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防雷器的基本組成及用途

2017-10-02 溫州創捷防雷電器有限公司 1451
  電源避雷器中的雷電能量吸收,次如果氧化鋅壓敏電阻馴順體放電管。
氧化鋅壓敏電阻是限壓型保護器件,沒有脈沖電壓時泛起高阻狀態,一旦響應脈沖電壓,立即將電壓限定到確定值,其阻抗突變為低阻狀態。與氣體放電管對照,它最大的益處是當它吸收脈沖電壓時因殘壓高于任務電壓,不會形成電源的瞬間短路,也不會產生續流。氧化鋅壓敏電阻的響應時間比氣體放電管快。氣體放電管的擊穿電壓對脈沖電壓的回升速率十分敏感,電壓回升速率越快,熄滅電壓越高,響應時間越快。可能正確決定壓敏電阻馴順體放電管這二類元器件,并利用它們各自的益處舉辦組合的電源避雷器,其零件性能絕對較好。電源避雷器中要求氧化鋅壓敏電阻,具備拙劣的能量耐受個性,而能量耐受個性重要用額定雷電襲擊電流、最大雷電襲擊電流和能量耐量三大目標來描畫,這些個性與氧化鋅壓敏電阻的表面積無關,和元件的散熱條件無關。同一種規格的壓敏電阻,由于不同廠家的制造工藝、質料配方不同,其能量耐受手段會相差很大。
氣體放電管具備很強的經受大能量襲擊的手段,但在細心使歷時,由于氣體放電管在放電時殘壓極低,相同于短路狀態,是以不能單獨在電源避雷器中應用,氣體放電管的耐流手段與管徑無關,管徑越大,耐流手段越好。氣體放電管的品質題目重要體現為慢性漏氣,永劫間應用的穩定性題目(即遭遇多次雷電襲擊后,直流擊穿電壓值產生偏移),光敏效應和云集性較大。雖然最近幾年來國產的氣體放電管有了較大的改革,品質在逐漸進步,但全體品質題目如故存在,分外是穩定性題目和慢性漏氣題目。是以電源避雷器當決定進口名牌氣體放電管的產品應作為首選,且氣體放電管的管徑在Ф8㎜以上為宜。
電源避雷器中的電容器和熱熔保險絲的決定也很重要。電源避雷器長久任務在電網中,由于電容器的品質題目形成電源避雷器零件毀壞的事例許多,是以,電容器的耐壓決定很重要,分外是耐受脈沖高電壓的襲擊手段。比擬之下,國外產品好過國際產品,日立公司,OKAYA公司的電容器品質為上好。電源避雷器中的熱熔保險絲的作用是當雷電流超過電源避雷器最大經受手段時,由于過流作用,可使保險絲斷開,同時由于過截使氧化鋅壓敏電阻溫度回升亦可使保險絲斷開,起到過流和溫度兩重保護作用。由于電源避雷器常態任務條件下,電流無比小,只是在雷電襲擊或脈沖電壓襲擊時,在瞬態條件下起保護作用,是以與常例熱熔保險絲的應用條件有所辨別,以是,電源避雷器中的熱熔保險絲應有合營性能,即在瞬態條件下的熔斷個性。
先進的方案規劃
避雷器的方案規劃有了杰出的元器件,先進的方案規劃是確保電源避雷器品質的必要條件。按照對國內外產品的闡發對照,在方案電源避雷器時應充實思索如下幾個方面題目。電源避雷器耐雷電電流襲擊等第的公允定位,即電源避雷器額定浪涌電流值和最大浪涌電流值切實其實定。而今市場上有些電源避雷器的廠商,為了廣告宣揚和產品競爭等商業舉措,隨意進步耐雷電電流襲擊的等第,這是一種對用戶極不擔任的態度。雷擊災難對當代電子設備具備極大的破碎摧毀性。