標籤: 暫無標籤

1浪涌簡介

浪涌[英] Electrical surge,顧名思義就是瞬間出現超出穩定值的峰值,它包括浪涌電壓和浪涌電流。
浪涌電壓是指的超出正常工作電壓的瞬間過電壓。本質上講,浪涌是發生在僅僅幾百萬分之一秒時間內的一種劇烈脈衝。可能引起浪涌的原因有:重型設備、短路、電源切換或大型發動機。而含有浪涌阻絕裝置的產品可以有效地吸收突發的巨大能量,以保護連接設備免於受損。
浪涌電流是指電源接通瞬間或是在電路出現異常情況下產生的遠大於穩態電流的峰值電流或過載電流。
在電子設計中,浪涌主要指的是電源(只是主要指電源)剛開通的那一瞬息產生的強力脈衝,由於電路本身的非線性有可能高於電源本身的脈衝;或者由於電源或電路中其它部分受到本身或外來尖脈衝干擾叫做浪涌.它很可能使電路在浪涌的一瞬間燒壞,如PN結電容擊穿,電阻燒斷等等. 而浪涌保護就是利用非線性元器件對高頻(浪涌)的敏感設計的保護電路,簡單而常用的是並聯大小電容和串聯電感.

2浪涌產生

供電系統浪涌的來源分為外部(雷電原因)和內部(電氣設備啟停和故障等)。
外部原因
雷擊對地閃電可能以兩種途徑作用 在低壓供電系統上:
⑴直接雷擊:雷電放電直接擊中電力系統的部件,注入很大的脈衝電流。發生的概率相對較低。
⑵間接雷 擊:雷電放電擊中設備附近的大地,在電力線上感應中等程度的電流和電壓。
直接雷擊是最嚴重的事件,尤其是如果雷擊擊中靠近用戶進線口架空輸電線。在發生這些事件 時,架空輸電線電壓將上升到幾十萬伏特,通常引起絕緣閃絡。雷電電流在電力線上傳輸的距離為一公里或更遠,在雷擊點附近的峰值電流可達100kA或以上。在用戶進線口處低壓線路的電流每相可達到5kA到10kA。在雷電活動頻繁的區域,電力設施每年可能有好幾次遭受雷電直擊事件引起嚴重雷電電流。而對於采 用地下電力電纜供電或在雷電活動不頻繁的地區,上述事件是很少發生的。
間接雷擊和內部浪涌發生的概率較高,絕大部分的用電設備損壞與其有關。所以電源防浪涌的重點是對這部分浪涌能量的吸收和抑制。
內部原因:
內部浪涌發生的原因同供電系統內部的設備啟停和供電網路運行的故障有關:
供電系統內部由於大功率設備的啟停、線路故障、投切動作和變頻設備的運行等原因,都會帶來內部浪涌,給用電設備帶來不利影響。特別是計算機、通訊等微電子設備帶來致命的衝擊。即便是沒有造成永久的設備損壞,但系統運行的異常和停頓都會帶來很嚴重的後果。比如核電站、醫療系統、大型工廠自動化系統、證券交易系統、電信局用交換機、網路樞紐等。

