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(zhì)上講,浪涌是發(fā)生在僅僅幾百萬分之一秒時間內(nèi)的一種劇烈脈沖,。可能引起浪涌的原因有:重型設(shè)備、短路、電源切換或大型發(fā)動機。而含有浪涌阻絕裝置的產(chǎn)品可以有效地吸收突發(fā)的巨大能量,以保護連接設(shè)備免于受損。
浪涌保護器,也叫防雷器,是一種為各種電子設(shè)備、儀器儀表、通訊線路提供安全防護的電子裝置。當(dāng)電氣回路或者通信線路中因為外界的干擾突然產(chǎn)生尖峰電流或者電壓時,浪涌保護器能在短的時間內(nèi)導(dǎo)通分流,從而避免浪涌對回路中其他設(shè)備的損害。
一、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。級防雷器可以對于直接雷擊電流進行泄放,或者當(dāng)電源傳輸線路遭受直接雷擊時傳導(dǎo)的巨大能量進行泄放,對于有可能發(fā)生直接雷擊的地方,必須進行CLASSI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(qū)內(nèi)感應(yīng)雷擊的防護設(shè)備,對于前級發(fā)生較大雷擊能量吸收時,仍有一部分對設(shè)備或第三級防雷器而言是相當(dāng)巨大的能量會傳導(dǎo)過來,需要第二級防雷器進一步吸收。同時,經(jīng)過級防雷器的傳輸線路也會感應(yīng)雷擊電磁脈沖輻射LEMP,當(dāng)線路足夠長感應(yīng)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、級保護
目的是防止浪涌電壓直接從LPZ0區(qū)傳導(dǎo)進入LPZ1區(qū),將數(shù)萬至數(shù)十萬伏的浪涌電壓限制到25003000V。
入戶電力變壓器低壓側(cè)安裝的電源防雷器作為級保護時應(yīng)為三相電壓開關(guān)型電源防雷器,其雷電通流量不應(yīng)低于60KA。該級電源防雷器應(yīng)是連接在用戶供電系統(tǒng)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(yīng)雷擊的大電流以及吸引高能量浪涌而設(shè)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(xiàn)的電壓稱為限制電壓)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,僅靠它們是不能保護供電系統(tǒng)內(nèi)部的敏感用電設(shè)備的。
級電源防雷器可防范10/350s、100KA的雷電波,達到IEC規(guī)定的防護標準。其技術(shù)參考為:雷電通流量大于或等于100KA(10/350s);殘壓值不大于2.5KV;響應(yīng)時間小于或等于100ns。
2、第二級防護
目的是進一步將通過級防雷器的殘余浪涌電壓的值限制到15002000V,對LPZ1LPZ2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(yīng)為限壓型電源防雷器,其雷電流容量不應(yīng)低于20KA,應(yīng)安裝在向重要或敏感用電設(shè)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(tài)過電壓具有好的抑制作用。該處使用的電源防雷器要求的沖擊容量為每相45kA以上,要求的限制電壓應(yīng)小于1200V,稱之為CLASS II級電源防雷器。一般用戶供電系統(tǒng)做到第二級保護就可以達到用電設(shè)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(shù)參數(shù)為:雷電通流容量大于或等于40KA(8/20s);殘壓峰值不大于1000V;響應(yīng)時間不大于25ns。
3、第三級保護
目的是終保護設(shè)備的手段,將殘余浪涌電壓的值降低到1000V以內(nèi),使浪涌的能量有致?lián)p壞設(shè)備。
在電子信息設(shè)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(yīng)為串聯(lián)式限壓型電源防雷器,其雷電通流容量不應(yīng)低于10KA。
后的防線可在用電設(shè)備內(nèi)部電源部分采用一個內(nèi)置式的電源防雷器,以達到消除微小的瞬態(tài)過電壓的目的。該處使用的電源防雷器要求的沖擊容量為每相20KA或更低一些,要求的限制電壓應(yīng)小于1000V。對于一些特別重要或特別敏感的電子設(shè)備具備第三級保護是必要的,同時也可以保護用電設(shè)備免受系統(tǒng)內(nèi)部產(chǎn)生的瞬態(tài)過電壓影響。
對于微波通信設(shè)備、移動機站通信設(shè)備及雷達設(shè)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(jù)被保護設(shè)備的耐壓等級,假如兩級防雷就可以做到限制電壓低于設(shè)備的耐壓水平,就只需要做兩級保護,假如設(shè)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(yīng)低于5KA。
二、浪涌保護器的分類:
1、按工作原理分:
1.開關(guān)型:其工作原理是當(dāng)沒有瞬時過電壓時呈現(xiàn)為高阻抗,但一旦響應(yīng)雷電瞬時過電壓時,其阻抗就突變?yōu)榈椭担试S雷電流通過。用作此類裝置時器件有:放電間隙、氣體放電管、閘流晶體管等。
2.限壓型:其工作原理是當(dāng)沒有瞬時過電壓時為高阻擾,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。用作此類裝置的器件有:氧化鋅、壓敏電阻、抑制二管、雪崩二管等。
3.分流型或扼流型
分流型:與被保護的設(shè)備并聯(lián),對雷電脈沖呈現(xiàn)為低阻抗,而對正常工作頻率呈現(xiàn)為高阻抗。
扼流型:與被保護的設(shè)備串聯(lián),對雷電脈沖呈現(xiàn)為高阻抗,而對正常的工作頻率呈現(xiàn)為低阻抗。
用作此類裝置的器件有:扼流線圈、高通濾波器、低通濾波器、1/4波長短路器等。
按用途分:(1)電源保護器:交流電源保護器、直流電源保護器、開關(guān)電源保護器等。
(2)信號保護器:低頻信號保護器、高頻信號保護器、天饋保護器等。
接線方法:
單模的浪涌保護器進線處接相線,出線處接N線。三模的浪涌保護器進線處接A、B、C相,出線處接PE線。
電涌保護器接入模式
在TN制式中,一般情況下電涌保護器只需作共模接法,即接于相線中性線與保護地線之間。
但在TN-S制式的起始位置,中性線與保護地線之間無須接入電涌保護器。只有對A級防雷等級中的第三、四級和B級防雷等級中的第三級上的特別重要設(shè)備的電源端口,才需做差模接入,即增加接于相線與中性線之間的電涌保護器。
在TT制式中,當(dāng)級電涌保護器位于漏電保護器之后,可作上述共模接法。當(dāng)級電涌保護器位于漏電保護器之前,且高壓系統(tǒng)為中心點接地系統(tǒng),電涌保護器應(yīng)作3+1接法,即三個相線對中性線各接一個電涌保護器,中性線對保護地線再接一個電涌保護器。
在IT制式中,電涌保護器只作共模接法.
一級防雷進線16MM.出線25MM
二級防雷進線10MM.出線16MM
三級防雷進線6MM.出線10MM