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浪涌保护器有关知识

2011-12-23 21:51:23

浪涌保护器工作原理_什么时候需要安装浪涌保护器_如何挑选浪涌保护
浪涌保护器工作原理_什么时候需要安装浪涌保护器_如何挑选浪涌保护浪涌保护器有关知识

浪涌保卫器的详细作用与原理1.要紧构造及任务原理 电涌保卫器的任务原理见表示图,两个电极分手与 L(或许 N)和 PE 线相联,两个电极之 间构成一个电气空隙。

电网在不超越最大延续运转电压的状况下运转时, 两个电极之间呈高 阻状况。

假设电网因雷击或许操作过电压使两个电极之间的电压超越点火电压时, 空隙被击 穿,经过弧光放电将过电压能量开释。

冲击波事先,电弧将被由分弧片和灭弧室组成的灭弧 系统熄灭,恢复到高阻状况。

图 1 原理表示图 2.作用 BY 系列电涌保卫器采取了一种非线性特性极好的压敏电阻,在正常状况下,电涌保卫器外 于极高的电阻状况,漏流几乎为零,保证电源系统正常供电。

当电源系统浮现上述状况的过 电压时, 电涌保卫器立即在纳秒级的时刻内迅速导通, 将该过电压的幅值限止在装备的安全 任务范围内。

同时把该过电压的能量开释掉。

随后,保卫器又迅速的变为高阻状况,因此不 妨碍电源系统的正常供电。

浪涌保卫器,也叫防雷器. 是一种为各种电子装备、仪器仪表、通讯路途提供安全防护的电子装置。

当电气回路或许通 信路途中由于外界的搅扰猛然发作尖峰电流或许电压时, 浪涌保卫器能在极短的时刻内导通 分流,从而幸免浪涌对回路中其他装备的损害。

泻流开启时刻和泻流量是权衡它尺度. 我如今平常一级用 70KA 的二级用 40KA 的,再一定是在楼顶上的用的大些平常也是 40KA 100KA 的还没有碰到过浪涌保卫器的作用雷电放电能够发作在云层之间或云层外部, 或云层对地之间; 其它格外多大容量电气装备的使 用带来的外部浪涌,对供电系统(中国高压供电系统尺度:AC 50Hz 220/380V)和用电设 备的妨碍以及防雷和防浪涌的保卫,已成为人们关心的焦点。

云层与地之间的雷击放电, 由一次或若干次单独的闪电组成, 每次闪电都携带若干幅值格外高、 延续时刻格外短的电流。

一个典型的雷电放电将包括二次或三次的闪电, 每次闪电之间大约相 隔二异常之一秒的时刻。

大少数闪电电流在 10,000 至 100,000 安培的范围之间下降,其 延续时刻平常小于 100 微秒。

供电系统外部由于大容量装备和变频装备等的运用, 带往日益严峻的外部浪涌成绩。

我们将 其归结为瞬态过电压(TVS)的妨碍。

任何用电装备都存在供电电源电压的赞同范围。

有时 即使是格外窄的过电压冲击也会形成装备的电源或全部损坏。

瞬态过电压(TVS)破坏作用就 是如此。

特殊是对一些敏感的微电子装备,有时格外小的浪涌冲击就能够形成致命的损坏。

供电系统浪涌的妨碍 供电系统浪涌的来源分为外部(雷电缘由)和外部(电气装备启停和缺点等) 。

雷击对地闪电能够以两种途径作用在高压供电系统上: (1)直截了当雷击:雷电放电直截了当击中电力系统的部件,注入格外大的脉冲电流。

发作的概率相 对较低。

(2)直截了当雷击:雷电放电击中装备临近的大地,在电力线上感应中等程度的电流和电压。

外部浪涌发作的缘由同供电系统外部的装备启停和供电网络运转的缺点有关: 供电系统外部由于大功率装备的启停、路途缺点、投切举措和变频装备的运转等缘由,都会 带来外部浪涌,给用电装备带来不利妨碍。

