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    浪涌保护器的选型-电气设备选型
    发布时间:2015-10-21 丨 阅读次数:1962

     浪涌保护器,也叫防雷器,是电子设备雷电防护中不可缺少的一种装置,是为电子设备、仪器仪表、通讯线路提供安全防护的一种电子装置。下面找电网就电气专业知识角度和大家共同了解一下浪涌保护器。

    其作用是把窜入电力线、信号传输线的瞬时过电压限制在设备或系统所能承受的电压范围内,或将强大的雷电流泄流入地,保护被保护的设备或系统不受冲击。当电气回路或者通信线路中因为外界的干扰突然产生尖峰电流或者电压时,浪涌保护器能在极短的时间内导通分流,从而避免浪涌对回路中其他设备的损害。

    工作原理

    按其工作原理分类,浪涌保护器可以分为电压开关型、限压型及组合型。

    ⑴电压开关型浪涌保护器。在没有瞬时过电压时呈现高阻抗,一旦响应雷电瞬时过电压,其阻抗就突变为低阻抗,允许雷电流通过,也被称为“短路开关型浪涌保护器”。

    ⑵限压型浪涌保护器。当没有瞬时过电压时,为高阻抗,但随电涌电流和电压的增加,其阻抗会不断减小,其电流电压特性为强烈非线性,有时被称为“钳压型浪涌保护器”。

    ⑶组合型浪涌保护器。由电压开关型组件和限压型组件组合而成,可以显示为电压开关型或限压型或两者兼有的特性,这决定于所加电压的特性。

    浪涌保护器的类型和结构按不同的用途有所不同,但它至少应包含一个非线性电压限制元件。用于浪涌保护器的基本元器件有:放电间隙、充气放电管、压敏电阻、抑制二极管和扼流线圈等。

    1、放电间隙(又称保护间隙):

    它一般由暴露在空气中的两根相隔一定间隙的金属棒组成,其中一根金属棒与所需保护设备的电源相线L1或零线(N)相连,另一根金属棒与接地线(PE)相连接,当瞬时过电压袭来时,间隙被击穿,把一部分过电压的电荷引入大地,避免了被保护设备上的电压升高。这种放电间隙的两金属棒之间的距离可按需要调整,结构较简单,其缺点是灭弧性能差。改进型的放电间隙为角型间隙,它的灭弧功能较前者为好,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:

    它是由相互离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主要有:直流放电电压Udc;冲击放电电压Up(一般情况下Up≈(2~3)Udc;工频耐受电流In;冲击耐受电流Ip;绝缘电阻R(>109Ω);极间电容(1-5PF)

    气体放电管可在直流和交流条件下使用,其所选用的直流放电电压Udc分别如下:在直流条件下使用:Udc≥1.8U0(U0为线路正常工作的直流电压)

    在交流条件下使用:U dc≥1.44Un(Un为线路正常工作的交流电压有效值)

    3、压敏电阻:

    它是以ZnO为主要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达到一定数值后,电阻对电压十分敏感。它的工作原理相当于多个半导体P-N的串并联。压敏电阻的特点是非线性特性好(I=CUα中的非线性系数α),通流容量大(~2KA/cm2),常态泄漏电流小(10-7~10-6A),残压低(取决于压敏电阻的工作电压和通流容量),对瞬时过电压响应时间快(~10-8s),无续流。

    压敏电阻的技术参数主要有: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;泄漏电流;响应时间。

    压敏电阻的使用条件有:压敏电压:UN≥[(√2×1.2)/0.7]U0(U0为工频电源额定电压)
    最小参考电压:Ulma≥(1.8~2)Uac (直流条件下使用)
    Ulma≥(2.2~2.5)Uac(在交流条件下使用,Uac为交流工作电压)

    压敏电阻的最大参考电压应由被保护电子设备的耐受电压来确定,应使压敏电阻的残压低于被保护电子设备的而损电压水平,即(Ulma)max≤Ub/K,上式中K为残压比,Ub为被保护设备的而损电压。

    4、抑制二极管:

    抑制二极管具有箝位限压功能,它是工作在反向击穿区,由于它具有箝位电压低和动作响应快的优点,特别适合用作多级保护电路中的最末几级保护元件。抑制二极管在击穿区内的伏安特性可用下式表示:I=CUα,上式中α为非线性系数,对于齐纳二极管α=7~9,在雪崩二极管α=5~7。

    5、扼流线圈:

    扼流线圈是一个以铁氧体为磁芯的共模干扰抑制器件,它由两个尺寸相同,匝数相同的线圈对称地绕制在同一个铁氧体环形磁芯上,形成一个四端器件,要对于共模信号呈现出大电感具有抑制作用,而对于差模信号呈现出很小的漏电感几乎不起作用。扼流线圈使用在平衡线路中能有效地抑制共模干扰信号(如雷电干扰),而对线路正常传输的差模信号无影响。

    浪涌保护器常规安装要求:

    浪涌保护器采用35MM标准导轨安装,对于固定式浪涌保护器,常规安装应遵循下述步骤:
    1)确定放电电流路径;
    2)标记在设备终端引起的额外电压降的导线;
    3)为避免不必要的感应回路,应标记每一设备的 PE导体;
    4)设备与SPD之间建立等电位连接;
    5)要进行多级SPD的能量协调。

    为了限制安装后的保护部分和不受保护的设备部分之间感应耦合,需进行一定测量。通过感应源与牺牲电路的分离、回路角度的选择和闭合回路区域的限制能降低互感,当载流分量导线是闭合回路的一部分时,由于此导线接近电路而使回路和感应电压而减少。

    一般将被保护导线和没被保护的导线分开比较好,而且,应该与接地线分开。同时,为了避免动力电缆和通信电缆之间的瞬态正交耦合,应该进行必要的测量。 


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