电涌保护器的作用及工作原理

2020-04-28 12:12:48 284

  浪涌保护器(Surge protection Device)是电子设备雷电防护中浪涌保护器工作原理图不可缺少的一种装置,过去常称为“避雷器”或“过电压保护器”英文简写为SPD.浪涌保护器的作用是把窜入电力线、信号传输线的瞬时过电压限制在设备或系统所能承受的电压范围内,或将强大的雷电流泄流入地,保护被保护的设备或系统不受冲击而损坏。

  浪涌保护器的类型和结构按不同的用途有所不同,但它至少应包含一个非线性电压限制元件。用于浪涌保护器的基本元器件有:放电间隙、充气放电管、压敏电阻、抑制二极管和扼流线圈等。

  主要用于低压配电系统中瞬态过电压的防护。瞬态过电压是指在电路中叠加到系统标称电压上的一种剧烈脉冲,幅值可达到标称电压的数十倍,持续时间极短,一般包括雷电过电压和操作过电压。比如当雷电落在建筑物或者建筑物附近以及输电线路,会侵入或感应出数十千伏的瞬态过电压,并沿着线路侵入配电回路而损坏电气电子设备,为了保护电气电子设备免遭雷击过电压的损坏,低压配电系统必须安装电涌保护器。

  电涌保护器的作用及工作原理

  电涌保护器是通常平行的电路系统,当雷电发生时,在入口处的金属管,各种建筑物线对电磁感应现象,产生了大量的能源强度,电源浪涌保护将发挥作用,在当前导入的每个端口的低电势差与地球。适用于家庭住宅、第三产业以及工业领域电涌保护的要求,具有相对相,相对地,相对中线,中线对地及其组合等保护模式。下面来了解下电涌保护器的工作原理。

  电涌保护器原理

  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、三相电源防雷器抑制二极管、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。

  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。

  电涌保护器的主要作用是将瞬态过电压产生的强大的电流对地进行泄放,把瞬态过电压限制在电气电子设备能够承受电压的范围内,使得被保护设备不受冲击电压而损坏。电涌保护器的工作原理为:电涌保护器一般安装在被保护设备的两端并接地。在正常工作情况下,电涌保护器对正常的工频电压呈现高阻抗,几乎没有电流通过,相当于开路;当系统中出现了瞬态过电压时,电涌保护器对高频瞬态过电压呈现低阻抗,相当于把被保护设备短路,使得瞬态过电压产生的强大的过电流对地进行泄放,将瞬态过电压限制在设备可以承受的电压范围内,从而使设备得到保护。

  电涌保护器的主要参数

  电涌保护器对地泄放雷电流时,必须安全地完成,不造成电涌保护器本身损坏。电涌保护器需要长期接入在被保护回路中,这就要求电涌保护器在长期工作电压作用下应该不劣化、损坏、断开,更不能短路使被保护电路中断工作。为满足以上要求应控制一下几个技术参数。

  (1)电压保护水平。通常电压保护水平越低,保护效果越好。

  (2)通流容量。通常通流容量越高,雷电下安全性越好。但是通流容量越大,电涌保护器的电压保护水平和价格也就越高。

  (3)最大持续运行电压。最大持续运行电压是指可持续加在电涌保护器,并且电涌保护器还可以正常工作的最大方均根电压。不同接地系统下电涌保护器所要求的最大运行电压的最小值如下图所示,该表格来着GB50057-2010《建筑物防雷设计规范》。

  电涌保护器的后备保护器

  电涌保护器经过多次对大地泄放电流后,电涌保护器的内部原件逐渐老化,当内部元件老化到一定程度后,电涌保护器内部的热脱扣器装置熔断,从而使电涌保护器从线路中断开,避免了电涌保护器老化后正常情况下对地发生短路。有时高能量的冲击电流或者线路工频故障时,可能会使电涌保护器发生短路事故,此时电涌保护器内部的热脱扣器装置来不及熔断,可能会使配电系统发生火灾等事故。在电涌保护器前面安装后备保护装置后,在电涌保护器失效后,后备保护装置断开,线路得到保护。


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