脉冲高电压的测量 \r\n\r\n 三. 脉冲大电流的产生 \r\n\r\n 四. 脉冲大电流的测量 \r\n\r\n 五. 脉冲高电压和脉冲大电流的试验施加方式 \r\n\r\n 六. 保护盲区问题 \r\n
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雷电是一种壮观而又令人恐怖的自然天电现象. 这不仅在于它能发出划破长空的闪光和震耳欲聋的雷鸣, 更重要的是它会对人类的生活和生产活动造成巨大的影响. 雷电威胁着人类的生命安全, 常使建筑. 电力. 电子. 通信和航空. 航天等诸多部门遭受严重破坏. 随着高新技术的迅猛发展, 由雷击引起的灾害事故正呈现出上升的趋势. 到目前为止, 雷电作为一种强大自然力的爆发, 尚无法有效地加以制止, 人们力所能及的工作是设法限制雷击所造成的破坏作用, 将雷击的危害减小到尽可能低的限度. 长期以来, 关于雷电防护的研究, 一直是国内外电气与电磁兼容工作者共同关注的重要问题.

近年来, 由于高层建筑的不断兴建和信息处理技术的日益普及, 各种先进的电子设备正广泛地配备于各类建筑物中. 这些电子设备普遍存在着绝缘强度低. 过电压和过电流耐受能力差. 对电磁干扰敏感等弱点, 一旦建筑物受到直接雷击或其附近区域发生雷击, 雷电过电压. 过电流和脉冲电磁场会通过供电线. 通信线. 接收天线. 金属管道和空间辐射等途径侵入建筑物内, 威胁室内电子设备的正常工作和安全运行. 如果防护不当, 这些雷害轻则使电子设备工作失灵, 重则使电子设备永久性损坏, 严重时还可能造成人员伤亡. 因此, 现代建筑防雷设计必须高度重视雷电电磁兼容性, 完善建筑物内电子设备的雷电防护措施.

鉴于建筑物内电子设备雷电防护的重要性与迫切性, 围绕着这个问题出版一本专著就显得十分必要, 本书正是在这一方面作出尝试. 在题材的选取上, 本书将立足于我国电子设备防雷保护的实际情况, 同时注意反映国外近年来的发展动向. 在内容的安排上, 本书既注重工程实用性, 又兼顾必要的理论深度, 力求从理论与实践的结合上对建筑物内电子设备的雷电防护问题进行系统的阐述.

本书共有十二章和一个附录, 分五个部分讨论建筑物内电子设备与电子系统的雷电防护问题. 第一部分介绍雷电放电过程. 放电特性及其统计数据. 雷电过电压. 过电流和脉冲电磁场对室内电子设备的危害机理. 第二部分介绍电子设备防雷的常用保护元件的工作原理. 保护特性和技术性能. 第三部分介绍电子设备与电子系统的雷电防护措施. 保护电路的分析与设计和改善保护效果的方法. 第四部分介绍建筑物防雷系统中雷电暂态分析方法和雷电脉冲电磁场在室内空间分布的数值模拟技术. 第五部分(即附录)介绍防雷保护装置的试验方法和测试技术.

由于作者水平有限, 书中谬误之处在所难免, 作者恳切希望读者批评指正.

本书的出版得到了北京市自然科学基金和北京市跨世纪优秀人才工程专项基金的资助, 作者谨向这些资助机构致以诚挚的感谢.

在本书的编写和出版过程中, 还得到了魏寿松. 王瑞林. 王淑华. 邱英. 陈水明. 熊文浩. 张宇. 谢源等同志的帮助, 作者由衷地向他们表示谢意.