浪涌保護器在二次防雷中的應用

                        時間: 2021-11-19 8:47:40 發布者: admin

                        1浪涌的成因

                        浪涌是指電路在遭遇雷擊時發生的雷擊過電壓或者在接通、斷開電感負載或大型負載時常常會發生很高的操作過電壓。這種瞬時過電壓(或過電流)稱為浪涌電壓(或浪涌電流),這是一種瞬變干擾。此處所謂瞬態是指繼續時間大大低于工頻周期(0.02 s)的瞬變過程。對地閃擊的雷電流波形的特色是繼續時間極短,上升時間極短,而下降時間相對較長(幾十秒到幾百秒)的具有脈沖特性,如圖2所示。

                         

                        浪涌包含浪涌沖擊、電流沖擊和功率沖擊。由于變電站的二次系統中的二次設備大多數都是現代電子設備,其間許多元件集成度很高、很精細,所以對電流和電壓的改變很靈敏,特別是微處理器對浪涌電壓電流愈加靈敏。呈現浪涌時如不加以約束將會導致:引起電子設備的誤動;電源設備和寶貴的計算機及各種硬件設備的損壞,造成直接經濟損失;在電子芯片中留下潛伏性的隱患,使電子設備運轉不穩定和老化加快。

                        2浪涌保護器原理

                        浪涌保護器作業原理是將設備并聯在被保護設備兩頭,經過泄放浪涌電流、約束浪涌電壓來保護電子設備。浪涌保護器的中心元件首要對錯線性元件(一個非線性電阻或是一個開關元件),經過非線性元件的伏安特性來完成泄放雷電流、約束浪涌電壓的。在未發生浪涌之前,即在被保護電路正常作業,此非線性元件呈現極高的電阻,其漏電流幾乎為零,所以對被保護電路沒有任何影響;而當瞬態浪涌到來時,保護器內的非線性元件以納秒級的敏捷呼應,馬上變為很低的電阻,將浪涌電流引進旁路,使被保護設備兩頭的電壓約束在較低的水平,然后保護設備免遭過電壓而損壞。而當浪涌結束后,該非線性元件又敏捷、主動地恢復為極高電阻。

                        浪涌保護器既不影響設備的正常作業,又能將過電壓約束在相應設備的耐壓等級范圍內,這樣就能夠約束瞬態過電壓和分走電涌電流。所以浪涌保護器是電子設備防雷的首要手段,也是變電站內部防雷保護的首要辦法,是變電站歸納防雷系統的重要組成部分,如圖3所示。

                         

                        假如變電站的防雷系統中僅有接閃器、接地設備的話,則并不能避免雷電波從線路侵入到變電站二次系統中去,也不能在低接地電阻值下防止反擊的呈現,所以為了保護電子設備還有必要要有浪涌保護。從另一方面來看,浪涌保護也是以外部防雷保護為前提,也應與內部防雷保護其他辦法(等電位連接,屏蔽)密切合作。假如建筑物的接地電阻選取過大,則很容易發生反擊,并且反擊時大部分的雷電流不是流經大地泄放而是從浪涌保護蕃流可配電變壓器,加重了浪涌保護器的擔負。

                        3浪涌保護器的分類

                        3.1電壓約束型

                        電壓約束型的浪涌保護器的作業原理是當沒有浪涌過電壓時,基本上為開路狀況呈現為高電阻;但當浪涌過電壓到來時,其極間電阻值隨著浪涌電壓和電流的增大而逐漸減小,其電壓和電流特性成非線性。所以電壓約束型浪涌保護器的中心保護元件

                        是各種非線性元件,具有接連的伏安特性,電壓約束型浪涌保護器中最常用的是金屬氧化物非線性電阻(簡稱MOV) ,有時又稱壓敏電阻。MOV元件一般為圓片或方片狀,由多種金屬氧化物(首要是氧化鋅)組成。此外,還有箱位二極管、瞬態電壓抑制器(一種專門用來約束大電流瞬態的二極管,簡稱TVS)和硅雪崩二極管(簡稱SAD)等。

                        3.2電壓開關型

                        電壓開關型的作業原理是當沒有浪涌過電壓時,基本上為開路狀況呈現為高電阻;但當浪涌過電壓到來時,其極間電阻忽然變成低阻值,答應大電流流過,所以電壓開關型浪涌保護器的中心元件基本是各種開關型器材,如敞開的空氣空隙、關閉的氣體放電管和晶閘管等。

                        3.3組合型

                        組合型浪涌保護器是由其他各種不同類型器材結合運用的保護,如電壓約束型和電壓開關型的元件組合,將兩者串聯或并聯。使用各種保護器的不同特色能夠到達更好的作用。由于電壓約束型和電壓開關型元件具有非線性,所以組合型浪涌保護器也具有非線性特性,其伏安特性也是不接連的,其表現與電壓、電流有關,有時呈現電壓約束型特性,有時呈現電壓開關型特性。

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