浪涌保护器工作原理
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以下是电源系统SPD选择的要点:
1、根据被保护线路制式,例如:单相220V、三相220/380V TNC/TNS/TT等,选择合适制式SPD
2、根据被保护设备的耐冲击电压水平,选择SPD的电压保护水平Up。一般终端设备的耐冲击电压1.5kV,具体可参照GB 50343-5
4。Up值小于其耐冲击电压即可。
3、根据线路引入方式,有无因直击雷击中而传到雷电流的风险,选择一
级或者二级SPD。一级SPD是有雷电流泄放参数的10/350波形的。
4、根据GB 50057-里的分流计算,计算线路所需的泄放电流强度,选择合
适放电能力的SPD,需要SPD标称放电电流参数大于线路的分流电涌电流即可。
至于型号,不同厂家型号不一,没什么参考价值。建议选择知名品牌,现
在防雷市场鱼龙混杂,不要贪图便宜而使用劣质产品。
浪涌保护器设计原理、特性、运用范畴
设计原理
在最常见的浪涌保护器中,都有一个称为金属氧化物变阻器(Metal Oxide Varistor,MOV)的元件,用来转移多余的电压。如下图所示,MOV将火线和地
线连接在一起。
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。
这些半导体具有随着电压变化而改变的可变电阻。当电压低于某个特定值时,半导体中的电子运动将产生极高的电阻。反之,当电压超过该特定值时,
电子运动会发生变化,半导体电阻会大幅降低。如果电压正常,MOV会闲在一旁。而当电压过高时,MOV可以传导大量电流,消除多余的电压。随着多余的
电流经MOV转移到地线,火线电压会恢复正常,从而导致MOV的电阻再次迅速增大。按照这种方式,MOV仅转移电涌电流,同时允许标准电流继续为与浪涌
保护器连接的设备供电。打个比方说,MOV的作用就类似一个压敏阀门,只有在压力过高时才会打开。
另一种常见的浪涌保护装置是气体放电管。这些气体放电管的作用与MOV 相同——它们将多余的电流从火线转移到地线,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,随后它又会变成不良导体。
这两种方法都是采用并联电路设计——多余的电压从标准电路流入另一个电路。有几种浪涌保护器产品使用串联电路设计抑制电涌——它们不是将多余的电流分流到另一条线路,而是通过降低流过火线的电量。基本上说,这些抑制器在检测到高电压时会储存电能,随后再逐渐释放它们。制造这种保护器的公司解释说该方法可以提供更好的保护,因为它反应速度更快,并且不会向地线分流,但另一方面,这种分流可能会干扰建筑物的电力系统。
抑制二极管:抑制二极管具有箝位限压功能,它是工作在反向击穿区,由于它具有箝位电压低和动作响应快的优点,特别适合用作多级保护电路中的最末几级保护元件。抑制二极管在击穿区内的伏安特性可用下式表示:I=CUα,上式中α为非线性系数,对于齐纳二极管α=7~9,在雪崩二极管α=5~7.
抑制二极管的技术参数主要有:
(1)额定击穿电压,它是指在指定反向击穿电流(常为lma)下的击穿电压,这于齐纳二极管额定击穿电压一般在2.9V~4.7V范围内,而雪崩二极管的额定击穿电压常在5.6V~200V范围内。
(2)最大箝位电压:它是指管子在通过规定波形的大电流时,其两端出现的最高电压。
(3)脉冲功率:它是指在规定的电流波形(如10/1000μs)下,管子两端的最大箝位电压与管子中电流等值之积。
(4)反向变位电压:它是指管子在反向泄漏区,其两端所能施加的最大电压,在此电压下管子不应击穿。此反向变位电压应明显高于被保护电子系统的
最高运行电压峰值,也即不能在系统正常运行时处于弱导通状态。
(5)最大泄漏电流:它是指在反向变位电压作用下,管子中流过的最大反
向电流。
(6)响应时间:10-11us
作为辅助元件,有些浪涌保护器还配有内置保险丝。保险丝是一种电阻器,当电流低于某个标准时,它的导电性能非常好。反之,当电流超过了可接受的
标准,电阻产生的热量会烧断保险丝,从而切断电路。如果MOV不能抑制电涌,过高的电流将烧断保险丝,保护连接的设备。该保险丝只能使用一次,一旦烧
断就需要更换。
SPD前端熔断器应根据避雷器厂家的参数安装。
如厂家没有规定,一般选用原则:
根据(浪涌保护器的最大保险丝强度A)和(所接入配电线路最大供电电流B)来确定(开关或熔断器的断路电流C)。
确定方法:
当:B>A时C小于等于A
当:B=A时C小于A或不安装C