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    新聞動態

    浪涌保護器

    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。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,。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。

    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。 浪涌保護器(也稱防雷器)的分級防護。


    由于雷擊的能量是非常巨大的,需要通過分級泄放的方法,將雷擊能量逐步泄放到大地。第一級防雷器可以對于直接雷擊電流進行泄放,或者當電源傳輸線路遭受直接雷擊時傳導的巨大能量進行泄放,對于有可能發生直接雷擊的地方,必須進行CLASS—I的防雷。第二級防雷器是針對前級防雷器的殘余電壓以及區內感應雷擊的防護設備,對于前級發生較大雷擊能量吸收時,仍有一部分對設備或第三級防雷器而言是相當巨大的能量會傳導過來,需要第二級防雷器進一步吸收。同時,經過第一級防雷器的傳輸線路也會感應雷擊電磁脈沖輻射LEMP,當線路足夠長感應雷的能量就變得足夠大,需要第二級防雷器進一步對雷擊能量實施泄放。第三級防雷器是對LEMP和通過第二級防雷器的殘余雷擊能量進行保護。

    1、第一級保護

    目的是防止浪涌電壓直接從LPZ0區傳導進入LPZ1區,將數萬至數十萬伏的浪涌電壓限制到2500—3000V。

    入戶電力變壓器低壓側安裝的電源防雷器作為第一級保護時應為三相電壓開關型電源防雷器,其雷電通流量不應低于60KA。該級電源防雷器應是連接在用戶供電系統入口進線各相和大地之間的大容量電源防雷器。一般要求該級電源防雷器具備每相100KA以上的最大沖擊容量,要求的限制電壓小于1500V,稱之為CLASS I級電源防雷器。這些電磁防雷器是專為承受雷電和感應雷擊的大電流以及吸引高能量浪涌而設計的,可將大量的浪涌電流分流到大地。它們僅提供限制電壓(沖擊電流流過電源防雷器時,線路上出現的最大電壓稱為限制電壓)為中等級別的保護,因為CLASS I級保護器主要是對大浪涌電流進行吸收,僅靠它們是不能完全保護供電系統內部的敏感用電設備的。

    第一級電源防雷器可防范10/350μs、100KA的雷電波,達到IEC規定的最高防護標準。其技術參考為:雷電通流量大于或等于100KA(10/350μs);殘壓值不大于2.5KV;響應時間小于或等于100ns。

    2、第二級防護

    目的是進一步將通過第一級防雷器的殘余浪涌電壓的值限制到1500—2000V,對LPZ1—LPZ2實施等電位連接。

    分配電柜線路輸出的電源防雷器作為第二級保護時應為限壓型電源防雷器,其雷電流容量不應低于20KA,應安裝在向重要或敏感用電設備供電的分路配電處。這些電源防雷器對于通過了用戶供電入口處浪涌放電器的剩余浪涌能量進行更完善的吸收,對于瞬態過電壓具有極好的抑制作用。該處使用的電源防雷器要求的最大沖擊容量為每相45kA以上,要求的限制電壓應小于1200V,稱之為CLASS II級電源防雷器。一般用戶供電系統做到第二級保護就可以達到用電設備運行的要求了

    第二級電源防雷器采用C類保護器進行相—中、相—地以及中—地的全模式保護,主要技術參數為:雷電通流容量大于或等于40KA(8/20μs);殘壓峰值不大于1000V;響應時間不大于25ns。

    3、第三級保護

    目的是最終保護設備的手段,將殘余浪涌電壓的值降低到1000V以內,使浪涌的能量有致損壞設備。

    在電子信息設備交流電源進線端安裝的電源防雷器作為第三級保護時應為串聯式限壓型電源防雷器,其雷電通流容量不應低于10KA。

    最后的防線可在用電設備內部電源部分采用一個內置式的電源防雷器,以達到完全消除微小的瞬態過電壓的目的。該處使用的電源防雷器要求的最大沖擊容量為每相20KA或更低一些,要求的限制電壓應小于1000V。對于一些特別重要或特別敏感的電子設備具備第三級保護是必要的,同時也可以保護用電設備免受系統內部產生的瞬態過電壓影響。

