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浪涌保护器的基本原理及主要分类

2019-08-17 14:54:21

1. 浪涌保护器的基本原理及主要分类.

 

     浪涌保护器按用途分为低压电涌保护器及信号线路电涌保护器。通常我们提到的浪涌保护器主要是指低压电涌保护器。

   浪涌保护器,又称电涌保护器 (Surge Protection Device,sPD)。按国际电工委员会的定义,电涌保护器是:“用于限制瞬态过电压和泄放电涌电流的装置:它至少应包含一个非线性元件。”电涌保护器并联或串联安装在被保护设备端,通过泄放电涌电流、限制电涌电压来保护电子设备。泄放雷电流、限制电涌电压这两个作用都是由其非线性元件(一个非线性电阻,或是一个开关元件)完成的在被保护电路正常工作,瞬态电涌未到来以前,此元件呈现高阻状态,对被保护电路没有影响;而当瞬态电涌到来时,此元件迅速转变为低阻状态,将电涌电流旁路,并将被保护设备两端的电压限制在较低的水平。当电涌能量释放后,该非线性元件又迅速、自动地恢复为高阻状态。如果这个动作与恢复的过程能迅速而顺利地完成,从而被保护设备和电路就不会遭受雷电或操作电涌的危害,将可保障其电路的正常工作。电涌保护器主要分为电压限制型,电压开关型及组合型三类。

 

关于信号线路电涌保护器,由于随着现代电力电子技术的高速发展,各种电子设备和大规模集成电路的应用越来越广泛,计算机和各种微电子设备成为工业应用以及人们的日常生活中不可缺少的一部分。由于微电子设备工作电压低,功耗小,过电压耐受能力低因此对系统电源和信号中的过电压极为敏感。过电压不仅可以引起电子设备系统误操作,还可以造成电子设备的永久性损坏,从而造成直接损失以及相关的间接损失,所以要在各类信号线路中安装信号线路电涌保护器来保护。

信号电涌保护器的设计选用主要考虑两个方面:一是信号SPD安装后保证信号的正常传输,二是信号SPD安装后的保护效果。目前信号电涌保护器根据常用信号传输端口分为七类,分别是DCS工业控制系统模拟信号的电涌保护器,数字视频监控系统组合式电涌保护器,RS-232信号接口电涌保护器,RS-485信号接口电涌保护器,有线电视信号电涌保护器,RJ-45接口电涌保护器,1/4波长短路线型电涌保护器。

 

2.浪涌保护器的作用

 

    浪涌保护器主要是通过限制低压配电系统或信号线路中的过电压或泄放其电涌电流,来保护配电线路电器设备电子设备等,使其免遭雷电或操作电涌的危害。

 

3. 安装完浪涌保护器就可以不遭雷击了吗?

    不是的,浪涌保护器是有使用寿命的,另外相关连接线路时间久了也会有接触不良等故障情况,所以浪涌保护器要定期维护,定期检测,以确保其处于正常工作装态。

 

4.第一级第二级第三级浪涌保护器保护的作用与区别

 

    浪涌保护器(电涌保护器),简称SPD,适用于交流50/60HZ,额定电压至380V的供电系统(或通信系统)中,对间接雷电和直接雷电影响或其他瞬时过压的电涌进行保护,适用于家庭住宅、第三产业以及工业领域电涌保护的要求,具有相对相,相对地,相对中线,中线对地及其组合等保护模式。

    第一级保护目的是防止浪涌电压直接从LPZ0区传导进入LPZ1区,将数万至数十万伏的浪涌电压限制到25003000V

入户电力变压器低压侧安装的电源防雷器作为第一级保护时应为三相电压开关型电源防雷器,其雷电通流量不应低于60KA。该级电源防雷器应是连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雷器。一般要求该级电源防雷器具备每相100KA以上的最大冲击容量,要求的限制电压小于1500V,称之为CLASS I级电源防雷器。这些电磁防雷器是专为承受雷电和感应雷击的大电流以及吸引高能量浪涌而设计的,可将大量的浪涌电流分流到大地。它们仅提供限制电压(冲击电流流过电源防雷器时,线路上出现的最大电压称为限制电压)为中等级别的保护,因为CLASS I级保护器主要是对大浪涌电流进行吸收,仅靠它们是不能完全保护供电系统内部的敏感用电设备的。

    第一级电源防雷器可防范10/350μs100KA的雷电波,达到IEC规定的最高防护标准。其技术参考为:雷电通流量大于或等于100KA10/350μs);残压值不大于2.5KV;响应时间小于或等于100ns

     第二级防护目的是进一步将通过第一级防雷器的残余浪涌电压的值限制到15002000V,对LPZ1LPZ2实施等电位连接。

分配电柜线路输出的电源防雷器作为第二级保护时应为限压型电源防雷器,其雷电流容量不应低于20KA,应安装在向重要或敏感用电设备供电的分路配电处。这些电源防雷器对于通过了用户供电入口处浪涌放电器的剩余浪涌能量进行更完善的吸收,对于瞬态过电压具有极好的抑制作用。该处使用的电源防雷器要求的最大冲击容量为每相45kA以上,要求的限制电压应小于1200V,称之为CLASS Ⅱ级电源防雷器。

    一般用户供电系统做到第二级保护就可以达到用电设备运行的要求了。

    第二级电源防雷器采用C类保护器进行相—中、相—地以及中—地的全模式保护,主要技术参数为:雷电通流容量大于或等于40KA8/20μs);残压峰值不大于1000V;响应时间不大于25ns

     通过第一级及第二级浪涌保护器保护后,雷电流能量已经大幅衰减了,但对于某些特殊设备或特殊场所,要求雷电流的残余值更低,对电磁脉冲辐射屏蔽的要求也更高,比如特殊的实验室,手术室,特殊的弱电机房等,这样就要设置阀值更低的第三级浪涌保护器。