某一地區雷電電流的大小,由于地理環境、情形條件和電子設備電源接線形勢等諸多不確定因素,很難用一個數字量來確定,是以,廠家對電源避雷器的方案應有較大的余量。一般浪涌電流的方案應是該電源避雷器最大浪涌電流值的一倍,而最大浪涌電流值又應是該電源避雷器額定浪涌電流值的一倍,這樣的方案余量才是對用戶擔任的態度。在廠家方案的細心路線中,應給與多路浪涌電流吸收的冗余式電路布局,即當某一路浪涌電流吸發前程由于某元器件毀壞,自動加上電源避雷器的整電機路,不影響全體電源避雷器的失常任務。由于給與上述的方案余量,即使泛起一路、甚至二路吸發前程加上全體電路,也不影響全體電源避雷器的防雷手段。這類冗余方案規劃將大大地進步電源避雷器的穩定性,是多雷區電源路線防雷的首選防護設備。
出產工藝和品質管理體系方面
公允科學的出產工藝是確保電源避雷器品質的擔保條件。在電源避雷器的出產工藝上,出產廠家應屬意如下幾個方面的題目。干冷始終是壓敏電阻失效的一個重要啟事,其體現出來的景遇是壓敏電阻在受長久濕潤環境的影響下,其泄露電流分明回升,壓敏電壓值分明下降。對付全體電源避雷器來講,由于濕潤環境的影響,一旦電網中泛起瞬態過電壓或雷電電流的襲擊,很也許形成部分短路而毀壞的景遇。由于雷雨季
節通常是一個干冷的情形環境條件,是以電源避雷器的防干冷工藝顯得無比重要。通常廠家給與環氧樹脂灌封的出產工藝。有些廠家能在環氧樹脂灌封的歷程及第辦真空抽氣,則結果更好。是以,在決定電源避雷器時,除傍觀廠家的元器件的決定,方案規劃和出產工藝外,品質管理方面也很重要。這蘊含元器件洽購、保管、檢討、組裝、老化、殘壓和泄露電流的測試制度、恬適制度等方面。
綜上,決定品質拙劣的電源避雷器,不能只逗遛在廠家的廣告宣揚上,還應到廠家針對上述幾個方面去看一看,分外是關鍵元器件的決定、方案規劃、出產工藝是了解的重點。除此之外,內地的情形條件、年雷暴日數和雷暴形成財富損失的環境也應和決定電源避雷器的防護級別舉辦綜合思索。
編纂本段
方案原理
針對而今市場上泛起了各類百般的防雷器,品質一概不齊,有一些甚至聞所未問(如:不用接地的避雷器,到而今為止,都弄不分明它的任務原理),是以,通過引見避雷器的任務原理及構成,對客戶鑒別虛實、優劣,有所贊助。
防雷器元件從響應個性看,有軟硬兩種。屬于硬響應個性的放電元件有火花間隙(基于斬弧技術的角型火花隙和同軸放電火花隙)馴順體放電管,屬于軟響應個性的放電元件有金屬氧化物壓敏電阻和瞬態抑制二極管。這些元件的辨別在于放電手段、響應個性和殘壓,避雷器等于利用它們不同的優漏洞,揚長避短,組合成各類避雷器,保護電路。
火花間隙(Arc chopping)
一、放電間隙:原理是兩個如牛角近況的電極,距離很短,用絕緣材料分隔,當兩個電極間的電場強度達到擊穿強度時,電極之間構成電疏通路。當雷電波分開的時辰首先在間隙處擊穿,使間隙的空氣電離,構成短路,雷電疏通過間隙流入大地,而此時間隙兩端的電壓很低,從而達到保護路線的目的。電場強度低于擊穿間隙時,放電間隙型避雷器又回覆絕緣狀態。經常使用于高壓路線的避雷防護中。在低壓體系,經常使用于電源的前級保護。
火花間隙型避雷器產品的優劣,在于制成電極的材料、間隙距離及絕緣材料。