3保護器

基本元件
1.放電間隙(又稱保護間隙):
它一般由暴露在空氣中的兩根相隔一定間隙的金屬棒組成,其中一根金屬棒與所需保護設備的電源相線L1或零線(N)相連,另一根金屬棒與接地線(PE)相連接,當瞬時過電壓襲來時,間隙被擊穿,把一部分過電壓的電荷引入大地,避免了被保護設備上的電壓升高。這种放電間隙的兩金屬棒之間的距離可按需要調整,結構較簡單,其缺點是滅弧性能差。改進型的放電間隙為角型間隙,它的滅弧功能較前者為好,它是靠迴路的電動力F作用以及熱氣流的上升作用而使電弧熄滅的。
2.氣體放電管:
它是由相互離開的一對冷陰板封裝在充有一定的惰性氣體(Ar)的玻璃管或陶瓷管內組成的。為了提高放電管的觸發概率,在放電管內還有助觸發劑。這種充氣放電管有二極型的,也有三極型的,
氣體放電管的技術參數主要有:直流放電電壓Udc;衝擊放電電壓Up(一般情況下Up≈(2~3)Udc;工頻而授電流In;衝擊而授電流Ip;絕緣電阻R(>109Ω);極間電容(1-5PF)
氣體放電管可在直流和交流條件下使用,其所選用的直流放電電壓Udc分別如下:在直流條件下使用:Udc≥1.8U0(U0為線路正常工作的直流電壓)
在交流條件下使用:U dc≥1.44Un(Un為線路正常工作的交流電壓有效值)
3.壓敏電阻:
它是以ZnO為主要成分的金屬氧化物半導體非線性電阻,當作用在其兩端的電壓達到一定數值后,電阻對電壓十分敏感。它的工作原理相當於多個半導體P-N的串並聯。壓敏電阻的特點是非線性特性好(I=CUα中的非線性係數α),通流容量大(~2KA/cm2),常態泄漏電流小(10-7~10-6A),殘壓低(取決於壓敏電阻的工作電壓和通流容量),對瞬時過電壓響應時間快(~10-8s),無續流。
壓敏電阻的技術參數主要有:壓敏電壓(即開關電壓)UN,參考電壓Ulma;殘壓Ures;殘壓比K(K=Ures/UN);最大通流容量Imax;泄漏電流;響應時間。
壓敏電阻的使用條件有:壓敏電壓:UN≥[(√2×1.2)/0.7]U0(U0為工頻電源額定電壓)
最小參考電壓:Ulma≥(1.8~2)Uac (直流條件下使用)
Ulma≥(2.2~2.5)Uac(在交流條件下使用,Uac為交流工作電壓)
壓敏電阻的最大參考電壓應由被保護電子設備的耐受電壓來確定,應使壓敏電阻的殘壓低於被保護電子設備的而損電壓水平,即(Ulma)max≤Ub/K,上式中K為殘壓比,Ub為被保護設備的而損電壓。
4.抑制二極體:
抑制二極體具有箝位限壓功能,它是工作在反向擊穿區,由於它具有箝位電壓低和動作響應快的優點,特別適合用作多級保護電路中的最末幾級保護元件。抑制二極體在擊穿區內的伏安特性可用下式表示:I=CUα,上式中α為非線性係數,對於齊納二極體α=7~9,在雪崩二極體α=5~7.
抑制二極體的技術參數主要有:
⑴額定擊穿電壓,它是指在指定反向擊穿電流(常為lma)下的擊穿電壓,至於齊納二極體額定擊穿電壓一般在2.9V~4.7V範圍內,而雪崩二極體的額定擊穿電壓常在5.6V~200V範圍內。
⑵最大箝位電壓:它是指管子在通過規定波形的大電流時,其兩端出現的最高電壓。
⑶脈衝功率:它是指在規定的電流波形(如10/1000μs)下,管子兩端的最大箝位電壓與管子中電流等值之積。
⑷反向變位電壓:它是指管子在反向泄漏區,其兩端所能施加的最大電壓,在此電壓下管子不應擊穿。此反向變位電壓應明顯高於被保護電子系統的最高運行電壓峰值,也即不能在系統正常運行時處於弱導通狀態。
⑸最大泄漏電流:它是指在反向變位電壓作用下,管子中流過的最大反向電流。
⑹響應時間:10-11s
5.扼流線圈:
扼流線圈是一個以鐵氧體為磁芯的共模干擾抑制器件,它由兩個尺寸相同,匝數相同的線圈對稱地繞制在同一個鐵氧體環形磁芯上,形成一個四端器件,要對於共模信號呈現出大電感具有抑制作用,而對於差模信號呈現出很小的漏電感幾乎不起作用。扼流線圈使用在平衡線路中能有效地抑制共模干擾信號(如雷電干擾),而對線路正常傳輸的差模信號無影響。
扼流線圈在製作時應滿足以下要求:
1)繞制在線圈磁芯上的導線要相互絕緣,以保證在瞬時過電壓作用下線圈的匝間不發生擊穿短路。
2)當線圈流過瞬時大電流時,磁芯不要出現飽和。
3)線圈中的磁芯應與線圈絕緣,以防止在瞬時過電壓作用下兩者之間發生擊穿。
4)線圈應儘可能繞制單層,這樣做可減小線圈的寄生電容,增強線圈對瞬時過電壓的耐受能力。
6. 1/4波長短路器
1/4波長短路器是根據雷電波的頻譜分析和天饋線的駐波理論所製作的微波信號電涌保護器,這種保護器中的金屬短路棒長度是根據工作信號頻率(如900MHZ或1800MHZ)的1/4波長的大小來確定的。此並聯的短路棒長度對於該工作信號頻率來說,其阻抗無窮大,相當於開路,不影響該信號的傳輸,但對於雷電波來說,由於雷電能量主要分佈在n+KHZ以下,此短路棒對於雷電波阻抗很小,相當於短路,雷電能量級被泄放入地。
由於1/4波長短路棒的直徑一般為幾毫米,因此耐衝擊電流性能好,可達到30KA(8/20μs)以上,而且殘壓很小,此殘壓主要是由短路棒的自身電感所引起的,其不足之處是工頻帶較窄,帶寬約為2%~20%左右,另一個缺點是不能對天饋設施加直流偏置,使某些應用受到限制。

