浪涌保护器在防雷技术中的应用

2017-09-04 温州创捷防雷电器有限公司 84

小序

  雷电灾难是最严重的天然灾难之一,全天下每一年因雷电灾难形成的人员伤亡、财富损失不计其数。随着电子、微电子集成化设备的大量运用,雷电过电压和雷击电磁脉冲所形成的系统和设备的毁坏越来越多。是以,尽快处置建筑物和电子信息系统雷电灾难防护题目显得十分重要。

  随着相关设备对防雷要求的日益严峻,安装防雷器(Surge Protection Device, SPD)抑制路线上的电涌和瞬时过电压、泄放路线上的过电流成为当代防雷技术的重要环节之一。

  1 雷电的个性

  防雷蕴含外部防雷和外部防雷。外部防雷以接闪器(带、网、线)、引下线、接地装配为主,其重要的机能是为了确保建筑物本体免受直击雷的侵袭,将可以击中建筑物的雷电通过接闪器(带、网、线)、引下线等泄放入大地。外部防雷蕴含防雷电认为、路线电涌、地电位还击、雷电波入侵以及电磁与静电认为的办法。其根本要领是给与等电位结合,蕴含直接衔接和通过SPD间接衔接,使金属体、设备路线与大地组成一个有条件的等电位体,将因雷击和其余电涌诱发的外部举措措施分流和认为的雷电流或电涌电流泄放入大地,从而保护建筑物浑家员和设备的恬适。

  雷电的特性是电压回升无比快(10μs以内),峰值电压高(数万至数百万伏),电流大(几十至几百千安),坚持时间较短(几十至几百微秒),传输速度快(以光速撒播),能量无比伟大,是电涌电压中最具破碎摧毁力的一种。

  2 防雷器的分类

  SPD是电子设备雷电防护中不可缺乏的一种装配,其作用是把窜入电力线、信号传输线的瞬时过电压限定在设备或系统所能经受的电压范畴内,或将壮大的雷电流泄流上天,保护被保护的设备或系统不受袭击。

  2. 1 按任务原理分类

  按其任务原理分类, SPD可以分为电压开关型、限压型及组合型。

  (4)最大继续耐压Uc(rms)指可中缀施加在SPD上的最大交流电压无效值或直流电压。

  (2)限压型SPD。当没有瞬时过电压时,为高阻抗,但随电涌电流和电压的添加,其阻抗会一向减小,其电流电压个性为凶猛非线性,无意偶尔被称为“钳压型SPD”。

  (3)组合型SPD。由电压开关型组件和限压型组件组合而成,可以显示为电压开关型或限压型或两者兼有的个性,这决定于所加电压的个性。

  2. 2 按用途分类

  按其用途分类, SPD可以分为电源路线SPD和信号路线SPD两种。

  2. 2. 1 电源路线SPD

  由于雷击的能量是特别很是伟大的,需求通过分级泄放的要领,将雷击能量逐渐泄放到大地。在直击雷非防护区(LPZ0A)或在直击雷防护区(LPZ0B)与第一防护区(LPZ1)接壤处,安装通过Ⅰ级分类试验的防雷器或限压型防雷器作为第一级保护,对直击雷电流举办泄放,可以当电源传输路线遭遇直接雷击时,将传导的伟大能量举办泄放。在第一防护区今后的各分区(蕴含LPZ1区)接壤处安装限压型防雷器,作为2、三级或更高等第保护。第二级保护器是针对前级保护器的残剩电压以及区内认为雷击的防护设备,在前级产生较大雷击能量吸收时,仍有一局部对设备或第三级保护器而言是至关伟大的能量,会传导过来,需求第二级保护器进一步吸收。同时,经过第一级电涌保护器的传输路线也会认为雷击电磁脉冲辐射。当路线完善永劫,认为雷的能量就变得完善大,需求第二级保护器进一步对雷击能量试验泄放。第三级保护器对通过第二级保护器的残剩雷击能量举办保护。凭证被保护设备的耐压等第,假定两级防雷便可以做到限定电压低于设备的耐压水平,就只有求做两级保护;假定设备的耐压水平较低,可以需求四级甚至更多级的保护。

  决定SPD,首先需求了解一些参数及其任务原理。

SPD安装在路线中,当有过电压或过电流泛起时, SPD将对地导通,完成对地分流,从而达到间接等电位的目的。对付不同的接地系统, SPD的接线要领纷歧样,一般有对地法和N-PE法两种保护,如图1所示。除TT系统SPD安装在残剩电流保护器的电源侧必须用N-PE法以外,一般均应用对地法。