益處:具備很強放電手段、通流量大,10/350μs脈沖波形可能疏導50KA的脈沖電流,用于8/20μs脈沖電流,能夠大于100KA,很高的絕緣電阻以及很小的寄生電容,泄電流小。對失常任務的設備不會帶來任何有害影響。
漏洞:殘壓高(2.5~3.5KV),反應時間長(≦100ns),行徑電壓精度較低,有工頻續流,是以在保護電路中應勾串一個熔斷器,使得工頻續流迅速被割斷。
注:由于兩只放電管分袂裝在一個回路的兩根導線上,無意偶爾會不同時放電,使兩導線之間泛起電位差,為了使兩根導線上的放電管能接近統暫且間放電,縮小兩線之間的電位差,又研制了三級放電管。能夠看作是由兩只二級放電管歸并在一路構成的。三級放電管中央的一級作為大眾地線,另兩級分袂接在回路的兩條導線上。
二、氣體放電管(Gas discharge tube,GDT):是一種陶瓷或玻璃封裝,管內再充以確定壓力的惰性氣體(如氬氣),開關型的保護元件,有二電極和三電極兩種布局。當電場強度達到擊穿惰性氣體強度時,就誘發間隙放電,從而限定極間的電壓。8/20μs脈沖電流可能疏導10KA.放電電壓不波動,當電壓大于12V、電流電壓100mA時,會產生后續電流。通經常使用于丈量、掌握、療養技術電路和電子數據措置傳輸電路中。
金屬氧化物壓敏電阻
金屬氧化物壓敏電阻(Metal oxide varistor,MOV)
以氧化鋅為重要因素的金屬氧化物半導體非線性電阻,當加在電阻兩端的電壓小于壓敏電壓時,壓敏電阻呈高阻狀態,假若并聯在電路上,該閥片呈斷路狀態;當加在壓敏電阻兩端的電壓大于壓敏電壓時,壓敏電阻就會擊穿,泛起低阻值,甚至接近短路狀態。壓敏電阻這類被擊穿狀態是能夠回覆的,當高于壓敏電壓的電壓被撤消當前,它又回覆高阻狀態。當電力線被雷擊時,雷電波的高電壓使壓敏電阻擊穿,雷電疏通過壓敏電阻流入大地,使電力線上的類電壓被脅迫在恬適范疇內。
氧化鋅壓敏電阻避雷器,而今市場上疏通許多,我國在20世紀80年代末才多量出產,被以為現在最新型、技術最早進,會做專題細心引見。而今我國的輸電路線的避雷器,都給與氧化鋅避雷器。
益處:開關電壓范疇寬:6V~1.5KV,反應速度快(25ns),殘壓低(能夠達到終端設備的恬適任務電壓),通流量大(2KA/c㎡),無續流,壽命長。
漏洞:容易老化,行徑屢屢后,泄電流會增大,從而招致壓敏電阻過熱,終極招致老化失效。
電容較大,許多環境下不在高頻、超高頻體系中應用。該電容又與導線電容構成一個低通。該低通會形成信號的嚴重衰減。但在頻率低于30KHZ時,這類衰減能夠忽略。
瞬態抑制式二極管
瞬態抑制式二極管(Transient voltage suppressor,TVS):
一、二極放電管:有兩種模式:一是齊納型(為單向雪崩擊穿),二是雙向的硅壓敏電阻。性能相通開關二極管等。在規定的反向電壓作用下,兩端電壓大于門限電壓時,其任務阻抗能立即降至很低的水平以準許大電疏通過,并將兩端電壓脅迫在很低的水平,從而無效地保護末了電子產品中的周到元件住手毀壞。雙向TVS可在正反兩個偏向吸收瞬時大脈動功率,并把電壓脅迫在預定水平。適用于交流電路。
益處:行徑時間極快,達到皮秒級。限定電壓低,擊穿電壓低,運用于各類電子范疇。
漏洞:電流負荷量小,電容至關高,一般在20pF如下,而今的陶瓷放電管可能做到3~5pF.
