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        建筑電氣浪涌范防雷模塊的使用原理是什么?

        來源: 時間:2021-12-10 11:24:57 瀏覽次數:

        在電路保護解決方案中,雷擊浪涌防護是電子工程師尤為關注的一個防護重點,浪涌也叫突波,顧名思義就是超出正常工作電壓的瞬間過電壓,浪涌保護器,也叫防雷器,是一種為各種電子設備、儀器儀表、通訊線路提供安全防護的電子裝置。當電氣回路或者通信線路中因為外界的干擾突然產生尖峰電流或者電壓時,浪涌保護器能在極短的時間內導通分流,從而避免浪涌對回路中其他設備的損害,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沖。

        在電路保護解決方案中,雷擊浪涌防護是電子工程師尤為關注的一個防護重點,浪涌也叫突波,顧名思義就是超出正常工作電壓的瞬間過電壓,浪涌保護器,也叫防雷器,是一種為各種電子設備、儀器儀表、通訊線路提供安全防護的電子裝置。當電氣回路或者通信線路中因為外界的干擾突然產生尖峰電流或者電壓時,浪涌保護器能在極短的時間內導通分流,從而避免浪涌對回路中其他設備的損害,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沖。

        最原始的浪涌防雷保護器羊角形間隙,出現于19世紀末期,用于架空輸電線路,防止雷擊損壞設備絕緣而造成停電,故稱“浪涌保護器”,20世紀20年代,出現了鋁浪涌保護器,氧化膜浪涌保護器和丸式浪涌保護器,30年代出現了管式浪涌保護器,50年代出現了碳化硅防雷器,70年代又出現了金屬氧化物浪涌保護器,現代高壓浪涌保護器,不僅用于限制電力系統中因雷電引起的過電壓,也用于限制因系統操作產生的過電壓。

        1、浪涌防雷保護器按工作原理分:

        浪涌保護器中的元件(壓敏電阻MOV,硅雪崩二極管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),從而使導入地下的沖擊電流在安全范圍之內,不會形成二次反擊。抑制元件的自身壽命會因為反復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,確保了SineTamer的使用壽命。SineTamer約消解90%的過電壓和過電流,剩余的10%則導入地下。

        SPD并聯于線路(L/N)與大地之間,在正常工作電壓情況下,MOV處于高阻狀態,相當于線路對地開路,不影響線路正常工作,故障顯示窗口呈綠色,當線路由于雷電或開關操作出現瞬時脈沖過電壓時,防雷模塊在納秒級時間內迅速導通,將過電壓短路到大地泄放,當該脈沖過電壓消失后,防雷模塊又自動恢復高阻狀態,不影響用戶供電。

        當防雷模塊長期工作在超負荷工作狀態,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,防止火災發生,當線路感應過大雷電流時,過流斷路器(K2)迅速斷開,防止SPD爆炸。K1或K2動作后,SPD內脫扣裝置動作,使故障顯示窗口顯示紅色,提醒用戶更換SPD模塊,同時,脫扣裝置帶動遙信告警開關(SK)動作,輸出故障告警信號。

        (1)開關型:其工作原理是當沒有瞬時過電壓時呈現為高阻抗,但一旦響應雷電瞬時過電壓時,其阻抗就突變為低值,允許雷電流通過。用作此類裝置時器件有:放電間隙、氣體放電管、閘流晶體管等。

        (2)限壓型:其工作原理是當沒有瞬時過電壓時為高阻擾,但隨電涌電流和電壓的增加其阻抗會不斷減小,其電流電壓特性為強烈非線性。用作此類裝置的器件有:氧化鋅、壓敏電阻、抑制二極管、雪崩二極管等。

        (3)分流型或扼流型

        分流型:與被保護的設備并聯,對雷電脈沖呈現為低阻抗,而對正常工作頻率呈現為高阻抗。

        扼流型:與被保護的設備串聯,對雷電脈沖呈現為高阻抗,而對正常的工作頻率呈現為低阻抗。

        (4)用作此類裝置的器件有: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:交流電源保護器、直流電源保護器、開關電源保護器等。

        (2)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。

        3、根據所選擇的浪涌保護器和預期的環境影響,保護系統的電源和設備所需的保護措施被分為三級。

        B類浪涌保護器:標稱放電電流In,沖擊電壓1.2/50 μs 沖擊電壓和最大沖擊電流Iimp 的試驗,Iimp 的波形為10/350 μsUp 最大4kv(IEC61643-1;IEC 60664-1)。

        C類浪涌保護器:標稱放電電流In,沖擊電壓1.2/50 μs 沖擊電壓和最大沖擊電流Iimp 的試驗,Iimp 的波形為8/25ms。

        D類浪涌保護器:進行混合波合(開路電壓1.2/50 μs 沖擊電壓,鄧路電流8/25 μs)試驗。

        4、浪涌保護器的好與否直接關系到設備的全安問題,因此在選取浪涌保護器以幾點可參考:

        箝位電壓——這表示將導致MOV接通地線的電壓值。箝位電壓越低,表示保護性能越好。此UL標稱值有三個保護水平——330伏、400伏和500伏。通常,箝位電壓超過400伏就太高了。

        能量吸收/耗散能力——此標稱值表示浪涌保護器在燒毀前能夠吸收多少能量,單位為焦耳。其數值越高,保護性能就越好。您購買的保護器的這一標稱值至少要在200至400焦耳之間。若要獲得更好的保護性能,應該尋找此標稱值在600焦耳以上的產品。

        響應時間——浪涌保護器不會立刻斷開;它們對電涌做出響應會有略微的延遲,響應時間越長,表示計算機(或其他設備)將遭受浪涌的持續時間越長。請購買響應時間低于一毫微秒的浪涌保護器,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。在遭受多次電涌之后,所有MOV都將會燒毀,但是保護器仍然會作為一個電源板而工作。沒有電源指示燈,就無法得知保護器是否仍然在正常工作。

        5、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,以保護連接設備免于受損。


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