低压系统电涌保护浅析介绍.pdfVIP

硫磷设计与粉体工程 2008年第3期 SP＆BMHRELATEDENGINEERING ·43 · 低压系统电涌保护浅析 张 迈 (中国石化集团南京设计院，江苏 南京 210048) 摘 要：由于电子信息技术正在飞速发展 ，对瞬态电涌的危害及 电涌保护(SPD)应用的日益引起重 视 ，介绍了瞬态电涌的入侵途径，认为低压供配 电系统宜采用四级电涌保护，以达到电力、电子设备安全 可靠地正常运行。 ’ 关键词：电子信息设备；雷电流；过 电压；现代综合防雷技术；电涌保护器(SPD) 中图分类号：TM774 文献标识码：B 文章编号：1009—1904(2008)03—0043—05 自然现象中，雷电进发的直击雷，可以击毁其放 暂态过电压存在的时间非常短，只有几十微秒的时 电通道上的建筑物和生命财产，对此人们已很熟悉， 间。 也有较成熟可靠的防护技术 。但伴随着雷 电产生的 1．1 雷电(外部过电压Lightnning)的产生 雷电电磁脉冲，以电磁感应作用和电流波形式，对近 雷云形成的假说很多，至今没有一种被公认为 十多年来迅速发展的电子、信息、控制设备的破坏和 无懈可击的完整学说，主要有威尔逊假说等。雷电 危害，是上世纪90年代 以来雷电灾害最显著的特 是一种大气中带有大量电荷的雷云放 电的结果。大 征。它的成灾率更高，损失更大，因而也就成了防雷 气中饱和的水蒸气水滴在强烈的上升气流的作用 技术中一个急需解决的重要课题。 下，不断分裂而形成了雷云。带电荷的水滴随气流 这些电子信息设备通常属于耐电压等级低、抗 的运动而移动，于是云就被分离成带有正、负不同电 干扰能力差的电子设备，一般承受不了 ±5V的电 荷的两部分。当带电的云块临近地面的时候，对大 压波动，最怕受到雷击。一般建筑物防雷保护的避 地就会感应 出与雷云的极度性相反的电荷 ，两者之 雷装置引入了强大的雷电流通过引下线人地，在附 间形成了一个巨大的 “电容器”。 近空间产生了强大的电磁场变化，会在相邻的导线 雷云中电荷的分布是不均匀的，当云层对地的 (包括 电源线和信号线)上感应出雷电过电压。这 电场强度达到25～30kV／cm时，就会使它们的空气 时，电子信息设备常因元件被击穿或烧毁而停止工 绝缘被击穿，雷云对地便发生先导放 电，当先导放电 作，重要的原因是这类设备的元件耐暂态过电压的 的通道到达地面时，大地就和雷云产生了强烈的 水平很低，如果设备的电源线和信号线上感应暂态 “中和”，出现强大的雷 电流 (可达数十至数千安)， 过电压，而线路又未设置必要的电涌保护器，则设备 这一过程称为主放 电。雷电流的波形如图1所示， 的电子元件将被击穿。所以，如无一定的防护措施， 其波前时间为 1～4 s，主放电时间约为30—50 s， 即便是质量很高的信息控制系统，也很难保证在雷 陡度在 7．5kA／s左右。主放 电的温度可达 20000 击情况下仍然可以安全地运行。 ， 使周 围的空气猛烈膨胀 ，并出现耀眼的闪光和巨 如今，人们对雷电的产生还无法控制，但是经过 多年的实践和技术进步，人们已经找到了多种减轻 雷电过电压危害的有效办法。只要合理运用这些方 法，就可以把雷电的危害减轻到最低限度。 1 过电压的产生 由电源系统外部 (主要是雷 电)和系统 内部工 作造成的工作 电压超