电源系统的雷电保护 电源系统防雷知识培训PPT汇总.ppt

电源系统的保护 范华良 主讲 当雷击于电网附近或直击于电网时，在线路上产生的过电压波沿线路传播进入户内，通过交流电源系统侵入电子设备，造成电子设备的损坏。 雷电过电压波也能从交流电源侧或通信线路传播到直流电源系统，危及直流电源及其负载电路的安全。 §7.1 对保护装置的基本要求 1、保护装置接入后，对电源系统正常运 行的影响限制到可以忽略不计的程度。 即并联（纵向）元件具有很高的阻抗， 串联（横向）元件具有很小的阻抗；(前 者是为了防止漏流，后者是为了防止保 护器件的串联分压) 2、保护装置应该具有良好的箝位效果。保护 装置的箝位电压水平应该接近（1～3倍）所 在系统的最高运行电压。具体的倍数取决于 被保护电子设备的过电压耐受能力。 3、 在抑制设计允许的苛刻雷电暂态过电压 情况下，保护装置自身应能安全生存，不被 损坏。苛刻雷电暂态过电压情况通常由专门 的技术标准规定或由保护装置产品的使用说 明手册给出。在保护设计中不要过分夸大苛 刻雷电暂态过电压的严重性，在保护可靠性 和保护投资之间寻求优化方案，合理选用保 护装置（不要一味选用高级的器件产品）。 4、在遇到雷电暂态过电压作用时，保护装置 应该具有足够快的动作响应速度，应尽早动作 限压和旁路泄流； 5、 对保护装置，需要规定其工作环境的温度、 湿度和气压等参数的范围，保证保护装置中的 各种元件能够正常发挥其功能； 6、保护元件安装连接线的长度应该尽可能 短，以减小纵向并联支路的寄生电感，降低 保护装置安装点处的实际箝位水平；（连接 线会产生电阻、电感电压降，和残压一起叠 加在设备上） 7、系统正常运行时，保护装置中的泄漏、 电流要很小，以减缓保护装置自身的老、 化，并减小对系统正常运行的影响。要 是限制并联保护元件的稳态泄漏电流 值，同时要限制保护装置中电源引线端 对地之间的寄生电容值； 8、在保护装置中应加装故障报警器 和暂态过电压脉冲计数器，以监视 保护装置的运行状况，并及时更换 故障元件。 在比较复杂的供电系统中，保、 护装置一般设置在供电干线上，这 样由该干线供电的支线设备负载基 本都能得到保护。如果在某条支线 是设置保护装置，那么，其他支线 上的设备不能得到保护。 对建筑物内电子设备的保护，一般 在供电线路进入建筑物的入口处设 置保护装置，要求有比较大的通流 容量；对于一些脆弱的电子设备， 在其电源输入端前应设置保护装 置，要求该保护装置具有比较低的 箝位水平。 §7.2 配电变压器的保护 对配电变压器采取防雷保护措 施，一方面可以防止变压器自身受 到雷电过电压的损坏，提高供电的 可靠性，另一方面可以防止雷电过 电压波通过变压器传到建筑物内的 电源系统，使电子设备得到保护。 雷击低压侧；反变换过程；正变换过程。 §7.3 交流电源的单级保护 使用M3的原因： L、N之间的箝位电压为M1、M2的残压之和，被保护的电子设备难以耐受；共模过电压可以通过隔离变压器或低通滤波器来衰减，而差模过电压不能通过这些设备来衰减，这样差模过电压就可能传到电子设备上，损坏设备。 保护器件选用注意点： M1、M2的参数（尤其是参考电压和响应时间） 应该保持一致，否则可能因为动作不一致将共模过 电压转化为差模过电压。 在要求不高的场合，可仅用M3来抑制差模过 电压，共模过电压由隔离变压器和低通滤波 器来抑制。 还可以只使用M2、M3或者只使用M1、M3。 （前提是能确定过电压从哪条线传过来） 优点：正常工作时，压敏电阻中几乎 没有泄漏电流流过，可以减缓压敏电阻 的老化。 在保证可靠切断放电管工频续流的前 提下，可将压敏电阻的参考电压选得低 一些（参考电压越低的压敏电阻片，在 同样电压作用下流过的电流越大），以 降低其残压和箝位水平，提高对电子设 备保护的可靠性。 关于保护器件参数的选择： 1、放电管在系统最高运行电压下不能放电，要求： 放电管的直流放电电压Ufdc大于系统的最高运行电 压Up（峰值），Ufdc可按照下式来估算： min（Ufdc）≥1.2max（Up） 2、暂态过程结束后，放电管要能够可靠灭 弧，要求：串联支路在系统最高运行电压作 用下，压敏电阻中的电流Iv小于放电管的灭 弧电流值Ie。 Iv值的估算： 放电管在电弧区的压降为20V，则压敏电 阻两端的电压为Up－20，因为Up＞＞20，所 以近似认为压敏电阻两端的电压为Up。 根据压敏电阻的伏安特性数据可以确定在 Up电压下压敏电阻中的电流Iv，并确定压敏 电阻的参考电压U1mA。 如果所确定的Iv大于Ie，那么可以选一个 参考电压