    對于微波通信設備、移動機站通信設備及雷達設備等使用的整流電源,宜視其工作電壓的保護需要分別選用工作電壓適配的直流電源防雷器作為末級保護。

    4、根據被保護設備的耐壓等級,假如兩級防雷就可以做到限制電壓低于設備的耐壓水平,就只需要做兩級保護,假如設備的耐壓水平較低,可能需要四級甚至更多級的保護。第四級保護其雷電通流容量不應低于5KA。

    浪涌保護器

    浪涌保護器從級別上分三個等級:

    第一級可以對于直接雷擊電流進行泄放,或者當電源傳輸線路遭受直接雷擊時傳導的巨大能量進行泄放,第一級保護時應為三相電壓開關型電源防雷器,其雷電通流量不應低于60KA。一般用于總配電。

    第二級目的是進一步將通過第一級防雷器的殘余浪涌電壓的值限制到1500—2000V,對LPZ1—LPZ2實施等電位連接。分配電柜線路輸出的電源防雷器作為第二級保護時應為限壓型電源防雷器,其雷電流容量不應低于20KA。

    第三級目的是最終保護設備的手段,將殘余浪涌電壓的值降低到1000V以內,。作為第三級保護時應為串聯式限壓型電源防雷器,其雷電通流容量不應低于10KA。一般用于終端配電設備。

    不同的配電系統應該選擇相應浪涌保護器,可分TN(TN-S,TN-C,TN-C-S),IT,TT。

    浪涌保護器前面為什么要配熔斷器和斷路器

    當通過浪涌保護器的涌流大于其Imax,浪涌保護器將被擊穿失效,從而造成回路的短路故障,為切斷短路故障,需要加裝斷路器或熔斷器。每次發生雷擊都會引起浪涌保護器的老化,如漏電流長時間存在,浪涌保護器會過熱加速老化,此時需要斷路器或熔斷器的熱保護系統在浪涌保護器達到最大可承受熱量前動作斷開電涌器。

    浪涌保護器對配熔斷器和斷路器要求:在額定電流下施加20個標準的8/20微秒和1.2/50微秒測試脈沖時,斷路器或熔斷器不脫扣。浪涌保護器被擊穿短路時斷路器或熔斷器要動作。如果浪涌保護器是開關型模塊,由于其損壞方式為開路,因此可以不用裝微型斷路器和熔斷器作為保護。熔斷器和斷路器都可以作為浪涌保護器的上級保護用熔斷器的特點;熔斷器有反時限特性的長延時和瞬時電流兩段保護功能,分別作為過載和短路防護用,就是故障熔斷后必須更換熔斷體。用斷路器的特點:斷路器有瞬時電流保護和過載熱保護,故障斷開后,可以手操復位,不必更換元件。

    看進線區別:三相280V五線制或者三相380V四線制的選用440V浪涌保護器。單相220V兩線制或者單相220V三線制的選用220V浪涌保護器。另外注意:選用的浪涌保護器的防護級別,住宅樓進線處三相280V用2級;單相220V用3級。

    TN-C-S系統線路在進入建筑物總配電箱后,PEN線分為N線和PE線獨立布線,只需在相線――PEN線之間加裝電涌保護器。

    浪涌保護器前面的開關可選用熔斷器和斷路器。一般Imax》40KA的宜選40~63A的,Imax《40KA的宜選20~32A的。

    浪涌保護器和避雷器不是一回事。 雖然二者都有防止過電壓,特別是防止雷電過電壓的功能,但在應用上還是有許多區別。

    1、避雷器有多個電壓等級,從0.38KV低壓到500KV特高壓均有,而浪涌保護器一般只有低壓產品;

    2、避雷器多安裝在一次系統上,防止雷電波的直接侵入,而浪涌保護器大多安裝在二次系統上,是在避雷器消除了雷電波的直接侵入后,或避雷器沒有將雷電波消除干凈時的補充措施;

    3、避雷器是保護電氣設備的,而浪涌保護器大多是為保護電子儀器或儀表的;

    4、避雷器由于接于電氣一次系統上,要有足夠的外絕緣性能,外觀尺寸比較大,而浪涌保護器由于接于低壓,尺寸制作的可以很小。

    安裝方法

    1SPD常規安裝要求

    浪涌保護器采用35MM標準導軌安裝

    對于固定式SPD,常規安裝應遵循下述步驟:

