浪涌保護器,也叫防雷器,是一種為各種電子設(shè)備、儀器儀表、通訊線路提供安全防護的電子裝置,是電子設(shè)備雷電防護中的一種裝置,過去常稱為“避雷器”或“過電壓保護器”英文簡寫為SPD.浪涌保護器的作用是把竄入電力線、信號傳輸線的瞬時過電壓限制在設(shè)備或系統(tǒng)所能承受的電壓范圍內(nèi),或?qū)姶蟮睦纂娏餍沽魅氲?,保護被保護的設(shè)備或系統(tǒng)不受沖擊而損壞。
當(dāng)電氣回路或者通信線路中因為外界的干擾突然產(chǎn)生尖峰電流或者電壓時,浪涌保護器能在極短的時間內(nèi)導(dǎo)通分流,從而避免浪涌對回路中其他設(shè)備的損害。浪涌保護器,適用于交流50/60HZ,額定電壓220V至380V的供電系統(tǒng)中,對間接雷電和直接雷電影響或其他瞬時過壓的電涌進行保護,適用于家庭住宅、第三產(chǎn)業(yè)以及工業(yè)領(lǐng)域電涌保護的要求。
浪涌保護器的類型和結(jié)構(gòu)按不同的用途有所不同,但它至少應(yīng)包含一個非線性電壓限制元件。用于浪涌保護器的基本元器件有:放電間隙、充氣放電管、壓敏電阻、抑制二極管和扼流線圈等。
一、浪涌保護器工作原理圖
浪涌保護器的電路根據(jù)不同需要,有不同的形式,其基本元器件就是上面介紹的幾種,一個技術(shù)精通的防雷產(chǎn)品研究工作者,可設(shè)計出五花八門的電路,好似一盒積木可搭出不同的結(jié)構(gòu)圖案。根據(jù)電路系統(tǒng)的區(qū)別,主要的SPD電路有單相、TN-C、TN-S三種。
二、浪涌保護器分級防護
級防雷器可以對于直接雷擊電流進行泄放,或者當(dāng)電源傳輸線路遭受直接雷擊時傳導(dǎo)的巨大能量進行泄放,對于有可能發(fā)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余電壓以及區(qū)內(nèi)感應(yīng)雷擊的防護設(shè)備,對于前級發(fā)生較大雷擊能量吸收時,仍有一部分對設(shè)備或第三級防雷器而言是相當(dāng)巨大的能量會傳導(dǎo)過來,需要第二級防雷器進一步吸收。同時,經(jīng)過級防雷器的傳輸線路也會感應(yīng)雷擊電磁脈沖輻射LEMP,當(dāng)線路足夠長感應(yīng)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余雷擊能量進行保護。
級保護
目的是防止浪涌電壓直接從LPZ0區(qū)傳導(dǎo)進入LPZ1區(qū),將數(shù)萬至數(shù)十萬伏的浪涌電壓限制到2500—3000V。
入戶電力變壓器低壓側(cè)安裝的電源防雷器作為級保護時應(yīng)為三相電壓開關(guān)型電源防雷器,其雷電通流量不應(yīng)低于60KA。該級電源防雷器應(yīng)是連接在用戶供電系統(tǒng)入口進線各相和大地之間的大容量電源防雷器。一般要求該級電源防雷器具備每相100KA以上的大沖擊容量,要求的限制電壓小于2500V,稱之為CLASS I級電源防雷器。這些電磁防雷器是專為承受雷電和感應(yīng)雷擊的大電流以及吸引高能量浪涌而設(shè)計的,可將大量的浪涌電流分流到大地。它們僅提供限制電壓(沖擊電流流過電源防雷器時,線路上出現(xiàn)的大電壓稱為限制電壓)為中等級別的保護,因為CLASS I級保護器主要 是對大浪涌電流進行吸收,僅靠它們是不能保護供電系統(tǒng)內(nèi)部的敏感用電設(shè)備的。
級電源防雷器可防范10/350μs、100KA的雷電波,達到IEC規(guī)定的高防護標(biāo)準(zhǔn)。其技術(shù)參考為:雷電通流量大于或等于100KA(10/350μs);殘壓值不大于2.5KV;響應(yīng)時間小于或等于100ns。
第二級保護:目的是進一步將通過級防雷器的殘余浪涌電壓的值限制到1500—2000V,對LPZ1—LPZ2實
分配電柜線路輸出的電源防雷器作為第二級保護時應(yīng)為限壓型電源防雷器,其雷電流容量不應(yīng)低于20KA,應(yīng)安裝在向重要或敏感用電設(shè)備供電的分路配電處。這些電源防雷器對于通過了用戶供電入口處浪涌放電器的剩余浪涌能量進行更完善的吸收,對于瞬態(tài)過電壓具有的抑制作用。該處使用的電源防雷器要求的大沖擊容量為每相45kA以上,要求的限制電壓應(yīng)小于1200V,稱之為 CLASS Ⅱ級電源防雷器。一般用戶供電系統(tǒng)做到第二級保護就可以達到用電設(shè)備運行的要求了
第二級電源防雷器采用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(shù)參數(shù)為:雷電通流容量大于或等于40KA(8/20μs);殘壓峰值不大于1000V;響應(yīng)時間不大于25ns。
第三級保護:目的是終保護設(shè)備的手段,將殘余浪涌電壓的值降低到1000V以內(nèi),使浪涌的能量不致?lián)p壞設(shè)備。
在電子信息設(shè)備交流電源進線端安裝的電源防雷器作為第三級保護時應(yīng)為串聯(lián)式限壓型電源防雷器,其雷電通流容量不應(yīng)低于10KA。
后的防線可在用電設(shè)備內(nèi)部電源部分采用一個內(nèi)置式的電源防雷器,以達到消除微小的瞬態(tài)過電壓的目的。該處使用的電源防雷器要求的大沖擊容量為每相20KA或更低一些,要求的限制電壓應(yīng)小于1000V。對于一些特別重要或特別敏感的電子設(shè)備具備第三級保護是必要的,同時也可以保護用電設(shè)備免受系統(tǒng)內(nèi)部產(chǎn)生的瞬態(tài)過電壓影響。
對于微波通信設(shè)備、移動機站通信設(shè)備及雷達設(shè)備等使用的整流電源,宜視其工作電壓的保護需要分別選用工作電壓適配的直流電源防雷器作為末級保護。
第四級及以上
根據(jù)被保護設(shè)備的耐壓等級,假如兩級防雷就可以做到限制電壓低于設(shè)備的耐壓水平,就只需要做兩級保護,假如設(shè)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(yīng)低于5KA。
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