電子信息體系所需的浪涌保護體系一般給與兩級或三級構成。給與氣體放電管、壓敏電阻和抑制二極管,并利用各類浪涌抑制器的特性,完成穩定保護。氣體放電管一般放在路線輸入端作為一級防雷器件,經受大的浪涌電流,屬于泄流型器件。二級保護器件給與壓敏電阻,可在極短期內(ns)將浪涌電壓限定在較低的水平。對付高度天真的電子電路,可給與抑制二極管作為三級保護。在更短的時間內將浪涌電壓限定在末了電子設備的絕緣水平以內。如圖,當雷電等浪涌到來時,抑制二極管首先導通,把瞬間過電壓切確地掌握在確定的水平,假若浪涌電流較大,則壓敏電阻啟動并泄放確定的浪涌電流,這時候壓敏電阻兩端的電壓會有所下降,直至鞭策前級氣體放電管放電,把大電流泄放到地。當三種器件在路線中的距離較遠時,導流利序會從氣體放電管開端,按次導通。
避雷器的任務,是從反應時間最快、設備的最末了開端的,爾后逐級往前端啟動的。
純摯用氣體放電管保護后端的設備會泛起以下題目:導通時間太長,殘壓過大,有也許超事后端設備的耐壓水平。放電后,會產生工頻續流。為住手上述題目,給與其它一種電路(圖三)。為了處置產生工頻續流的題目,同時也住手壓敏電阻因泄電流過大而發熱自爆或老化,咱們在氣體放電管上勾串一個壓敏電阻,這樣便可住手產生工頻續流,又能夠住手壓敏電阻因泄電流而自爆、老化。但新的題目又產生了,這樣避雷器的行徑時間為氣體放電管的導通時間和壓敏電阻導通時間的總和。假若氣體放電管的導通時間為100ns,壓敏電阻的導通時間為25ns,則它們總的反應時間為125ns.為了減小反應時間,在電路中并入一個壓敏電阻,這樣可使總的反應時間為25ns.
:當過電壓泛起時,抑制二極管作為行徑最快的元件首后行徑,路線方案為,在抑制二極管也許損壞以前,放電電流即隨著幅值的回升轉換到前置的放電路子上,即充氣式放電路上。
Us+△u≥Ug
Us:抑制二極管上的電壓
△u:去耦認為線圈上的電壓
Ug:氣體放電管的行徑電壓
假若放電電流小于該值,則充氣放電管不行徑。給與這類路線不僅能夠在低保護水平的條件下利用放電器行徑迅速的益處,同時還能夠達到很高的放電電容。這樣便能夠消除抑制二極管過載一級熔斷器在泛起電源續流時頻繁割斷電路的漏洞。
頻率較高的路線也能夠給與歐姆式電阻作為去耦元件,與低電容橋接路線合營應用。
二、三極放電管:在兩根的導線上,安裝兩個二極放電管,會泛起電位差,是以就有三極放電管,多了一極做大眾接地,能夠縮小時間差(0.15~0.2μs),及由此產生的橫向雷電壓幅值。
市場上巨大電源避雷器器件一般給與壓敏電阻,用于一級、二級和三級電源。這類組合形勢在距離大于5米時,導通時間從第一級開端逐級向后導通。
若第一級給與氣體放電管,二級和三級給與壓敏電阻,則必須愜心第一級與第二級愜心大于十米的距離,第二級與第三級愜心大于5米的距離,這樣才氣擔保前一級后行徑。不然也許招致第一級不行徑的景遇,而二級和三級避雷器又沒有那么大的通流量,招致避雷器沒法著實保護設備。這點在工程方案中確定要誘發屬意。
防雷器的作用是用來保護電力體系中各類電器設備免受雷電過電壓、利用過電壓、工頻暫態過電壓襲擊而毀壞的一種電器。防雷器的類型重要有保護間隙、閥型防雷器和氧化鋅防雷器。保護間隙重要用于限定大氣過電壓,一般用于配電體系、路線和變電所進線段保護。閥型防雷器與氧化鋅防雷器用于變電所和發電廠的保護,在500KV及如下體系重要用于限定大氣過電壓,在超高壓體系中還將用來限定內過電壓或作內過電壓的后備保護。
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