电源系统中防雷原理与保护措施

2017-08-30 温州创捷防雷电器有限公司 64

  雷电由高能的低频成份与极具渗入性的高频成份构成。其重要通过两种形势,一种是通过金属管线或地线直接传导雷电致损设备;一种是闪电通道及泄疏通道的雷电电磁脉冲以各类耦合形势认为到金属管线或地线产生电涌致损设备。绝大局部雷损由这类认为而诱发。对付电子信息设备而言,危险重要来自于由雷电诱发的雷电电磁脉冲的伟大耦合能量。

  雷电防护根本原理

  雷电及其它强搅扰对通信系统的致损及由此诱发的后果是严重的,雷电防护将成为必须。雷电由高能的低频成份与极具渗入性的高频成份构成。其重要通过两种形势,一种是通过金属管线或地线直接传导雷电致损设备;一种是闪电通道及泄疏通道的雷电电磁脉冲以各类耦合形势认为到金属管线或地线产生电涌致损设备。绝大局部雷损由这类认为而诱发。对付电子信息设备而言,危险重要来自于由雷电诱发的雷电电磁脉冲的耦合能量,通过以下三个通道所产生的瞬态电涌。金属管线通道,如自来水管、电源线、天馈线、信号线、航空窒碍灯引线等产生的电涌;地线通道,地电们还击;空间通道,电磁小组的辐射能量。

  个中金属管线通道的电涌和地线通道的地电位还击是电子信息系统致损的重要启事,它的最见的致损形势是在电力线上诱发的雷损,以是需作为防扩的重点。因为雷电无孔不上天侵袭电子信息系统,雷电防护将是个系统工程。雷电防护的中心内容是泄放荒僻冷僻衡。

  泄放是将雷电与雷电电磁脉冲的能量通过大地泄放,并且应切合层次性原则,即尽也良多、尽也许远地将多余能量在引入通信系统以前泄放上天;层次性等于凭证所设立的防雷保护辨别层次对雷电能量举办减弱。防雷保护区又称电磁兼容分区,是按人、物和信息系统对雷电及雷电电磁脉冲的感触强度不同把环境分成几个地域:

温州创捷防雷电器有限公司 www.cuaje.com

  进入公开泄放,是完成均压等电位衔接的重要构成局部。防雷器的一些重要技术参数:额定任务电压、额定任务电流,特批串并式电源防雷器的载流量。通流手段,电涌保护器转移雷电流的手段,以千安为单位,与波开开式无关。电涌保护器在机能上可分为可防直击雷的电涌保护器和防认为雷的电涌保护器。可防直击雷的电涌保护器通经常使用于也许被直击雷击中的路线保护,如LPZOA区与LPZ1区接壤处的保护。用10/35μs电流波形测试与示意其通流手段。防认为雷的电涌保护器通经常使用于不也许被直击雷击中的路线保护,如LPZOB区与LPX1区、LPZ1区接壤处的保护。用8/20μs电流波形测试与示意其通流手段响应时间,电涌保护器对瞬态景遇起掌握造用所需的时间,与波形性子无关。残压,电涌保护器对瞬态景遇的电压限定手段,与雷电流幅值及波形性子无关。

  后续的防雷区(LPZ2区等)若是必要进一步减小所导引的电流和电磁场,就应引入后续防雷区,应凭证必要保护的系统所要求的环境区决定且续防雷区的要求条件。保护区序号越高,预期的搅扰能量和搅扰电压越低。在当代雷电防护技术中,防雷区的配置具备重要意义,它能够向导咱们举办樊篱、接地、等电们衔接等技术办法的实验。

  均衡等于摒弃系统各局部不产生足以至损的电位差,即系统地点环境及系统本人悉数金属导电体的电位在瞬态景遇时摒弃基秘闻等,这本质是基于均压等电位衔接的。由稳定的接地系统、等电位衔接用的金属导线和等电位衔接器(电涌保护器)构成一个电位弥补系统,在瞬态景遇存在的极短期里,这个电位弥补系统能够迅速地在被保护系统所处地域内悉数导电部件之间创立起一个等电位,这些导电部件也蕴含有源导线。通过这个残缺的电位弥补系统,能够在极短期内构成一个等电位地域,这个地域绝对付远处也许存在数十千伏的电位差。重要的是在必要保护的系统所处地域外部,悉数导电部件之间不存在鲜明的电位差

