什么是防雷浪涌模块(浪涌保护器),它的使用原理是什么?
时间:2021-09-07 阅读:2426
最原始的浪涌防雷保护器羊角形间隙,出现于19世纪末期,用于架空输电线路,防止雷击损坏设备绝缘而造成停电,故称“浪涌保护器”,20世纪20年代,出现了铝浪涌保护器,氧化膜浪涌保护器和丸式浪涌保护器,30年代出现了管式浪涌保护器,50年代出现了碳化硅防雷器,70年代又出现了金属氧化物浪涌保护器,现代高压浪涌保护器,不仅用于限制电力系统中因雷电引起的过电压,也用于限制因系统操作产生的过电压。
1、浪涌防雷保护器按工作原理分:
浪涌保护器中的元件(压敏电阻MOV,硅雪崩二极管SAD、空气导管、大放电电容)是采用损耗自身的方式对冲击电流进行消解(发热,融化),从而使导入地下的冲击电流在安全范围之内,不会形成二次反击。抑制元件的自身寿命会因为反复承受电流冲击而缩短,SineTamer采用了40模块和热、电熔断双保险、热分担算法等,确保了SineTamer的使用寿命。SineTamer约消解90%的过电压和过电流,剩余的10%则导入地下。
SPD并联于线路(L/N)与大地之间,在正常工作电压情况下,MOV处于高阻状态,相当于线路对地开路,不影响线路正常工作,故障显示窗口呈绿色,当线路由于雷电或开关操作出现瞬时脉冲过电压时,防雷模块在纳秒级时间内迅速导通,将过电压短路到大地泄放,当该脉冲过电压消失后,防雷模块又自动恢复高阻状态,不影响用户供电。
当防雷模块长期工作在超负荷工作状态,其性能劣化而发热到一定温度,模块中的热感断路器(K1)会自动断开避雷模块回路,保护电源电路工作不受影响,防止火灾发生,当线路感应过大雷电流时,过流断路器(K2)迅速断开,防止SPD爆炸。K1或K2动作后,SPD内脱扣装置动作,使故障显示窗口显示红色,提醒用户更换SPD模块,同时,脱扣装置带动遥信告警开关(SK)动作,输出故障告警信号。
(1)开关型:其工作原理是当没有瞬时过电压时呈现为高阻抗,但一旦响应雷电瞬时过电压时,其阻抗就突变为低值,允许雷电流通过。用作此类装置时器件有:放电间隙、气体放电管、闸流晶体管等。
(2)限压型:其工作原理是当没有瞬时过电压时为高阻扰,但随电涌电流和电压的增加其阻抗会不断减小,其电流电压特性为强烈非线性。用作此类装置的器件有:氧化锌、压敏电阻、抑制二极管、雪崩二极管等。
(3)分流型或扼流型
分流型:与被保护的设备并联,对雷电脉冲呈现为低阻抗,而对正常工作频率呈现为高阻抗。
扼流型:与被保护的设备串联,对雷电脉冲呈现为高阻抗,而对正常的工作频率呈现为低阻抗。
(4)用作此类装置的器件有:扼流线圈、高通滤波器、低通滤波器、1/4波长短路器等。
2、按用途分:
(1)电源保护器:交流电源保护器、直流电源保护器、开关电源保护器等。
(2)信号保护器:低频信号保护器、高频信号保护器、天馈保护器等。
3、根据所选择的浪涌保护器和预期的环境影响,保护系统的电源和设备所需的保护措施被分为三级。
B类浪涌保护器:标称放电电流In,冲击电压1.2/50μs冲击电压和最大冲击电流Iimp的试验,Iimp的波形为10/350μsUp最大4kv(IEC61643-1;IEC60664-1)。
C类浪涌保护器:标称放电电流In,冲击电压1.2/50μs冲击电压和最大冲击电流Iimp的试验,Iimp的波形为8/25ms。
D类浪涌保护器:进行混合波合(开路电压1.2/50μs冲击电压,邓路电流8/25μs)试验。
4、浪涌保护器的好与否直接关系到设备的全安问题,因此在选取浪涌保护器以几点可参考:
箝位电压——这表示将导致MOV接通地线的电压值。箝位电压越低,表示保护性能越好。此UL标称值有三个保护水平——330伏、400伏和500伏。通常,箝位电压超过400伏就太高了。
能量吸收/耗散能力——此标称值表示浪涌保护器在烧毁前能够吸收多少能量,单位为焦耳。其数值越高,保护性能就越好。您购买的保护器的这一标称值至少要在200至400焦耳之间。若要获得更好的保护性能,应该寻找此标称值在600焦耳以上的产品。
响应时间——浪涌保护器不会立刻断开;它们对电涌做出响应会有略微的延迟,响应时间越长,表示计算机(或其他设备)将遭受浪涌的持续时间越长。请购买响应时间低于一毫微秒的浪涌保护器,此外,您还应该购买具有指示灯的保护器,以便判断保护元件是否在起作用。在遭受多次电涌之后,所有MOV都将会烧毁,但是保护器仍然会作为一个电源板而工作。没有电源指示灯,就无法得知保护器是否仍然在正常工作。
5、可能引起浪涌的原因有:重型设备、短路、电源切换或大型发动机,而含有浪涌阻绝装置的产品可以有效地吸收突发的巨大能量,以保护连接设备免于受损。
6、开关型浪涌保护器和限压型浪涌保护器的区别?
答:开关型浪涌保护器为间隙放电型器件,其雷电能量泻放能力大,在线路上使用的主要作用是泄放雷电能量;限压型浪涌保护器为氧化锌压敏电阻器件,其雷电能量泻放能力小,但其过电压抑制能力好,在线路上使用的主要作是限制过电压。因为此,一般在建筑物入口处选用如Asafe系列的开关型浪涌保护来泄放雷电能量,然后,在后级电路使用如AM系列的限压型浪涌保护器来限制因前级雷电能量泻放后,在后级线路产生的高过电压。两种浪涌保护器需配合使用,方能保证配电线路中设备的安全。
7、与浪涌保护器相配合的微型断路器如何选型?
答:Asafe开关型模块由于其损坏方式为开路,因此可以不用装微型断路器;第一级模块,如AMI-40,需要选用63A的分断电流能力为10KA的D型微型断路器;第二级模块,如AM2-20,需要选用32A的分断电流能力为6.5KA的C、D型微型断路器,由于其工作曲线IN值的不同,因此推荐使用D型;第三级模块,如AM3-10,需要选用16A的分断电流能力为4.5KA的C、D型微型断路器,由其工作曲线IN值的不同,因此推荐使用D型。