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            如何選擇浪涌保護器?SPD的詳細介紹

            時間: 2021-4-26 9:29:17 發布者: admin

            在雷雨氣候中,雷電脈沖會產生持續瞬間可抵達5000或10000V的不穩定過電壓,也就是浪涌或者說瞬態過電壓,瞬態過電壓對電子設備的危害是毀滅性的。我國的雷電區較多,而雷電又作為在線路中產生浪涌電壓的一個重要因素,因而加強在低壓配電系統中的防雷電保護就顯得極為重要了。

            一、導言

            隨著著社會發展,科學前進,電子產品的種類越來越多,應用領域也越來越廣泛。但是這些精密的電子產品耐沖擊電壓水平一般都低于低壓配電設備,因而他們很容易遭到過電壓既浪涌的危害。浪涌又稱瞬間過電壓,是在電路中出現的一種瞬間過電壓,在電路中一般可以持續約幾百萬分之一秒,比如在雷電氣候中,雷電脈沖或許會在電路中產生電壓不穩定,產生浪涌現象。

            二、浪涌保護器概述

            1、浪涌保護器的作業原理

            浪涌保護器的基本原理是在瞬態過壓(雷電波)產生的瞬間(微秒或納秒級),將被保護區域內的全部被保護目標(設備、線路等)接入等電位系統中,然后將回路中的瞬態過電壓幅值限制在設備可以承受的范圍內。SPD元件分電壓開關型和限壓型,電壓開關型SPD,如氣體放電管、閘流晶體管等,這種SPD在沒有浪涌時為高阻值,但在照應電壓浪涌時其阻抗突變為低值;限壓型SPD,如壓敏電阻、克制二極管等,這種SPD在沒有浪涌時為高阻抗,隨浪涌電流和電壓的增加其阻抗會接連變??;混合型SPD利用兩種元件的特性,組裝成具有電壓開關、限壓兩種特性兼有的產品

            2、浪涌保護器的設備分類

            按作業原理可將SPD分紅開關型、限壓型和分流型(或扼流型)三種類型。

            1)電壓開關型電涌保護器:無電涌出現時為高阻抗,當出現電壓電涌時突變為低阻抗。指瞬時過電壓時電壓的表現力對電流的阻撓效果小,但是當雷電瞬時過電壓需求得到照應時,SPD對電流的阻撓效果就立刻變為低數值,答應雷電流經過。放電空隙(DischargeGap)、氣體放電管(GasDischargeTube)、閘流晶體管(Thyristor)等可以被用作此類設備。

            2)電壓限壓型電涌保護器:無電涌出現時為高阻抗,跟著電涌電流和電壓的增加,阻抗接連變小。指瞬時過電壓時電壓的表現力對電流的阻撓效果小,但是隨電涌電流和電壓的增加其對電流的阻撓效果會逐步減小,SPD電流電壓特性為激烈非線性。氧化鋅(ZincOxide)、壓敏電阻(Varistor)、克制二極管(TransientVoltageSuppressors)、雪崩二極管(Avalanchediode)等可以被用作此類設備。

            3)分流型或扼流型電涌保護器

            分流型:SPD與被保護設備的全部電阻的輸入(出)端分別被連接到一同,對電流脈沖表現為對電流的阻撓效果小,但對正常作業頻率表現為對電流的阻撓效果大。

            扼流型:SPD與被保護設備的各個元件被導線挨個連接起來,對電流脈沖表現為對電流的阻撓效果大,但對正常的作業頻率表現為對電流的阻撓效果小。扼流線圈(ChokeCoil)、高通濾波器(High-PassFilter)、低通濾波器(Low-PassFilter)等可以被用作此類設備。

            按用處可將SPD分電源保護器和信號保護器兩種類型。

            1)榜首種類型(電源保護器):交流、直流、開關電源保護器等。

            2)第二種類型(信號保護器):低頻、高頻、天饋信號保護器等。

            3、浪涌保護器的主要性能和目標

            1)最大持續工作電壓(Uc):或許持續加于SPD兩頭的最大交流電壓有效值和直流電壓之和。超過此值工作時,SPD將遭受熱致損壞。

            2)電壓保護水平(Up)

            該參數是電涌保護器的主要特征,表現為電涌保護器對端子間電壓的限制水平。此參數是從規范參數中選取的最佳值,該值大于在電壓限制水平測量(在I級和II級檢驗時選用額定放電電流)時獲取的最大值。

            3)標稱放電電流(In)

            流過浪涌保護器的峰值電流,具有8/20μs(15次)波形的電流峰值,用于浪涌保護器Ⅱ類實驗以及Ⅰ類、Ⅱ類實驗的預處理實驗,核算浪涌保護器Up值。

            4)最大放電電流(Imax)

            流經電涌保護器的峰值電流,波形為8/20,波幅符合II級檢驗的操作次序。Imax值大于In。

            5)沖擊電流(Iimp)

            沖擊電流Iimp由峰值電流Ipeak和電荷Q決議,依照操作檢驗程序檢驗。它用于在I級檢驗中為電涌保護器分級(該界說對應于10/350波形)。

            三、浪涌保護器SPD)的選擇與安裝

            1、選擇原則

            我們在選擇SPD進行設備時,不但要考慮其設備方位還要考慮其方位與其他設備的間距是否適宜,并且要首要將電網的規劃考慮在內(如:TN-S、TT、IT系統等)。SPD放的太近或太遠都會對設備的保護產生晦氣的影響(太近會使設備和SPD會產生振蕩波,太遠則會起不到作用)。