特殊是计算机、通讯等微电子装备带来致命的冲 击。

即使是没有形成永久的装备损坏,但系统运转的异常和停顿都会带来格外严峻的结果。

如核电站、 医疗系统、 大型工场自动化系统、证券买卖系统、电信局用交流机、 网络枢纽等。

直截了当雷击是最严峻的情形, 格外是假设雷击击中接近用户进线口架空输电线。

在发作这些事 件时,架空输电线电压将上升到几十万伏特,通常惹起绝缘闪络。

雷电电流在电力线上传输 的间隔为一公里或更远,在雷击点临近的峰值电流可达 100kA 或以上。

在用户进线口处低 压路途的电流每相可抵达 5kA 到 10kA。

在雷电运动频繁的区域,电力设备每年能够有好几 次遭遇雷电直击情形惹起严峻雷电电流。

而关于采取地下电力电缆供电或在雷电运动不频繁 的地域,上述情形是格外少发作的。

直截了当雷击和外部浪涌发作的概率较高, 绝大部分的用电装备损坏与其有关。

因此电源防浪涌 的重点是对这部分浪涌能量的吸取和抑制。

供电系统的浪涌保卫 关于高压供电系统, 浪涌惹起的瞬态过电压 (TVS) 保卫, 最好采取分级保卫的方式来完成。

从供电系统的入口(比如大厦的总配电房)末尾逐渐停止浪涌能量的吸取,对瞬态过电压进 行分时期抑制。

[第一道防线] 应是衔接在用户供电系统入口进线各相和大地之间的大容量电源防浪涌保卫 器。

平常要求该级电源保卫用具有 100KA/相以上的最大冲击容量,要求的限制电压应小于 2800V。

我们称为 CLASS I 级电源防浪涌保卫器 (简称 SPD)。

这些电源防浪涌保卫器 ) 是专为同意雷电和感应雷击的大电流和高能量浪涌能量吸取而设计的, 可将大批的浪涌电流 分流到大地。

它们仅提供限制电压(冲击电流流过 SPD 时,路途上浮现的最大电压成为限 制电压)为中等第别的保卫,由于 CLASS I 级的保卫器主假设对大浪涌电流的吸取。

仅靠 它们是不能完整保卫供电系统外部的敏感用电装备。

[第二道防线] 应该是装置在向严重或敏感用电装备供电的分路配电装备处的电源防浪涌保 护器。

这些 SPD 关于经过了用户供电入口浪涌放电器的剩余浪涌能量停止更完善的吸取, 关于瞬态过电压具有极好的抑制造用。

该处运用的电源防浪涌保卫器要求的最大冲击容量为 40KA/相以上,要求的限制电压应小于 2000V。

我们称为 CLASS II 级电源防浪涌保卫器。

平常的用户供电系统作到第二级保卫就能够抵达用电装备运转的要求了。

[最终来的防线] 可在用电装备外部电源部分运用一个内置式的电源防浪涌保卫器,以抵达完 全去除粗大瞬态的瞬态过电压的目的。

该处运用的电源防浪涌保卫器要求的最大冲击容量为 20KA/相或更低一些,要求的限制电压应小于 1800V。

关于一些特殊严重或特殊敏感的电子 装备, 具有第三级的保卫是必要的。

同时也能够保卫用电装备免受系统外部发作的瞬态过电 压妨碍。

浪涌电流指电源接通瞬间,流入电源装备的峰值电流。

浪涌电流指电源接通瞬间,流入电源装备的峰值电流。

由于输入滤波电容迅速充电,

浪涌 因此该峰值电流远远大于稳态输入电流。

电源应该限制 AC 开关、整流桥、保险丝、EMI 滤波器件能同意的浪涌程度。

反复开关环路,AC 输入电压不应损坏电源或许招致保险丝烧 断。

浪涌电流也指由于电路异常状况惹起的使结温超越额外结温的不反复性最大正向过载 电流。

浪涌依照电流分类 1.放电空隙(又称保卫空隙) : 它平常由揭露在气氛中的两根相隔一定空隙的金属棒组成, 其中一根金属棒与所需保卫 装备的电源相线 L1 或零线(N)相连,另一根金属棒与接地线(PE)相衔接,当瞬时过电 压袭来时, 空隙被击穿, 把一部分过电压的电荷引入大地, 幸免了被保卫装备上的电压降低。

这种放电空隙的两金属棒之间的间隔可按需求调整,构造较简明,其缺陷是灭弧功能差。

改 进型的放电空隙为角型空隙,它的灭弧功用较前者为好,它是靠回路的电动力 F 作用以及 热气流的上升作用而使电弧熄灭的。

2.气体放电管: 它是由相互分开的一对冷阴板封装在充有一定的惰性气体(Ar)的玻璃管或陶瓷管内 组成的。

为了提高放电管的触发概率,在放电管内还有助触发剂。

这种充气放电管有二极型 的,也有三极型的, 气体放电管的技术参数要紧有: 直放逐电电压 Udc; 冲击放电电压 Up (平常状况下 Up≈ (2~3) Udc; 工频而授电流 In; 冲击而授电流 Ip; 绝缘电阻 R (>109 ) 极间电容 ; (1-5PF) 气体放电管可在直流和交流条件下运用,其所选用的直放逐电电压 Udc 分手如下:在 直流条件下运用:Udc≥1.8U0(U0 为路途正常任务的直流电压) 在交流条件下运用:U dc≥1.44Un(Un 为路途正常任务的交流电压有效值) 3.压敏电阻: 它是以 ZnO 为要紧成分的金属氧化物半导体非线性电阻,当作用在其两端的电压抵达 一定数值后,电阻对电压异常敏感。

