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電涌保護器的類型和結構按不同的用途有所不同,但它至少應包含一個非線性電壓限制元件。用于電涌保護器的基本元器件有:放電間隙、充氣放電管、壓敏電阻、抑制二極管和扼流線圈等。
一、SPD的分類:1.電涌保護器按工作原理分:
(1)開關型:其工作原理是當沒有瞬時過電壓時呈現為高阻抗,但一旦響應雷電瞬時過電壓時,其阻抗就突變為低值,允許雷電流通過。用作此類裝置時器件有:放電間隙、氣體放電管、閘流晶體管等。
(2)限壓型:其工作原理是當沒有瞬時過電壓時為高阻擾,但隨電涌電流和電壓的增加其阻抗會不斷減小,其電流電壓特性為強烈非線性。用作此類裝置的器件有:氧化鋅、壓敏電阻、抑制二極管、雪崩二極管等。
(3)分流型或扼流型
分流型:與被保護的設備并聯,對雷電脈沖呈現為低阻抗,而對正常工作頻率呈現為高阻抗。
扼流型:與被保護的設備串聯,對雷電脈沖呈現為高阻抗,而對正常的工作頻率呈現為低阻抗。
用作此類裝置的器件有:扼流線圈、高通濾波器、低通濾波器、1/4波長短路器等。
2.電涌保護器的類型和結構按不同的用途有所不同,但它至少應包含一個非線性電壓限制元件。用于電涌保護器的基本元器件有:放電間隙、充氣放電管、壓敏電阻、抑制二極管和扼流線圈等。按用途分:
(1)電源保護器:交流電源保護器、直流電源保護器、開關電源保護器等。
(2)號保護器:低頻號保護器、高頻號保護器、天饋保護器等。電涌的來源有兩類:外部電涌和內部電涌。外部電涌主要來源于雷電,另一個來源是電網中開關操作等在電力線路上產生的過電壓。內部電涌:經研究發現,低壓電源線上88%的電涌產生于建筑物內部設備,如:空調、電梯、電焊機、空氣壓縮機和其它感應性負荷。根據統計,在美國:由于電涌給各行業造成的停產、時間的損失、設備維修、過早地更換設備等直接損失每年高達260億美金,在中國,據有關統計,在保修期內出現問題的電氣產品中,有63%是由于電涌產生的。
⑹響應時間:10-11s⒌扼流線圈:扼流線圈是一個以鐵氧體為磁芯的共模干擾抑制器件,它由兩個尺寸相同,匝數相同的線圈對稱地繞制在同一個鐵氧體環形磁芯上,形成一個四端器件,要對于共模號呈現出大電感具有抑制作用,而對于差模號呈現出很小的漏電感幾乎不起作用。
⑷反向變位電壓:它是指管子在反向泄漏區,其兩端所能施加的大電壓,在此電壓下管子不應擊穿。⑸大泄漏電流:它是指在反向變位電壓作用下,管子中流過的大反向電流。扼流線圈在制作時應滿足以下要求1)繞制在線圈磁芯上的導線要相互絕緣,以保證在瞬時過電壓作用下線圈的匝間不發生擊穿短路。
⒍1/4波長短路器1/4波長短路器是根據雷電波的頻譜分析和天饋線的駐波理論所制作的波號浪涌保護器,這種保護器中的金屬短路棒長度是根據工作號頻率(如900MHZ或1800MHZ)的1/4波長的大小來確定的。
由于1/4波長短路棒的直徑一般為幾毫米,因此耐沖擊電流性能好,可達到30KA(8/20μs)以上,而且殘壓很小,此殘壓主要是由短路棒的自身電感所引起的,其不足之處是工頻帶較窄,帶寬約為2%~20%左右,另一個缺點是不能對天饋設施加直流偏置,使某些應用受到限制。
3)線圈中的磁芯應與線圈絕緣,以防止在瞬時過電壓作用下兩者之間發生擊穿。級防雷器可以對于直接雷擊電流進行泄放,或者當電源傳輸線路遭受直接雷擊時傳導的巨大能量進行泄放,對于有可能發生直接雷擊的地方,必須進行CLASS-I的防雷。
第二級防雷器是針對前級防雷器的殘余電壓以及區內感應雷擊的防護設備,對于前級發生較大雷擊能量吸收時,仍有一部分對設備或第三級防雷器而言是相當巨大的能量會傳導過來,需要第二級防雷器進一步吸收。同時,經過級防雷器的傳輸線路也會感應雷擊電磁脈沖輻射LEMP,當線路足夠長感應雷的能量就變得足夠大,需要第二級防雷器進一步對雷擊能量實施泄放。