            除此之外,選擇SPD也應該將設備處的電流量考慮在內,要保證選擇的SPD元器件容量大,依據從生產商那里取得的數據對SPD進行點評并將浪涌保護器的使用壽命考慮在內,選擇不易老化的。

            選擇SPD時還應留意,浪涌保護器的最大繼續作業電壓(Uc)要大于設備作業電壓,然后要將或許會有暫態過電壓(Ut)的這一狀況產生考慮在內,一旦有這方面的或許那么浪涌保護器的電壓就應該比Uc低。在三相電力系統(220/380V)中只對一些特別設備采納防操作過電壓的辦法(如需求保護的特別設備或用電設備)。

            2、防雷防護等級及防雷防護區

            SPD選型的本質是正確承認電壓保護水平(殘壓)Up、最大放電電流,保證Up小于被保護設備的耐壓等級,然后保護設備。按IEC60364-4-44、IEC60664-1和IEC60730-1標準,規劃時,依據相關標準給出的雷電流分配圖、雷電流分流估算式、雷電流參量表,作為選擇SPD的重要依據。首要承認建筑物電子信息系統的雷電防護等級。

            從《建筑物電子信息系統防雷技術標準》GB50343-2012承認建筑物防雷等級及初度雷擊及初度雷擊以后的雷電流參量;也能夠從實測的雷電流幅值的雷擊概率曲線上由年均雷暴日T來查取雷電流幅值的雷擊概率。詳細由E=1-Nc/N來核算。(E標明防護設備阻攔效率,NC標明因直擊雷和雷電電磁脈沖引起信息系統設備損壞的可接受的最大年平均雷擊次數,N標明建筑物年估計雷擊次數)然后由不同的概率能夠得出需求設備SPD不同的級數:

            1)當E大于0.98時,定為A級;(2)當E大于0.90小于或等于0.98時,定為B級;(3)當E大于0.80小于或等于0.90時,定為C級;(4)當E小于或等于0.80時,定為D級;

            雷電防護區(LPZ)應劃分為:直擊雷非防護區、直擊雷防護區、榜首防護區、第二防護區、后續防護區。(圖3.2.2),應契合下列規定:

            1. 直擊雷非防護區(LPZOA):電磁場沒有衰減,各類物體都或許遭到直接雷擊,屬完全露出的不設防區。

            2. 直擊雷防護區(LPZOB):電磁場沒有衰減,各類物體很少遭受直接雷擊,屬充分露出的直擊雷防護區。

            3. 榜首防護區(LPZ1):由于建筑物的屏蔽辦法,流經各類導體的雷電流比直擊雷防護區(LPZOB)區進一步減小,電磁場得到了開始的衰減,各類物體不或許遭受直接雷擊。

            4. 第二防護區(LPZ2):進一步減小所導引的雷電流或電磁場而引進的后續防護區。

              5)后續防護區(LPZn):需求進一步減小雷電電磁脈沖,以保護敏感度水平高的設備的后續防護區。

               

              4、浪涌保護器的后備

              為避免SPD因老化或其他毛病而呈現短路,在SPD前應設置維護辦法。目前常用的有兩種方法,一種是熔斷器維護,一種是斷路器維護。通過對50多位規劃人員的查詢發現,有80%以上的規劃者選用了斷路器,這實在令人費解。筆者以為裝設斷路器維護是一種誤區,應該裝設熔斷器維護。

            1. 浪涌保護器的維護是短路維護,不存在過負荷的狀況,用斷路器也只能用到其三段維護(或兩段維護)中的瞬斷功能。

            2. 浪涌保護器的維護設備的挑選應該以SPD設備處的短路容量來設置。浪涌保護器的設備處的短路電流一般都比較大,假如用斷路器,則需求高分段能力的斷路器。

            3. 用斷路器時需對連接浪涌保護器的導線進舉動熱穩定計算,依據該點的短路容量,所選用的導線截面會很大,接線不便。

              4)從經濟角度而言,熔斷器的價格要比斷路器低得多,因此熔斷器在對SPD維護的安全、便利、經濟的長處,顯然以為運用熔斷器更好。

              四、浪涌保護器的應用

              SPD不是一個簡單的裝備,需求正確地進行挑選、配置、設備才干事半功倍。依據感應原理得知(V=L*di/dt)電感量越大瞬間電流在電路中發生的電壓越高,并且電感量主要與導線長度有關(L),所以導線應盡或許短才干使SPD發揮正常的效果(當然全部以設備設備妥善設備完畢為條件)。

              浪涌保護器的應用環境,差別很大:假如是如變壓器露天放置這樣高度暴露的環境,,遭到直擊雷的威脅中,空間的電磁場強度很大,因此選用Type1電涌保護器10/350us)進行防護。如供電系統包含變壓器等設施在建筑物內,因為已采取了放直擊雷的辦法,所以空間的電磁場強度現已大大降低了,浪涌保護器選用Type2電涌保護器8/20us)進行維護,浪涌或許呈現的值為20-40KA,乃至更低,而關于十分重要的設備能夠采取三級浪涌維護。

              五、總結

              浪涌電壓是廣泛存在的。據統計,在國家電網中每8分鐘便有一個浪涌過電壓發生,并且20%~30%的電腦毛病由浪涌電壓形成。因此浪涌維護規劃十分必要。浪涌維護規劃是預防性規劃,只有這樣才干維護咱們的設備盡或許少地遭到過電壓的危害。浪涌保護器的規劃應該要歸納地考慮各種影響因素,只有這樣才干讓浪涌保護器起到最大的維護效果,更有效地維護電子設備不受過電壓的危害。

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