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          浪涌保護器的工作原理

          浪涌保護器的工作原理

          由于各國遵循的標準不一樣,產品的規格沒有統一,參數的標識也各自有側重,遠不如其他電氣產品規范,給設計選型帶來很大不便。在工程設計中,常見品牌按產地劃分主要分為國產產品、歐洲產品和美洲產品。國產產品參數設置較亂,規格多樣,殘壓較高。規范產品的型號設置有的仿歐洲產品,有的遵循國標定參數,大部分產品都標注In與Imax。由于國產產品對應用場所要求較低,建筑物等級不高,設備耐壓k值大,所以一些參數要求可適當放松。

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          2 SPD概述

          2.1 SPD的工作原理

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          電涌保護器的類型和結構按不同的用途有所不同,但至少包含一個非線性電壓限制元件。常用電涌保護器有MOV(Metal Oxide Varistor)同氣體放電管等。電涌包含強大的能量因此不能被阻止?;谶@種原因,保護敏感電氣設備免受電涌損壞的策略是把電涌從設備分流后流入大地。

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          價浪涌保護器MOV優劣的指標:(1)箝位電壓:表示將導致MOV接通地線的電壓值。箝位電壓越低,表示保護性能越好。(2)能量吸收/耗散能力:此標稱值表示浪涌保護器在燒毀前能夠吸收多少能量,單位為焦耳。其數值越高,保護性能就越好。(3)響應時間:浪涌保護器不會立刻斷開,它們對電涌做出響應會有略微的延遲。

          另一種常見的浪涌保護裝置是氣體放電管。這些氣體放電管作用與MOV相同,它們將多余電流從火線移到地線,通過在兩根電線之間使用惰性氣體作為導體實現此功能。當電壓處于某一特定范圍時,該氣體的組成決定了它是不良導體。如果電壓出現浪涌并超過這一范圍,電流的強度將足以使氣體電離,從而使氣體放電管成為非常良好的導體。它會將電流傳導至地線,直到電壓恢復正常水平,隨后又會成為不良導體。

          2.2 浪涌保護器的分類

          SPD是電子設備雷電防護中不可缺少的一種裝置,其作用是把竄入電力線、信號傳輸線的瞬時過電壓限制在設備或系統所能承受的電壓范圍內,或將強大的雷電流泄流入地,保護被保護的設備或系統不受沖擊。

          2.2.1 按工作原理分類

          按其工作原理分類, SPD可以分為電壓開關型、限壓型及組合型。

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          (2)限壓型SPD。當沒有瞬時過電壓時,為高阻抗,但隨電涌電流和電壓的增加,其阻抗會不斷減小,其電流電壓特性為強烈非線性,有時被稱為“鉗壓型SPD”。

          (3)組合型SPD。由電壓開關型組件和限壓型組件組合而成,可以顯示為電壓開關型或限壓型或兩者兼有的特性,這決定于所加電壓的特性。

          2.2.2 按用途分類

          按其用途分類, SPD可以分為電源線路SPD和信號線路SPD兩種。

          (1)電源線路SPD

          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。在直擊雷非防護區(LPZ0A)或在直擊雷防護區 (LPZ0B)與第一防護區(LPZ1)交界處,安裝通過Ⅰ級分類試驗的浪涌保護器或限壓型浪涌保護器作為第一級保護,對直擊雷電流進行泄放,或者當電源傳輸線路遭受直接雷擊時,將傳導的巨大能量進行泄放。在第一防護區之后的各分區(包含LPZ1區)交界處安裝限壓型浪涌保護器,作為二、三級或更高等級保護。第二級保護器是針對前級保護器的殘余電壓以及區內感應雷擊的防護設備,在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保護器而言是相當巨大的能量,會傳導過來,需要第二級保護器進一步吸收。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。當線路足夠長時,感應雷的能量就變得足夠大,需要第二級保護器進一步對雷擊能量實施泄放。第三級保護器對通過第二級保護器的殘余雷擊能量進行保護。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。

          (2)信號線路SPD

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          2.3 SPD在防雷中的重要性

          根據《建筑物防雷設計規范》GB50057-94(2000年版)的規定,在LPZ0B,LPZ1,LPZn+1防雷區建筑物應視情況采取防止感應雷、靜電或電涌措施感應雷是由雷閃電流產生的強大電磁場變化(電磁脈沖感應或靜電感應)在導體上感應出的過電壓、過電流形成的雷擊,對建筑物內的電氣設備,尤其低壓電子設備威脅巨大。建筑物內部設備防雷保護的重點是防止感應雷入侵。在感應雷的防護當中,電涌保護器(SPD)是不可缺少的裝置,它能根據各種線路中出現的過電壓過電流及時做出反應,泄放線路中的過電流或對線路上的過電壓進行鉗制,從而達到保護電氣設備的目的。

          靜電、電涌和感應雷的性質一樣,都可以通過電涌保護器(SPD)加以抑制。靜電產生的另一種形式是由于摩擦或電子設備的高速運行,在人體和電子設備上產生大量靜電電荷,人與物、物與物間易發生高壓放電現象,放電后極易損壞精密的電子設備;電涌日常產生的面很廣,如電源的開和關,電源的插拔,電梯、電閘門、電動機的啟動和停止,電鉆、電焊、電氣設備損壞和電線短路等都會產生電涌。另外,電涌也常發生在電源系統內部,電源干線、支線、發電機、變配電裝置、UPS、交直流電源、甚至電氣設備終端都可能發生[2]。與雷電相比,雖然電涌的脈沖電壓較低,但其脈沖寬、持續時間長,強度仍然不小,但足以干擾和損壞電氣設備。

          3 SPD在計算機信息系統中的應用

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          3.1 電源系統的防雷設計

          (2)UPS保護。在每個相線與中線之間加裝V20-C模塊,并在每個模塊前加裝空氣開關,在N線與地線之間加裝V20-C/NPE模塊。

          (3)需要保護的重要設備端。使用CNS32D對其電源線加以保護。

          (4)弱電設備的電源保護。使用V20-C防雷模塊或VF系列電源精細保護模塊。

          電源防雷器示意圖如圖1所示,其中MC50-B/3+NPE為3個高能石墨間隙防雷器和1個MC125-B/NPE模塊的組合,V20-C/3+NPE/AS為增強型帶聲光功能的防雷器。防雷器及空氣開關分別安裝于相應的MB旁。

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          凱訊 DPS20R 浪涌保護器產品特性:

          1、單極L/N-PE;

          2、In = 10kA;

          3、Imax = 20kA;

          4、高能量MOV;

          5、模塊化設計

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