它的任务原理相当于多个半导体 P-N 的串并联。

压敏 电阻的特征是非线性特性好(I=CUα 中的非线性系数 α) ,通流容量大(~2KA/cm2) ,常态 走漏电流小(10-7~10-6A) ,残压低(取决于压敏电阻的任务电压和通流容量) ,对瞬时过 电压照应时刻快(~10-8s) ,无续流。

压敏电阻的技术参数要紧有: 压敏电压 (即开关电压) UN, 参考电压 Ulma; 残压 Ures; 残压比 K(K=Ures/UN) ;最大通流容量 Imax;走漏电流;照应时刻。

压敏电阻的运用条件有:压敏电压:UN≥[(√2×1.2)/0.7]U0(U0 为工频电源额外电压) 最小参考电压:Ulma≥(1.8~2)Uac (直流条件下运用) Ulma≥(2.2~2.5)Uac(在交流条件下运用,Uac 为交流任务电压) 压敏电阻的最大参考电压应由被保卫电子装备的耐受电压来确定, 应使压敏电阻的残压 低于被保卫电子装备的而损电压程度,即(Ulma)max≤Ub/K,上式中 K 为残压比,Ub 为 被保卫装备的而损电压。

4.抑制二极管: 抑制二极管具有箝位限压功用, 它是任务在回响击穿区, 由于它具有箝位电压低和举措 照应快的优点, 特殊合适用作多级保卫电路中的最末几级保卫元件。

抑制二极管在击穿区内 的伏安特性可用下式显示:I=CUα,上式中 α 为非线性系数,关于齐纳二极管 α=7~9,在 雪崩二极管 α=5~7. 抑制二极管的技术参数要紧有 (1)额外击穿电压,它是指在指定回响击穿电流(常为 lma)下的击穿电压,这于齐 纳二极管额外击穿电压平常在 2.9V~4.7V 范围内,而雪崩二极管的额外击穿电压常在

5.6V~200V 范围内。

(2)最大箝位电压:它是指管子在经过规章波形的大电流时,其两端浮现的最高电压。

(3)脉冲功率:它是指在规章的电流波形(如 10/1000µs)下,管子两端的最大箝位电 压与管子中电流等值之积。

(4)回响变位电压:它是指管子在回响走漏区,其两端所能施加的最大电压,在此电 压下管子不应击穿。

此回响变位电压应清楚高于被保卫电子系统的最高运转电压峰值, 也即 不能在系统正常运转时处于弱导通状况。

(5)最大走漏电流:它是指在回响变位电压作用下,管子中流过的最大回响电流。

(6)照应时刻:10-11s 5.扼流线圈: 扼流线圈是一个以铁氧体为磁芯的共模搅扰抑制器件, 它由两个尺寸相反, 匝数相反的线圈对称地绕制在同一个铁氧体环形磁芯上, 构成一个四端器件, 要关于共模信 号展现出大电感具有抑制造用, 而关于差模信号展现出格外小的漏电感几乎不起作用。

扼流线 圈运用在颠簸路途中能有效地抑制共模搅扰信号(如雷电搅扰) ,而对路途正常传输的差模 信号无妨碍。

扼流线圈在制造时应满足以下要求: 1)绕制在线圈磁芯上的导线要相互绝缘,以保证在瞬时过电压作用下线圈的匝间不发 生击穿短路。

2)当线圈流过瞬时大电流时,磁芯不要浮现饱和。

3)线圈中的磁芯应与线圈绝缘,以预防在瞬时过电压作用下两者之间发作击穿。

4)线圈应尽能够绕制单层,如此做可减小线圈的寄生电容,增加线圈对瞬时过电压的 而授才干。

6. 1/4 波长短路器 1/4 波长短路器是依照雷电波的频谱分析和天馈线的驻波实际所制造的微波信号电涌保 护器,这种保卫器中的金属短路棒长度是依照任务信号频率(如 900MHZ 或 1800MHZ)的 1/4 波长的大小来确定的。

此并联的短路棒长度关于该任务信号频率来说,其阻抗无量大, 相当于开路,不妨碍该信号的传输,但关于雷电波来说,由于雷电能量要紧散布在 n+KHZ 以下,此短路棒关于雷电波阻抗格外小,相当于短路,雷电能量级被泄放上天。

由于 1/4 波长短路棒的直径平常为几毫米,因此耐冲击电流功能好,可抵达 30KA (8/20µs)以上,而且残压格外小,此残压主假设由短路棒的本身电感所惹起的,其缺乏之处 是工频带较窄,带宽约为 2%~20%左右,另一个缺陷是不能对天馈设备加直流偏置,使某 些运用遭到限制浪涌