此并聯的短路棒長度對于該工作號頻率來說,其阻抗無窮大,相當于開路,不影響該號的傳輸,但對于雷電波來說,由于雷電能量主要分布在n+KHZ以下,此短路棒對于雷電波阻抗很小,相當于短路,雷電能量級被泄放入地。
在線阻抗:指在標稱電壓Un下流經保護器的回路阻抗和感抗的和。通常稱為“系統阻抗”。6、雷電時,不能停留在高樹林子的邊緣,電線、旗桿的周圍和干草堆、帳篷、鐵軌、長金屬欄桿、龐大金屬物體旁,山頂、制高點等場所。
⒌扼流線圈:扼流線圈是一個以鐵氧體為磁芯的共模干擾抑制器件,它由兩個尺寸相同,匝數相同的線圈對稱地繞制在同一個鐵氧體環形磁芯上,形成一個四端器件,要對于共模號呈現出大電感具有抑制作用,而對于差模號呈現出很小的漏電感幾乎不起作用。
9、盡快進入有完好避雷裝置的建筑物內,關閉門窗,切不可停留在樓的頂面上。扼流線圈使用在平衡線路中能有效地抑制共模干擾號(如雷電干擾),而對線路正常傳輸的差模號無影響。(5)盡可能縮短保護元件的引線,直接裝在需要保護的電路上.19、如果處在野外無處躲避,雷雨交加時要立即蹲下,雙腳并攏,雙臂抱膝,頭部下俯,盡量縮小身體體積和接地面積。
手中如果有金屬物品(如金屬桿的雨傘、鐵器皿、鐵鍬等),要迅速放到較遠的地方。峰值放電電流:分兩種:額定放電電流Isn和大放電電流Imax。過某一量級沖擊電流時的殘壓(如突5所示的U1)值與壓敏電壓(U1mA)值之比,即:常用的閥型避雷器,其基本元件是由多個火花間隙串聯后再與一個非線性電阻串聯起來,裝在密封的瓷管中。
避雷針插在磚墻內的部分約為針高的1/3,插在水泥墻的部分約為針高的1/4~1/5。為防止雷電感應產生火花,建筑物內部的設備、管道、構架、鋼窗等金屬物,均應通過接地裝置與大地作可靠的連接,以便將雷云放電后在建筑上殘留的電荷迅速引入大地,避免雷害。
對平行敷設的金屬管道、構架和電纜外皮等,當距離較近,應按規范要求,每隔一段距離用金屬線跨接起來。壓敏電阻的使用條件有:壓敏電壓:UN≥[(√2×1.2)/0.7]U0(U0為工頻電源額定電壓)在安裝接地體時,首先從地面挖下0.8m左右,然后把接地體垂直打入地下,頂端與接地線焊接在一起。
不中斷隔離變壓器為防止雷電波沿低壓架空線侵入,在入戶處或接戶桿上應將絕緣子的鐵腳接到接地裝置上。二是:雷電感應——又稱感應雷雷電應屬于一種自然現象,但是不加以控制和,它同樣算是一種自然災害,可以造成人員傷亡和財產損失的事故。
3、避雷針的功用:它一般由暴露在空氣中的兩根相隔一定間隙的金屬棒組成,其中一根金屬棒與所需保護設備的電源相線L1或零線(N)相連,另一根金屬棒與接地線(PE)相連接,當瞬時過電壓襲來時,間隙被擊穿,把一部分過電壓的電荷引入大地,避免了被保護設備上的電壓升高。
雖然它屬無法抗拒的自然因素,所造成的危害和后果也是非常嚴重的,但是加強和控制也是可以避免的。因此在夏季雷雨季節前加強學習雷電相關知識,以便做出相應的防范措施是非常重要和必要的工作。這種放電間隙的兩金屬棒之間的距離可按需要調整,結構較簡單,其缺點是滅弧性能差。
改進型的放電間隙為角型間隙,它的滅弧功能較前者為好,它是靠回路的電動力F作用以及熱氣流的上升作用而使電弧熄滅的。為保證電力系統和設備達到正常工作的要求而進行的接地叫工作接地。開關型:順態二極管⑸大泄漏電流:它是指在反向變位電壓作用下,管子中流過的大反向電流。
3.當進行多級保護設計時,注意的不能如圖11所示那樣簡單的把幾種具有不同耐流能力、響應速度元件并聯在一起,以為它必然按我們所希望的G1→G2→G3順序動作(放電、導通),實際上不一定如此.因為G3和G2的響應速度均高于G1,且其伏秒特性處于不同量極,G1高、G2次之、G3低.極可能出現G3先于G。
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