前言:在(zài)電路保護解決方案中(zhōng),雷擊浪湧防護是電子工(gōng)程師尤爲關注(zhù)的一(yī)個防護重點(diǎn),浪湧也叫突波,顧(gù)名思義就是超(chāo)出正常工作電壓的(de)瞬間過電壓,浪湧保(bǎo)護器,也叫防雷器,是一種爲(wèi)各種電子設備、儀(yí)器儀(yí)表、通訊線路提供安全防護的(de)電子(zǐ)裝置。當電氣回路或者通(tōng)信線路(lù)中因爲外界的幹擾突然産生尖峰電流或者(zhě)電壓時,浪湧保護器能在極短的時間内導通分流,從而避免浪湧對回路中其他設(shè)備的損(sǔn)害,本質(zhì)上講,浪湧是發生在僅僅幾百萬分(fèn)之一秒時間内的一種劇烈脈沖。 最原始的浪湧防雷保護器羊角(jiǎo)形間隙,出現于19世紀末(mò)期,用于架空輸電(diàn)線路,防止(zhǐ)雷擊損(sǔn)壞設備絕(jué)緣而(ér)造成停電,故稱“浪湧保(bǎo)護器”,20世紀20年代,出現了鋁浪湧保護器,氧化膜浪湧保護器和丸式浪湧(yǒng)保護(hù)器,30年代出現了管式浪湧保(bǎo)護器,50年代出現了碳化矽防雷器,70年(nián)代又出現了金屬氧化物浪(làng)湧保護器,現代(dài)高壓浪湧保護器,不僅(jǐn)用于限制電力系統中(zhōng)因雷電引起的(de)過電壓,也用于限制因系(xì)統操作産生的過電壓。
1、浪湧防雷保護器按工作原理分:
浪湧保護(hù)器中的元件(壓敏電阻MOV,矽雪崩二(èr)極(jí)管SAD、空氣導管、大放電電容)是采用損耗自身的方式對沖擊電流進行消解(發熱,融化),從而使導入(rù)地下的沖擊電流在安全範圍之(zhī)内,不會形成(chéng)二次反擊。抑(yì)制元件的自身(shēn)壽命會(huì)因爲(wèi)反複承受電流沖擊而縮短,SineTamer采用了40模塊和熱、電熔斷雙保險、熱分擔算法等,确保了SineTamer的使用壽命。SineTamer約消解90%的過電壓和過電流,剩餘的10%則導入地下。
SPD并聯于線路(L/N)與大地之間,在正常工作電壓情(qíng)況下,MOV處于高阻狀态,相當于線路(lù)對地開路,不影響線(xiàn)路正常工(gōng)作,故障顯示窗口呈綠色,當線路由于雷電(diàn)或開關操作(zuò)出現(xiàn)瞬時脈沖過電壓時,防雷模塊在納(nà)秒級時間内迅速導通,将(jiāng)過電壓短(duǎn)路到大地洩放,當該脈沖過電壓消失後,防雷模塊又自動恢複高(gāo)阻狀态,不影響用戶供電。
當防雷模塊(kuài)長期工(gōng)作在超負荷工作狀态,其性能劣化而發熱到一定溫度,模塊中的熱感斷路器(K1)會自動斷開避雷模塊回路,保護電源電路工作不受影響(xiǎng),防止火災發生,當線路(lù)感應過大雷電流時,過(guò)流斷路器(K2)迅速斷開,防止SPD爆炸。K1或K2動作後,SPD内脫扣裝置動作,使故障顯示窗口顯示紅色,提(tí)醒用戶更換SPD模塊,同時,脫扣裝置帶動遙信告警開關(SK)動作,輸(shū)出故障告警信号。
(1)開關(guān)型:其(qí)工作原理是當沒有瞬時過電壓時呈現爲(wèi)高(gāo)阻抗(kàng),但一旦響應雷電瞬時過電(diàn)壓時,其阻抗就突變爲低值(zhí),允許雷電流(liú)通過。用(yòng)作此類裝置時器件有:放電間隙、氣(qì)體放電管、閘流晶體管(guǎn)等(děng)。
(2)限壓型:其工作原理是當沒有瞬時過電壓時爲高(gāo)阻擾,但随電湧電流和電壓的增加其(qí)阻抗會不斷減(jiǎn)小,其電流電壓特(tè)性爲強烈非線性。用作此類裝(zhuāng)置的器件有:氧化鋅(xīn)、壓敏電阻、抑制二極(jí)管、雪崩二極管等。
(3)分流型或扼流型
分流型:與被保(bǎo)護的設備并聯,對雷(léi)電脈沖呈現爲低阻抗,而對正常工作頻率呈現爲(wèi)高阻抗。
扼流型:與被(bèi)保(bǎo)護的設備串聯,對雷電脈沖呈現(xiàn)爲高阻抗,而對正常的工作頻率呈現爲(wèi)低阻(zǔ)抗。
(4)用作此類裝置的器件(jiàn)有:扼流線圈、高通濾波器、低通濾波器、1/4波長短路器等。
2、按用途分:
