浪涌保护器的介绍
浪涌保护器详细介绍
随着电子技术的高速发展,个人PC机、大中型计算机及相关信息设备的大量应用,使建筑物防雷击电磁脉冲(过电压)愈来愈受到大家的重视,由此,越来越多的过电压保护产品投入市场,浪涌保护器 SPD(Surge Protective Device)也逐渐为人们所熟悉。
（一）、浪涌保护器的作用
电涌,（Surge protection Device）是电子设备雷电防护中不可缺少的一种装置，过去常称为“避雷器”或“过电压保护器”英文简写为SPD。浪涌保护器的作用是把窜入电力线、信号传输线的瞬时过电压限制在设备或系统所能承受的电压范围内，或将强大的雷电流泄流入地，保护被保护的设备或系统不受冲击而损坏。
浪涌保护器的工作原理为：浪涌保护器一般安装在被保护设备的两端并接地。在正常工作情况下，浪涌保护器对正常的工频电压呈现高阻抗，几乎没有电流通过，相当于开路；当系统中出现了瞬态过电压时，浪涌保护器对高频瞬态过电压呈现低阻抗，相当于把被保护设备短路。
1．开关型：其工作原理是当没有瞬时过电压时呈现为高阻抗，但一旦响应雷电瞬时过电压时，其阻抗就突变为低值，允许雷电流通过。用作此类装置时器件有：放电间隙、气体放电管、闸流晶体管等。
2．限压型：其工作原理是当没有瞬时过电压时为高阻扰，但随电涌电流和电压的增加其阻抗会不断减小，其电流电压特性为强烈非线性。用作此类装置的器件有：氧化锌、压敏电阻、抑制二极管、雪崩二极管等。
3．分流型或扼流型
分流型：与被保护的设备并联，对雷电脉冲呈现为低阻抗，而对正常工作频率呈现为高阻抗。
扼流型：与被保护的设备串联，对雷电脉冲呈现为高阻抗，而对正常的工作频率呈现为低阻抗。
用作此类装置的器件有：扼流线圈、高通滤波器、低通滤波器、1/4波长短路器等。
浪涌保护器 (Surge protection Device) 是电子设备雷电防护中不可缺少的一种装置,过去常称为避雷器或过电压保护器英文简写为SPD.电涌保护器的作用是把窜入电力线、信号传输线的瞬时过电压限制在设备或系统所能承受的电压范围内,或将强大的雷电流泄流入地,保护被保护的设备或系统不受冲击而损坏.电涌保护器的类型和结构按不同的用途有所不同,但它至少应包含一个非线性电压限制元件.用于电涌保护器的基本元器件有:放电间隙、充气放电管、压敏电阻、抑制二极管和扼流线圈等。
一、最大持续运行电压Uc
在220/380V三相系统中选择SPD时,其最大持续运行电压Uc应根据不同的接地系统形式来选择.
(1)当电源采用TN系统时,从建筑物内总配电盘(箱)开始引出的配电线路和分支线路必须采用TN-S系统;
(2)在下列场所应视具体情况对氧化锌压敏电阻SPD提高上述规定的Uc值:
①供电电压偏差超过所规定的10%的场所;
②谐波使电压幅值加大的场所.
二、冲击电流Iimp
规定包括幅值电流Ipeak和电荷Q.
三、标称放电电流In
流过SPD、8/20μs电流波的峰值电流,用于对SPD做Ⅱ级分类试验,也用于对SPD做Ⅰ级和Ⅱ级分类试验的预处理.对Ⅰ级分类试验In不宜小于15kA,对Ⅱ级分类试验In不宜小于5kA.
四、电压保护水平Up
即在标称放电电流In下的残压,或浪涌保护器的最大钳压.
为使被保护设备免受过电压的侵害,SPD的电压保护水平Up应始终小于被保护设备的冲击耐受电压Uchoc,并应大于根据接地类型得出的电网最高运行电压Usmax,即要求UsmaxUpUchoc.当无法获得设备的耐受冲击电压时,220/380V三相配电系统的设备可按表3选择.
五、Ⅱ级分类试验的最大放电电流Imax
流过SPD、8/20μs电流波的峰值电流.用于Ⅱ级分类试验,Imax>In.
1.开关型:其工作原理是当没有瞬时过电压时呈现为高阻抗,但一旦响应雷电瞬时过电压时,其阻抗就突变为低值,允许雷电流通过.用作此类装置时器件有:放电间隙、气体放电管、闸流晶体管等.
2.限压型:其工作原理是当没有瞬时过电压时为高阻扰,但随电涌电流和电压的增加其阻抗会不断减小,其电流电压特性为强烈非线性.用作此类装置的器件有:氧化锌、压敏电阻、抑制二极管、雪崩二极管等.
3.分流型:与被保护的设备并联,对雷电脉冲呈现为低阻抗,而对正常工作频率呈现为高阻抗.
4.扼流型:与被保护的设备串联,对雷电脉冲呈现为高阻抗,而对正常的工作频率呈现为低阻抗.
5.电源保护器:交流电源保护器、直流电源保护器、开关电源保护器等.
6.信号保护器:低频信号保护器、高频信号保护器、天馈保护器等.
(1)SPD的电压保护水平Up应始终小于被保护设备的冲击耐受电压Uchoc,并且大于根据接地类型得出的电网最高运行电压Usmax,即UsmaxUpUchoc,若线路无屏蔽,尚应计入线路感应电压,Uchoc宜按其值的80%考虑;
(2)SPD与被保护设备两端引线应尽可能短,控制在0.5m以内;
(3)如果进线端SPD的Up加上其两端引线的感应电压以及反射波效应与距其较远处的被保护设备的冲击耐受电压相比过高,则需在此设备处加装第二级SPD,其标称放电电流In不宜小于8/20μs 3kA;当进线端SPD距被保护设备不大于10m时,若该SPD的Up加上其两端引线的感应电压小于设备的Uchoc的80%,一般情况在该设备处可不装SPD;
(4)当按上述第3点要求装的SPD之间设有配电盘时,若第一级SPD的Up加上其两端引线的感应电压保护不了该配电盘内的设备,应在该配电盘内安装第二级SPD,其标称放电电流In不宜小于8/20μs 5kA;
(5)当在线路上多处安装SPD时,电压开关型SPD与限压型SPD之间的线路长度不宜小于10m,限压型SPD之间的线路长度不宜小于5m.例如:被保护设备与配电中心距离较近,在线路敷设上可特意多绕一些导线;
(6)当进线端的SPD与被保护设备之间的距离大于30m时,应在离被保护设备尽可能近的地方安装另一个SPD,通流容量可为8kA;
(7)选择SPD时应注意保证不会因工频过压而烧毁SPD,因SPD是防瞬态过电压(μs级),工频过电压是暂态过电压(ms级),工频过电压的能量是瞬态过电压能量的几百倍,因此,应注意选择较高工频工作电压的SPD;
(8)SPD的保护:每级SPD都应设保护,可采用断路器或熔断器进行保护,保护器的断流容量均大于该处最大短路电流;
(9)此外,选用SPD时还应注意:响应时间尽可能快;使用寿命的长短、价格因素、可维护性要好、通流容量的大小、耐湿性能等方面.