电涌保护器的选和安装技术 毕业论文.docVIP

电涌保护器的选用和安装 齐晓朋 南京气象学院电子工程系座机电话号码44 [摘要] 本文介绍了电涌保护器的基本类型,阐述了电涌保护器的电压保护水平、通流容量、最大持续运行电压三个主要参数的重要性、基本概念、术语、相关标准和确定这些参数应注意的事项，指出电涌保护器的安装应注意的问题。可作为电气、电子设备电涌保护设计的基础。 [关键词] 电压保护水平 电涌保护器 选用 安装 引言 低压电网有三类过电压：雷电引起的过电压、操作过电压及工频过电压。其中雷电过电压破坏性最大，会造成设备介电强度下降，电子器件损坏，使保护装置和监控系统误动作，造成停电，停机，停产等事故,特别是金融、航空、通信、计算中心及微电子生产等行业由雷电造成的危害尤为严重。 目前，常见的建筑物总体防雷电电磁脉冲措施应包括：接闪、分流、屏蔽、接地和等电位连结等，同时建筑物内的电源线，通讯线需要通过电涌保护器（以下简称 SPD）与等电位 连接，确保建筑物中的电子信息设备和计算机的安全。它的基本作用是：防止雷电时地电位升高反击、雷电侵入行波、限制设备端口上的雷电感应、限制操作过电压、进行综合的最后把关。 1 电涌保护器 SPD 的分类及主要技术数据 1.1电涌保护器 SPD 的分类 从工作原理和性能上，电涌保护器 SPD 分三类： 电压开关型SPD．无电涌出现时为高阻抗，当出现电压电涌时突变为低阻抗。通常采用放电间隙、充气放电管、闸流管和三端双向可控硅元件作这类SPD的组件。有时称这类SPD为“短路开关型”SPD。它的特点是放电能力强，但残压较高，一般安装在LPZ0与LPZ1的交界处。 限压型SPD．无电涌出现时为高阻抗，随着电涌电流和电压的增加，阻抗跟着连续变小。通常采用压敏电阻、抑制二极管作这类SPD的组件。有时称这类SPD为“钳压型”SPD。它的特点是响应迅速，残压小，但放电电流较小，一般安装在建筑物内。 组合型SPD由电压开关型组件和限压型组件组合而成，利用限压型组件对浪涌响应速度非常快的特点，在一般雷电过电压的保护时，由它承受浪涌电流，其In可达10—20KA；若遇到较大量级的雷电过电压，第一级由限压型组件组成的电路保险管可自动断开，由第二级电压开关型组件进行雷电过电压保护，作为组合型SPD，其电压型组件能承受冲击电流容量一般大于100KA。 1.2电涌保护器 SPD 的参数 1.2.1电压类参数：电压保护水平Up、最大持续运行电压Uc。 电压保护水平Up：表示雷电流下SPD能将端子间的电压限制到什么数值。对电压开关型SPD ，Up是指规定雷电流波形下最大放电电压。对限压型SPD，Up指规定雷电流下的最大残压。 需澄清“残压”的概念：“残压”是指雷电流通过SPD时两端出现的最大电压，他对开关型SPD没有意义，因为电压开关型SPD在间隙击穿后，雷电流通过SPD时两端的电压很低（只有几十伏），其上的最大电压恰恰出现在击穿以前。对限压SPD，残压还不是保护水平，将标称放电电流In下的残压向下靠一个优选值；才能限压型SPD的Up值； 最大持续运行电压Uc，反映SPD长期在工作电压作用下不损坏的能力； Up和Uc的关系：不论哪种类型的SPD，只能限制瞬态过电压，这是因为瞬态过电压峰值虽很高，但持续时间极短（us、ms级），通过SPD的能量有限。然而电网中还有暂态过电压（TOV）,MOV等限压型SPD，TOM轻则加速老化，重则加热直到损坏、短路、爆炸。对间隙电压开关型SPD虽无老化问题，但是如在TOV下击穿而击穿后不能自动熄弧，也会爆炸。所以选用SPD的最大持续运行电压Uc过低是不安全的，过高则SPD瞬态下的动作电压抬高，保护效果就变差； 1.2.2电流类参数：标称放电电流In，最大放电电流Imax，冲击放电电流Iimp。 SPD的通流容量，本应以其能够承受的最大雷电流能量来表征，但在工程上方便起见，近似地用规定波形的最大雷电放电电流代替。 标称放电电流In：通过SPD的8/20us 电流波形峰值电流，用于对SPD做1级和2级分类实验的预处理，即按不同的标准，施加15-20次（IEC规定是15次）； 最大放电电流Imax：通过SPD的8/20us电流波的峰值电流，用于2级分类试验，先用In做预处理试验后，再用Imax施加1-2次，IEC是1次； 冲击放电电流Iimp:用于SPD的1级分类试验。用In做预处理后，再用冲击放电电流Iimp施加1-2次（IEC是1次）。冲击试验是时不仅要求用10/350波形，而且电流包含的电荷量应为Q 0.5Ipeak 其中Ipeak是Iimp的峰值 ，而且Q应在10ms内通过。从以上三种电流参数的定义可以看出，三者的数值相差很大，测试电流波形和要求通过的次数也不同。 对一个MOV型SPD来讲，其Imax约为2-3倍的In，Iimp则小的