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浪涌保护器原理应用

作者:网站管理员   发布时间:2018-08-26 14:17   点击 1569

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浪涌保护器的类型和结构按不同的用途有所不同,但至少包含一个非线性电压限制元件。常用浪涌保护器有MOV(Metal Oxide Varistor)同气体放电管等。电涌包含强大的能量因此不能被阻止。基于这种原因,保护敏感电气设备免受电涌损坏的策略是把电涌从设备分流后流入大地。
浪涌保护器MOV由三部分组成:中间是一根金属氧化物材料,由两个半导体连接着电源和地线。当产生浪涌时MOV立即动作,响应时间为1~3毫微秒。MOV中的“V”是变阻器,在响应的一瞬间,MOV的电阻从最大值降到近乎零欧姆,过电流经MOV流入大地。被保护电气设备继续在正常工作电压下运行。其半导体元件具有随电压变化而改变电阻的性质。当电压低于某个特定值时,半导体中的电子运动产生高电阻。反之,当电压超过该特定值时,电子运动会发生变化,半导体电阻降低接近零欧姆。电压正常,浪涌保护器MOV闲在一旁,不影响电力线路。
浪涌保护器MOV优劣的指标:(1)箝位电压:表示将导致MOV接通地线的电压值。箝位电压越低,表示保护性能越好。(2)能量吸收/耗散能力:此标称值表示浪涌保护器在烧毁前能够吸收多少能量,单位为焦耳。其数值越高,保护性能就越好。(3)响应时间:浪涌保护器不会立刻断开,它们对电涌做出响应会有略微的延迟。
另一种常见的
浪涌保护器装置是气体放电管。这些气体放电管作用与MOV相同,它们将多余电流从火线移到地线,通过在两根电线之间使用惰性气体作为导体实现此功能。当电压处于某一特定范围时,该气体的组成决定了它是不良导体。如果电压出现浪涌并超过这一范围,电流的强度将足以使气体电离,从而使气体放电管成为非常良好的导体。它会将电流传导至地线,直到电压恢复正常水平,随后又会成为不良导体。
2.2
浪涌保护器的分类
SPD是电子设备雷电防护中不可缺少的一种装置,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。
2.2.1 按工作原理分类
按其工作原理分类, SPD可以分为电压开关型、限压型及组合型。
(1)电压开关型SPD。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SPD”。
(2)限压型SPD。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。?涞缌鞯缪固匦晕?苛曳窍咝,有时被称为“钳压型SPD”。
(3)组合型SPD。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。
2.2.2 按用途分类
按其用途分类, SPD可以分为电源线路SPD和信号线路SPD两种。
(1)电源线路SPD
由于雷击的能量是非常巨大的,需要通过分级泄放的方法,将雷击能量逐步泄放到大地。在直击雷非防护区(LPZ0A)或在直击雷防护区(LPZ0B)与第一防护区(LPZ1)交界处,安装通过Ⅰ级分类试验的
浪涌保护器或限压型浪涌保护器作为第一级保护,对直击雷电流进行泄放,或者当电源传输线路遭受直接雷击时,将传导的巨大能量进行泄放。在第一防护区之后的各分区(包含LPZ1区)交界处安装限压型浪涌保护器,作为二、三级或更高等级保护。第二级保护器是针对前级保护器的残余电压以及区内感应雷击的防护设备,在前级发生较大雷击能量吸收时,仍有一部分对设备或第三级保护器而言是相当巨大的能量,会传导过来,需要第二级保护器进一步吸收。同时,经过第一级防雷器的传输线路也会感应雷击电磁脉冲辐射。当线路足够长时,感应雷的能量就变得足够大,需要第二级保护器进一步对雷击能量实施泄放。第三级保护器对通过第二级保护器的残余雷击能量进行保护。根据被保护设备的耐压等级,假如两级防雷就可以做到限制电压低于设备的耐压水平,就只需要做两级保护;假如设备的耐压水平较低,可能需要四级甚至更多级的保护。
(2)信号线路SPD
随着信息系统的广泛应用,由于网络线路多,电子设备的耐压水平低,雷击对信息系统的:υ嚼丛酱。雷电对信息系统的:χ饕?抢谆鞯绱怕龀逶斐傻,包括沿线路传导的雷电过电压波、雷电流在接地线产生的高电位反击、雷击电磁场的静电感应和电磁感应。对电磁脉冲的防护措施有拦截、分流、等电位联结、屏蔽、接地、合理布线等。在信号线路上安装SPD是信息系统防电磁脉冲的一个重要措施,它可以同时起到拦截、分流、等电位联结的作用。信号线路SPD应连接在被保护设备的信号端口上。其输出端与被保护设备的端口相连,有串接和并接之分,一般是串联安装在信号线路上。因此,在选择信号SPD时,应选用插入损耗较小的SPD。
2.3 SPD在防雷中的重要性
根据《建筑物防雷设计规范》GB50057-94(2000年版)的规定,在LPZ0B,LPZ1,LPZn+1防雷区建筑物应视情况采取防止感应雷、静电或电涌措施感应雷是由雷闪电流产生的强大电磁场变化(电磁脉冲感应或静电感应)在导体上感应出的过电压、过电流形成的雷击,对建筑物内的电气设备,尤其低压电子设备威胁巨大。建筑物内部设备防雷保护的重点是防止感应雷入侵。在感应雷的防护当中,
浪涌保护器(SPD)是不可缺少的装置,它能根据各种线路中出现的过电压过电流及时做出反应,泄放线路中的过电流或对线路上的过电压进行钳制,从而达到保护电气设备的目的。本文来源:长沙华保防雷技术秒速赛车www.cshbfl.com

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