4分級防護

浪涌保護器(也稱防雷器)的分級防護
由於雷擊的能量是非常巨大的,需要通過分級泄放的方法,將雷擊能量逐步泄放到大地。第一級防雷器可以對於直接雷擊電流進行泄放,或者當電源傳輸線路遭受直接雷擊時傳導的巨大能量進行泄放,對於有可能發生直接雷擊的地方,必須進行CLASS—I的防雷。第二級防雷器是針對前級防雷器的殘餘電壓以及區內感應雷擊的防護設備,對於前級發生較大雷擊能量吸收時,仍有一部分對設備或第三級防雷器而言是相當巨大的能量會傳導過來,需要第二級防雷器進一步吸收。同時,經過第一級防雷器的傳輸線路也會感應雷擊電磁脈衝輻射LEMP,當線路足夠長感應雷的能量就變得足夠大,需要第二級防雷器進一步對雷擊能量實施泄放。第三級防雷器是對LEMP和通過第二級防雷器的殘餘雷擊能量進行保護。
第二級防護
目的是進一步將通過第一級防雷器的殘餘浪涌電壓的值限制到1500—2000V,對LPZ1—LPZ2實施等電位連接。
分配電櫃線路輸出的電源防雷器作為第二級保護時應為限壓型電源防雷器,其雷電流容量不應低於20KA,應安裝在向重要或敏感用電設備供電的分路配電處。這些電源防雷器對於通過了用戶供電入口處浪涌放電器的剩餘浪涌能量進行更完善的吸收,對於瞬態過電壓具有極好的抑制作用。該處使用的電源防雷器要求的最大衝擊容量為每相45kA以上,要求的限制電壓應小於1200V,稱之為CLASS Ⅱ級電源防雷器。一般用戶供電系統做到第二級保護就可以達到用電設備運行的要求了
第二級電源防雷器採用C類保護器進行相—中、相—地以及中—地的全模式保護,主要技術參數為:雷電通流容量大於或等於40KA(8/20μs);殘壓峰值不大於1000V;響應時間不大於25ns。
第四級及以上保護
根據被保護設備的耐壓等級,假如兩級防雷就可以做到限制電壓低於設備的耐壓水平,就只需要做兩級保護,假如設備的耐壓水平較低,可能需要四級甚至更多級的保護。第四級保護其雷電通流容量不應低於5KA。

5分類

浪涌保護器的分類
按用途分
⑴電源保護器:交流電源保護器、直流電源保護器、開關電源保護器等。
交流電源防雷模塊適用於配電室、配電櫃、開關櫃、交直流配電屏等系統的電源保護; 建築物內有室外輸入的配電箱、建築物層配電箱; 電源型浪涌保護器用於低壓(220/380VAC)工業電網和民用電網;在電力系統中, 主要用於自動化機房、變電站主控制室電源屏內三相電源輸入或輸出端。適用於各種直流電源系統,如:直流配電屏; 直流供電設備; 直流配電箱; 電子信息系統櫃;二次電源設備的輸出端。
⑵信號保護器:低頻信號保護器、高頻信號保護器、天饋保護器等。
網路信號防雷器適用範圍 用於10/100Mbps SWITCH、HUB、ROUTER等網路設備的雷擊和雷電電磁脈衝造成的感應過電壓保護; ·網路機房網路交換機防護; ·網路機房伺服器防護; ·網路機房其它帶網路介面設備防護; ·24口集成防雷箱主要應用於綜合網路櫃、分交換機櫃內多信號通道的集中防護 信號類電涌保護器   視頻信號防雷器適用範圍主要用於視頻信號設備點對點的協擊保護,可保護各種視頻傳輸設備免受來自信號傳輸線的感應雷擊和電涌電壓帶來的危害,對相同工作電壓下的RF傳輸同樣適用。集成式多口視頻防雷箱主要應用於綜合控制櫃內硬碟錄像機、視頻切割器等控制設備的集中防護。

安裝方法

1。浪涌保護器HYC1常規安裝要求 浪涌保護器採用35MM標準導軌安裝  對於固定式SPD,常規安裝應遵循下述步驟:
1)確定放電電流路徑。
2)標記在設備終端引起的額外電壓降的導線。
3)為避免不必要的感應迴路,應標記每一設備的 PE導體。
4)設備與SPD之間建立等電位連接。
5)要進行多級SPD的能量協調。
為了限制安裝后的保護部分和不受保護的設備部分之間感應耦合,需進行一定測量。通過感應源與犧牲電路的分離、迴路角度的選擇和閉合迴路區域的限制能降低互感,當載流分量導線是閉合迴路的一部分時,由於此導線接近電路而使迴路和感應電壓而減少。一般來說,將被保護導線和沒被保護的導線分開比較好,而且,應該與接地線分開。同時,為了避免動力電纜和通信電纜之間的瞬態正交耦合,應該進行必要的測量。
2。HYC1接地線徑選擇
數據線:要求大於2.5mm2 ;當長度超過0.5米時要求大於4mm2。YD/T5098-1998。
電源線:相線截面積S≤16mm2 時,地線用S ;相線截面積16mm2≤S≤35mm2 時,地線用16mm2 ;相線截面積S≥35mm2時,地線要求S/2 ;GB 50054第2.2.9條

6品牌

知名電涌(浪涌)保護器品牌
目前市面上比較常見的避雷器有:中國大陸雷天科星LKdX浪涌保護器,Hfaide海天得浪涌保護器,法國Soule浪涌保護器,英國ESP furse浪涌保護器,德國OBO浪涌保護器,DEHN浪涌保護器,美國PANAMAX浪涌保護器,INNOVATⅣE浪涌保護器,美國POLYPHASER浪涌保護器。
上一篇[珀布利]    下一篇 [葉伊布]

相關評論

同義詞:暫無同義詞