  (2)标称放电电流In是指流过SPD、8/20μs电流波的峰值电流。

  (3)最大放电电流Imax又称为最大通流量,调唆用8/20μs电流波袭击SPD一次能经受的最大放电电流。

  (1)电压开关型SPD。在没有瞬时过电压时泛起高阻抗,一旦响应雷电瞬时过电压,其阻抗就突变为低阻抗,准许雷电疏通过,也被称为“短路开关型SPD”。

 信号SPD的安装衔接

  (6)保护电压Up表征SPD限定接线端子间的电压个性参数,其值可从优选值的列表入拔取,应大于限定电压的最高值。

  (7)电压开关型SPD重要泄放的是10/350μs电流波,限压型SPD重要泄放的是8/20μs电流波。

  电源路线的SPD参数决定如表1所示。

表1 电源路线SPD参数决定

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  正确、公允地选用后备保护元件,直接相干到系统及电涌保护器的恬适性和稳定性。后备保护元件与SPD共同后,应可保护在额定电涌电流作历时后备保护元件不行径,担保电涌电流的失常泄放,同时其作用在岔路支路上的残压Ur低于用电设备的保护水平Up,以担保系统及用电设备恬适。

  (1) 10/350μs波是模仿直击雷的波形,波形能量大; 8/20μs波是模仿雷电认为和雷电传导的波形。

 SPD接线图


图1 SPD接线图

  2. 2. 2 信号路线SPD

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  随着信息系统的遍及运用,由于网络路线多,电子设备的耐压水平低,雷击对信息系统的危险越来越大。雷电对信息系统的危险次如果雷击电磁脉冲形成的,蕴含沿路线传导的雷电过电压波、雷电流在接地线产生的高电位还击、雷击电磁场的静电认为和电磁认为。对电磁脉冲的防护办法有拦挡、分流、等电位结合、樊篱、接地、公允布线等。在信号路线上安装SPD是信息系统防电磁脉冲的一个重要办法,它可以同时起到拦挡、分流、等电位结合的作用。信号路线SPD应衔接在被保护设备的信号端口上。其输出端与被保护设备的端口相连,有串接和并接之分(见图2),一般是勾串安装在信号路线上。是以,在决定信号SPD时,应选用插入耗费较小的SPD。

  (5)残压Ur指在额定放电电流In下的残压值。


图2 信号SPD的安装衔接

  限压型电涌保护器产品的核心元件为氧化锌压敏电阻(MOV)。其失效后浪涌保护器有可以泛起两类阻拦形态,一类是热击穿形成L-N/PE线间接地短路,其电流值可使后备过电流保护元件行径;另外一类是由于接地阻拦电流小,过流保护元件不行径,MOV因发热动怒,是以必须在位于浪涌保护器外部的前端装设后备保护元件。其作用是当浪涌保护器不能割断工频短路电流时,过电流保护电器行径,把浪涌保护器从并联路线中缀开,使浪涌保护器不会诱发过热而招致失火、爆炸等事务,同时可担保电源的继续供电。


  防护级别SPD类型波形/μs通流/kA安装地位保护水平Up/kV第一级电压开关型10/350 >15总配电处<2. 5第一级限压型8/20 60总配电处<2. 5第二级限压型8/20 20~40调配电处(楼层配电处) <1. 8第三级限压型8/20 5~10设备前端(机房配电处) <1. 2凭证规范要求,电源第一级SPD安装在建筑物电气装配的电源进线处。一般征兆下,应决定电压开关型SPD,但如果是该处电源路线全数有杰出的樊篱(如穿金属管、埋地)进入,则可以选用限压型SPD。电压开关型SPD与限压型SPD之间的路线长度不宜小于10 m,限压型SPD之间的路线长度不宜小于5 m。若是小于规定的长度,则应在两级SPD之间勾串加装去耦电感。由于SPD的最大电涌电压为其保护电压Up+UL(SPD两端引线的认为电压),是认为使SPD最大的电涌电压完善低,其两端的引线应最短,一般不超过0. 5 m。

  现在多半SPD产品决定熔断器、微型断路器做其后备保护,其额定电流的决定可参照表2。

表2 额定电流

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  4 结 语

  SPD的运用范畴次如果电子信息系统中低压供配电系统的电源保护和电子信息系统的信号传输路线保护。前者是为了抑制由电源路线进入的雷击电磁脉冲搅扰,后者是为了抑制由信号路线进入的雷击电磁脉冲搅扰。两者的保护工具都是电子信息系统的设备、器件。由于这些设备、器件次如果微电子布局,在类似雷击电磁脉冲下,比供配电设备要薄弱虚弱得多,在较小的过电压下很容易将微电子布局的设备、器件毁坏。

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