  雷电防护系统由三局部构成,各局部都有其重要作用,不存在接替性。外部防护,由避雷针、引下线、接地体构成,可将绝大局部雷电能量直接导入公开泄放。过渡防护,由公允的樊篱、接地、布线构成,可缩小或壅塞通过各入侵通道引入的认为。外部防护,由均压等电位衔接、过电压保护构成,可均衡系统电位,限定过电压幅值。

  电涌保护器的作用及技术参数

  电涌保护器又称等电位衔接器、过电压保护器、电涌抑制器、突波吸收器、防雷保安器等,用于电源线防护的电涌保护器称为电源防雷器。鉴于现在的雷电致损特性,雷电防护特别在防雷整改中,基于电涌保护器防护规划是最重大、经济的雷电防护处置规划。电涌保护器的重要作用是瞬态景遇时将其两端的电位摒弃同等或限定在一个范畴内,转移有源导体上多余能量。

  LPZOA区,本区内的各物体都也许受到直接雷击,是以各特体都也许导走全数雷电流,本区内电磁场没有衰减。LPZOB区,本区内的各物体不也许受到直接雷击,但本区电磁场没有衰减。LPZ1区,本区内的各物体不也许受到直接雷击,流往各导体的电流比LPZOB区进一步缩小,电磁场衰减和结果取决于全体的樊篱办法。

  进入建筑物的各类举措措施之间的雷电流调配环境以下:约有50%的雷电流经外部防雷装配泄放上天,尚有50%的雷电流将在全体系统的金属物质内举办调配。这个*估形势用于预算在LPAOA区、LPZOB区和LPZ1区接壤处作等电位衔接的电涌保护器的通流手段和金属导线的规格。该处的雷电流为10/35μs电流波形。在各金属物质中雷电流的调配环境下:各局部雷电流幅值取决于各调配通道有的阻抗与感抗,调配通道是指也许被调配到雷电流的金属物质,如电力线、信号线、自来水管、金属构架等金属管级及其它接地,一般仅以各自的接地电阻值便能够约略预算。在不能确定的环境下,能够以为接是电阻相等,即各金属管线平均调配电流。

  基于电涌保护器的防护想要取失动向的结果,应看重“在合适的处所公允地装设合适的电涌保护器”。

  电涌保护器的选用

  在电力线架空引入,并且电力线也许被直击雷击中时,进入建筑物内保护区的雷电流取决于外带路线、电涌保护器放电岔路支路和用户侧路线的阻抗和感抗。如内外两端阻抗同等,则电力线被调配到一半的直击雷电流。在这类环境下必须采用具备防直击雷机能的电涌保护器。

  后续的*估形势用于*估LPZ1区当前防护区接壤处的雷电流调配环境。因为用户侧绝缘阻抗远远大于电涌保护器放电岔路支路与外带路线的阻抗,进入后续防雷区的雷电流将缩小,在数值上不需分外预算。一般要求用于后续防雷区的电源防雷器的通流手段在20kA(8/20μs)以下,不需采用大通流手段的电涌保护器。

  后续防雷区电涌保护器的决定应思索各级之间的能量调配和电压共同,在良多因素难以确守时,采用串并式电源防雷器是个好的决定。串并式是凭证当代雷电防护中良多运用处合、保护范畴层次辨别等特性提出的观点(绝对付传统的并式电涌保护器而言)。其本质是经能量共同和电压调配的多级放电器与滤波器技术的无效连络。串并式防雷有以下特性:运用遍及。岂但能够按常例举办运用,也安妥保护区难以辨别的场合。感生退耦器件在瞬态过电压下的分压、缩短作用,以赞助完成能量共同。缓解瞬态搅扰的回升速率,以完成低残压与长寿命以及极快的响应时间。

  电涌保护器的其它参数决定取决于各个被保护物地点防雷区的级别,其任务电压以安装在引电路中悉数部件的额定电压为准。串并式电涌保护器还需属意其额定电流。

  影响电子线雷电流调配的其它因素:变压器端接地电阻低落将使电子线中调配电流增大。供电线缆的长度的添加将使电力线中调配电流缩小,并使几要导线中有均衡的电流调配。太短的电缆长度和太低的中性线阻抗将使电流不均衡,从而诱发差模搅扰。供电线缆并接多用户将低落无效阻抗,招致调配电流增大,在连成网状的供电状态下,雷姑且性流重要流入电力线,这是多半雷损产生在电力线处的启事。

