电涌保护的原理 点击:315 | 回复:1



今生缘

    
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发表于:2018-05-08 14:24:28
楼主

保护的基本概念
电源进线侧和配电柜足电涌保护的重要部位。保护的步骤足按防雷电涌分犀的概念将需保护电气系统分医,然后在不同的区域内加上相应的电涌保护器件。电源线的电涌保护是从电了屯气设备到城小和最敏感的元件保护的基础。有效电涌保护的基本要求是有良好的接地网(符合DIN VDE 0l00标准540章中串联型、星型或网型接地网的相关要求)。DIN VDE 0110的标准将电源线的电涌保护分成三部分:

1.主分配电柜

无论电源线是从地沟还是从架空线进入建筑物,电源线进线侧主分配电柜内的设备(比如备用熔丝、仪表盘等)的绝缘强度应为6KV。按照分区的概念和实际的环境,高能最的}电涌将在这儿开始被释放。
云对地和云对云的放电都会产生大于200KA的电涌电流.

按照惯例,50%的电涌电流会通过外部防雷系统释放掉,还有50%的电流会均匀地耦合入建筑物内的导线和导电物体。导线离外防雷系统越近,导线感应出的电涌也就越大(可以超过100KV)。 脉冲电压的频率大于2000Hz。这些高能的脉冲电压在进入处或主分配电柜内通过第一级的电涌保护器对地释放并将脉冲电压限制在6KV内。在规划这部分电涌保护的时候,需要将续流和备用熔丝的值考虑在内。

根据现场的环境以及可能的放电电流.在这个区域通常使用火化间隙和高能压敏电阻电涌保护器,按照不同的电网系统组合来进行过压保护。在外部防雷系统己安裟、电源线通过架空线进入、建筑物位于大片卒地中或位于高地上,这时候应该选用大容量的第一级电涌保护器。 

2.分配电柜

主配电柜和分配电柜之间设备的绝缘强度应为4KV,包括分配电柜内设备。在这里使用第二级的电涌保护器。第一级电涌售护器使用的是火花间隙,并且第一级电涌保护器和第二级电涌保护器之间的线缆距离小于10m的话,在第一级和第二级电电涌保护器之间需要加上退耦元件。魏德米勒第一级和第二级电涌保护器之间不需要退耦元件。因为大部分的电涌电流都被第一级的电涌保护器吸收了.而且魏德米勒的火花间隙电涌保护器为电了触发式,其触发电压低,能保证其先于第二级电涌保护器启动放电。但是冈为线路阻抗的原H还是会产牛很高的电涌,第二级电涌保护器需要将这个电压限制在4 KV内。第二级电涌保护器通常使用压敏电阻作为电涌保护元件.并安装在漏电保护器的前端。

3.终端设备、插座

从分配电柜到最终设备之间设备的绝缘强度为2.5KV。在这里使用第三级电涌保护器。根据实际的应用,可以使用独立元件的第三级电涌保护器或由气体放电管、压敏电阻、抑制二极管和退耦元件组成的组合式第三级电涌保护器。第三级电涌保护器最好安装在被保护设备的前端(越靠近越好),也可安装在插座或拖线插座内。


对于由其它系统导致的永久性干扰,比如”纹波”或“线路噪声”,可以使用滤波器来消除。

分析浪涌保护器

  随着相关设备对防雷要求的日益严格,安装浪涌保护器(Surge Protection Device, SPD)抑制线路上的浪涌和瞬时过电压、泄放线路上的过电流成为现代防雷技术的重要环节之一。
  1 雷电的特性
  防雷包括外部防雷和内部防雷。外部防雷以接闪器(避雷针、避雷网、避雷带、避雷线)、引下线、接地装置为主,其主要的功能是为了确保建筑物本体免受直击雷的侵袭,将可能击中建筑物的雷电通过避雷针(带、网、线)、引下线等泄放入大地。内部防雷包括防雷电感应、线路浪涌、地电位反击、雷电波入侵以及电磁与静电感应的措施。其基本方法是采用等电位联结,包括直接连接和通过SPD间接连接,使金属体、设备线路与大地形成一个有条件的等电位体,将因雷击和其他浪涌引起的内部设施分流和感应的雷电流或浪涌电流泄放入大地,从而保护建筑物内人员和设备的安全。
  雷电的特点是电压上升非常快(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),维持时间较短(几十至几百微秒),传输速度快(以光速传播),能量非常巨大,是浪涌电压中最具破坏力的一种。
  2 浪涌保护器的分类
  SPD是电子设备雷电防护中不可缺少的一种装置,其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。
  2. 1 按工作原理分类
  按其工作原理分类, SPD可以分为电压开关型、限压型及组合型。
  (1)电压开关型SPD。在没有瞬时过电压时呈现高阻抗,一旦响应雷电瞬时过电压,其阻抗就突变为低阻抗,允许雷电流通过,也被称为“短路开关型SPD”。
  (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增加,其阻抗会不断减小,其电流电压特性为强烈非线性,有时被称为“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特性,这决定于所加电压的特性。
  2. 2 按用途分类
  按其用途分类, SPD可以分为电源线路SPD和信号线路SPD两种。
  2. 2. 1 电源线路SPD
  由于雷击的能量是非常巨大的,需要通过分级泄放的方法,将雷击能量逐步泄放到大地。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)交界处,安装通过Ⅰ级分类试验的浪涌保护器或限压型浪涌保护器作为第一级保护,对直击雷电流进行泄放,或者当电源传输线路遭受直接雷击时,将传导的巨大能量进行泄放。在第一防护区之后的各分区(包含LPZ1区)交界处安装限压型浪涌保护器,作为二、三级或更高等级保护。第二级保护器是针对前级保护器的残余电压以及区内感应雷击的防护设备,在前级发生较大雷击能量吸收时,仍有一部分对设备或第三级保护器而言是相当巨大的能量,会传导过来,需要第二级保护器进一步吸收。同时,经过第一级防雷器的传输线路也会感应雷击电磁脉冲辐射。当线路足够长时,感应雷的能量就变得足够大,需要第二级保护器进一步对雷击能量实施泄放。第三级保护器对通过第二级保护器的残余雷击能量进行保护。根据被保护设备的耐压等级,假如两级防雷就可以做到限制电压低于设备的耐压水平,就只需要做两级保护;假如设备的耐压水平较低,可能需要四级甚至更多级的保护。
  选择SPD,首先需要了解一些参数及其工作原理。
  (1) 10/350μs波是模拟直击雷的波形,波形能量大; 8/20μs波是模拟雷电感应和雷电传导的波形。
  (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,指使用8/20μs电流波冲击SPD一次能承受的最大放电电流。
  (4)最大持续耐压Uc(rms)指可连续施加在SPD上的最大交流电压有效值或直流电压。
  (5)残压Ur指在额定放电电流In下的残压值。
  (6)保护电压Up表征SPD限制接线端子间的电压特性参数,其值可从优选值的列表中选取,应大于限制电压的最高值。
  (7)电压开关型SPD主要泄放的是10/350μs电流波,限压型SPD主要泄放的是8/20μs电流波

1分不嫌少!


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abcws

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发表于:2018-08-07 21:11:22
1楼

谢谢分享,我记下了


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