070523电气系统中浪涌保护器的雷电流能量配合设计.pdfVIP

第35卷第5期 气 象 科 技 、b】35，No_5 2月X)7年 10月 h4EI，E()R()L(X;ICAL以一IENCEAN压〕TECHN )〔L以二丫 砚ltZoo7 电气系统中电涌保护器的雷电流能量配合设计 陈军 (浙江省舟山市气象局，舟山316021) 摘要 分析了电涌保护器(SpD)使用中所涉及到的雷电流能量配合设计。首先分析了单级SPD与被保护设备之 间的配合，使用最大振荡距离和祸合距离的计算公式来测算配合的成功性;其次分析了多级51，D之间的配合，着重 分析了两级SP】)(开关型和限压型组合)的配合，并采用瞬态级间电压降微分方程作为能量配合中所必须遵循的关 系式，以及用不同雷电流波形来计算解藕合器的大小，最后提出一个可行的SPI)能量配合设计基本步骤。 关键词 电涌保护器 解藕合器 最大振荡距离 最大藕合距离 产生的过电压加在其两端，达到其动作电压(又称点 引言 火电压)时，以较快的速度产生电弧短路接地，泄放 雷击可能造成的雷击电磁脉冲对计算机、通信 雷电流人地，当两端电压已经不足以产生电弧时，则 设备等微电子设备的危害已经日益受到广泛的重 自动关闭，恢复到开路状态，好比开关。限压型SPD 视，为防止各种雷击造成的设备过电压和过电流，各 (内部核心元件是压敏电阻)，是指当雷击过电压加 种电源线路的防雷电涌保护器(SpD二surge Protec- 在其两端时，它的电阻随着电压的增大而减小，呈现 tivel)几Iice)正被日益推广应用于建筑物、计算机房 非线性变化，从而泄放雷电流人地，在其允许的能量 或电梯房等设施。综观各种SPD设计保护方案，有 承受范围内，两端的电压因此而基本保持在相对输 一部分确实具有泄放雷击过电流人地、钳制过电压 人雷击过电压较低的水平，达到限压的目的[3，4〕。 的功能，对用电线路和设备起到了一定的防雷保护 Z SpD之间、SPI〕与被保护设备之间的能量配合 作用;而有相当一部分的SPD，由于缺乏科学合理的 设计基本原理 设计，存在先天缺陷，即一方面由于过多布置SIJD， 造成浪费，另一方面由于不讲究各级的配合机理，有 一般而言，采用合适的单级SpD或多级SPD组 的仅相当于单级的功能，有的则根本不能满足设计 合能够最大限度地将雷击产生的过流、过压抑制在 要求[2:。 相对较低的水平，以避免后续各种设备受雷击损害。 根据建《筑物防雷设计规范》川，对建筑物电气 而防雷击过电压、过电流归根结底是防雷击在线路 系统内运行的电涌保护器(SPD)之间以及与被保护 上产生的瞬态电磁能(持续时间从几微秒到几十毫 设备之间的雷电流能量配合设计作初步分析，并对 秒)，有序地将这些能量泄放入地，即需讲究在这些 应用于电气系统防雷电流人侵的SPL〕的能量配合 Spl〕及线路上各种设备之问的能量分配。 设计提出操作可行的建议。 电气线路上的传导雷电流的总能量为 1 电源sPD的类型和功能 几客}。·(:，，(‘!，}d!，是·雷电流持续时间，二(!，、 为防止雷击电流对用电设备或者线路的冲击过 纵(t)分别为每级日1〕或电气系统等效总负载两端的 电压和过电流，电源SP〕〔是很重要的选择，SPD主 电压和通过的电流，k代表相加的能量项数，与级数 要有开关型和限压型2种。开关型SPI〕(主要结构 有关，单级保护时k取2，两级保护时k取3，多级