  电涌保护器的安装

  电涌保护器输出线和输入线、接地线靠拢、并排敷设。这类环境对串并式电涌保护器的影响对照严重。当串并式电源防雷器的输出线(已保护的线)和输入线(未保护线)、地线靠拢敷设,会使输出线内认为出瞬态电涌,虽然其强度较正本小,但仍也许是损害的。处置这个题目的要领是将输入线、地线与输出线分隔敷设或垂直敷设,只管缩小并行敷设的长度,拉开敷设的距离。

  简直悉数环境下的线缆防护,最多应分成两级以上,同一级电涌保护器还也许蕴含多级保护(如串并式电涌保护器)。为了达到无效的保护,可在各防雷区界面处配置相应的电涌保护器,电涌保护器可针对单个电子设备,或一个装有多个电子设备的空间,悉数穿过通常具备空间樊篱的防雷区的导线,在穿过防雷区界面同时接有电涌保护器。其它,电涌保护器的保护范畴是有限的,一般电涌保护器与设备路线距离超过10m当前将使防护结果劣化,这是因为电涌保护器和必要保护的设备之间的电缆上有反射形成的振荡电压,其幅值与路线长度、负载阻抗成正比。

  在应用电源电涌保护器的多级防护中,若是不属意能量调配,则也许引入更多的雷电能量进入保护地域。这要求电涌保护器应凭证前述*估形势决定。一般电涌保护器都有通过雷电流越大,残压越高的特性,通过能量调配后未级电涌保护器流过的雷电流极小,无利于电压限定。属意,不思索电压共同而仅仅决定低响应电压的电涌保护器作末级保护是损害的。

  完成能量调配与电压共同的要点在于把持两级电涌保护器之间线缆本人的感抗。线缆本人的感抗有确定的阴碍埋电流及分压作用,使雷电流更多地被调配到前级泄放。一般要求两级电涌保护器之间线缆长度在15m左右,适??缆之内的环境。线缆上分干路线的长度对线缆要求长度有影响,当保护地线与被保护线缆有确定距离(>1m),这时候要求线缆长度大于5m即可。在一些不安妥采用线缆本人作退耦的处所,可把持专门的退耦器件,这时候无距离要求。

  退耦器件是完成能量调配与电压共同的重要办法,以下几种材料可作为退耦器件:线缆、电感和电阻。

  串并式电源电涌保护器为退耦器件的电涌保护器组合形势,安妥于各类场合的运用。

  在某些极度环境下,装上电涌保护器反而会添加设备毁坏的也许,必须根绝;这类环境产生。电涌保护器保护几条线,个中一条线上的电涌保护器失效或响应速度过慢。这也许使共模搅扰转化为差模搅扰而毁坏设备。这要求必须实验多级防护及属意电涌保护器的维护。不思索防雷保护区、能量共同及电压调配而随意马虎安装电涌保护器,例如仅仅在设备前端装设一只电涌保护器,因为没有前级保护,壮大的雷电流将被吸引到设备前端,致使电涌保护器残压超过设备绝缘强度。这要求电涌保护器必须按层次性原则安装。

  在其它的一些环境下,错误的安装将使设备得不到无效保护。太长的电涌保护器衔接线、电涌保护器任务时,衔接线上由感抗诱发的电压将极高,加在设备上的仍会损害电压,这个题目在末级电涌保护器的运用中加倍分明。处置这个题目的要领是采用短的衔接线,也要以采用两要以上分隔的衔接线以分担磁场强度,缩小压降,复线加粗衔接线是没有甚么结果的。必要时可通过篡改被保护线的布线,使其靠拢等电位衔接排(接地点)以缩小衔接线长度。

  电源线应完成多级防护,多级防护是以各防雷区为层次,对雷电能量的逐级减弱(能量调配),使各级限定电压互相共同,终极使过电压值限定在设备绝缘强度之内(电压共同)。在以下环境下,多级防护成为必须:某一级电涌保护器失效或电涌保护器某一同失效。电涌保护器的残压不共同设备绝缘强度,线缆在建筑物内长度较永劫。

  电涌保护器接地线没有与被保护设备的保护地相连,即采用单独的防雷接地。这将使被保护线与设备保护地之间在瞬态时存在损害电压,处置这个题目的要领是电涌保护器的接地应与设备保护地相连。

关键字:电源系统  防雷原理  保护办法