(1)電源保護器(qì):交流電源保護器、直流電源保護器、開關電源保護器等。
(2)信号保護器:低頻信号保護器、高頻信号保(bǎo)護器、天饋保護器等。
3、根(gēn)據所選擇的浪湧保護器和預期的環境影(yǐng)響,保護系統的電(diàn)源和設備所需(xū)的保護措施被分爲三級。
B類浪湧保護器:标稱放電電流In,沖擊電壓1.2/50μs沖擊電壓和最大沖(chòng)擊電流Iimp的試(shì)驗,Iimp的波形爲10/350μsUp最大(dà)4kv(IEC61643-1;IEC60664-1)。
C類浪湧保(bǎo)護器:标稱(chēng)放電電流In,沖擊(jī)電壓1.2/50μs沖擊電壓和最大沖擊(jī)電流Iimp的試驗,Iimp的波(bō)形爲8/25ms。
D類浪湧保(bǎo)護器:進行混合波合(開路電壓1.2/50μs沖擊電壓,鄧路電流(liú)8/25μs)試驗。
4、浪湧保護器的好與(yǔ)否直接關系到設備的全安問題,因此在選取浪湧保護器以(yǐ)幾點可參考:
箝(qián)位電壓——這表示(shì)将導緻MOV接通地線的(de)電壓值。箝(qián)位電(diàn)壓越低,表示保(bǎo)護性(xìng)能越(yuè)好。此UL标稱值(zhí)有三個保護水平(píng)——330伏、400伏和500伏。通常,箝位電(diàn)壓超過400伏就太高了(le)。
能量吸收/耗散能力——此标稱值表示浪湧保護器(qì)在燒毀前能夠(gòu)吸收多少能量,單(dān)位爲焦耳。其數值越高,保護(hù)性能就越好。您購買的保(bǎo)護器的這(zhè)一标稱值至少要在200至400焦耳之間(jiān)。若要獲(huò)得更好的保護性能,應該尋找此标稱值在600焦耳以上的産(chǎn)品。
響應時(shí)間——浪湧保護器不會立刻斷開;它們對電湧做出響應會有略微的延(yán)遲,響應時間越長,表(biǎo)示計算機(或其他設(shè)備)将遭受浪湧的持(chí)續時間越長。請購買(mǎi)響應時間低于(yú)一毫微秒的浪湧保護器,此外,您還應該購買具有指示燈的保護器,以便判斷保護元件是否在起作用。在遭受(shòu)多次(cì)電湧之後,所有MOV都将會燒(shāo)毀,但(dàn)是保護器仍然會作(zuò)爲一個電源闆而工作。沒有電源指示燈,就無法得知保護器是否仍然在正常工(gōng)作。
5、可能引起浪湧的原因有:重型設備、短路(lù)、電源切換(huàn)或大型發動機,而(ér)含有浪湧(yǒng)阻絕裝置的産品可以有效地吸收突發的巨大能量,以保護(hù)連接設備免于受損。
6、開關型浪湧保護器和限壓型浪湧(yǒng)保護(hù)器的區别(bié)?
答:開關型浪湧保護器爲間隙放電(diàn)型器件,其雷電能量瀉放能力大,在(zài)線路上使(shǐ)用的主要作用是洩放雷電能量;限壓型浪湧(yǒng)保護器爲氧化鋅壓敏電阻器件,其雷電能量瀉放能力小,但其過電(diàn)壓抑制能力好,在(zài)線路上使用的主要(yào)作是限制過電(diàn)壓。因(yīn)爲此,一般在建築物入口處選用如Asafe系列的開關型浪湧保護(hù)來洩放雷電能量,然後,在後級電路使用如AM系列的限壓型(xíng)浪湧保護器來限(xiàn)制因前級雷電能(néng)量瀉放後,在後級線路産生(shēng)的高過電(diàn)壓。兩種浪湧保護器需(xū)配合使用,方能保證配(pèi)電線路中設備的安全。
7、與浪湧保護器相配合的微型斷路器如何選型?
答:Asafe開關型模塊由于(yú)其損壞方式爲(wèi)開路(lù),因此可以不用(yòng)裝(zhuāng)微型斷路器;第一級模塊,如(rú)AMI-40,需要選用63A的分斷電流能力爲10KA的(de)D型微型(xíng)斷路器;第二級模塊(kuài),如AM2-20,需要選(xuǎn)用32A的分斷電流能力(lì)爲6.5KA的C、D型微型斷路器,由于其工(gōng)作曲線IN值(zhí)的不同,因此推薦使用D型;第三(sān)級模塊,如AM3-10,需要選用16A的(de)分斷電流能力爲4.5KA的C、D型微型(xíng)斷路器,由其工作曲線IN值(zhí)的不同,因此推薦使用D型。