    1)確定放電電流路徑

    2)標記在設備終端引起的額外電壓降的導線,。

    3)為避免不必要的感應回路,應標記每一設備的 PE導體,

    4)設備與SPD之間建立等電位連接。

    5)要進行多級SPD的能量協調

    為了限制安裝后的保護部分和不受保護的設備部分之間感應耦合,需進行一定測量。通過感應源與犧牲電路的分離、回路角度的選擇和閉合回路區域的限制能降低互感,

    當載流分量導線是閉合回路的一部分時,由于此導線接近電路而使回路和感應電壓而減少。

    一般來說,將被保護導線和沒被保護的導線分開比較好,而且,應該與接地線分開。同時,為了避免動力電纜和通信電纜之間的瞬態正交耦合,應該進行必要的測量。

    2SPD接地線徑選擇

    數據線:要求大于2.5mm2 ;當長度超過0.5米時要求大于4mm2。YD/T5098-1998。

    電源線:相線截面積S≤16mm2 時,地線用S ;相線截面積16mm2≤S≤35mm2 時,地線用16mm2 ;相線截面積S≥35mm2時,地線要求S/2 ;GB 50054第2.2.9條

    浪涌保護器的主要參數

    1、標稱電壓Un:被保護系統的額定電壓相符,在信息技術系統中此參數表明了應該選用的保護器的類型,它標出交流或直流電壓的有效值。

    2、額定電壓Uc:能長久施加在保護器的指定端,而不引起保護器特性變化和激活保護元件的最大電壓有效值。

    3、額定放電電流Isn:給保護器施加波形為8/20μs的標準雷電波沖擊10次時,保護器所耐受的最大沖擊電流峰值。

    4、最大放電電流Imax:給保護器施加波形為8/20μs的標準雷電波沖擊1次時,保護器所耐受的最大沖擊電流峰值。

    5、電壓保護級別Up:保護器在下列測試中的最大值:1KV/μs斜率的跳火電壓;額定放電電流的殘壓。

    6、響應時間tA:主要反應在保護器里的特殊保護元件的動作靈敏度、擊穿時間,在一定時間內變化取決于du/dt或di/dt的斜率。

    7、數據傳輸速率Vs:表示在一秒內傳輸多少比特值,單位:bps;是數據傳輸系統中正確選用防雷器的參考值,防雷保護器的數據傳輸速率取決于系統的傳輸方式。

    8、插入損耗Ae:在給定頻率下保護器插入前和插入后的電壓比率。

    9、回波損耗Ar:表示前沿波在保護設備(反射點)被反射的比例,是直接衡量保護設備同系統阻抗是否兼容的參數。

    10、最大縱向放電電流:指每線對地施加波形為8/20μs的標準雷電波沖擊1次時,保護器所耐受的最大沖擊電流峰值。

    11、最大橫向放電電流:指線與線之間施加波形為8/20μs的標準雷電波沖擊1次時,保護器所耐受的最大沖擊電流峰值。

    12、在線阻抗:指在標稱電壓Un下流經保護器的回路阻抗和感抗的和。通常稱為“系統阻抗”。

    13、峰值放電電流:分兩種:額定放電電流Isn和最大放電電流Imax。

    14、漏電流:指在75或80標稱電壓Un下流經保護器的直流電流。

    作用

    雷電放電可能發生在云層之間或云層內部,或云層對地之間;另外許多大容量電氣設備的使用帶來的內部浪涌,對供電系統(中國低壓供電系統標準:AC 50Hz 220/380V)和用電設備的影響以及防雷和防浪涌的保護,已成為人們關注的焦點。

    云層與地之間的雷擊放電,由一次或若干次單獨的閃電組成,每次閃電都攜帶若干幅值很高、持續時間很短的電流。一個典型的雷電放電將包括二次或三次的閃電,每次閃電之間大約相隔二十分之一秒的時間。大多數閃電電流在10,000至100,000安培的范圍之間降落,其持續時間一般小于100微秒。

    供電系統內部由于大容量設備和變頻設備等的使用,帶來日益嚴重的內部浪涌問題。我們將其歸結為瞬態過電壓(TVS)的影響。任何用電設備都存在供電電源電壓的允許范圍。有時即便是很窄的過電壓沖擊也會造成設備的電源或全部損壞。瞬態過電壓(TVS)破壞作用就是這樣。特別是對一些敏感的微電子設備,有時很小的浪涌沖擊就可能造成致命的損壞。