電源防雷器的性能
來源：未知 發(fā)布時(shí)間：2019-08-02 09:13 點(diǎn)擊：
次
電源防雷器的主要作用，是在雷電波的沖擊到來時(shí)瞬間足夠快地將其導(dǎo)入接地體，并且使防雷器之后線路或設(shè)備上的殘壓降低到被保護(hù)設(shè)備能夠承受的安全水平內(nèi)。
電源防雷器的性能決定了其作用，通流量、鉗位電壓、響應(yīng)時(shí)間是電源防雷器的三項(xiàng)主要性能指標(biāo)。防雷器的主要工作原理，是通過將瞬間雷電波鉗位于安全電壓來達(dá)到保護(hù)電氣設(shè)備免遭雷擊，這里面涉及一個(gè)雷電能量大小的問題，國際標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試指標(biāo)一般是10礎(chǔ)、8/20Us的雷電沖擊波。而在實(shí)際應(yīng)用中，雷電流的沖擊可達(dá)幾十至上百千安，這時(shí)要從兩方面來衡量防雷器的性能。
一方面防雷器的最大耐沖擊電流能否滿足要求，如果防雷器的最大耐沖擊電流小于實(shí)際進(jìn)入線路的雷電的沖擊電流，則防雷器本身將會(huì)被損壞。
另一方面國際上較先進(jìn)的防雷器鉗位電壓的能力與雷電波的轉(zhuǎn)換比是1:3，雖然在標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試電流10kA、8/20μs的沖擊下，防雷器的殘壓可能滿足安全要求，但是實(shí)際雷電波往往大于這個(gè)測(cè)試指標(biāo)，比如在雷電流達(dá)到20kA、50KA礎(chǔ)的情況下，防雷器的殘壓就可能會(huì)大于設(shè)備的安全保護(hù)電壓。為此分級(jí)保護(hù)無疑是一個(gè)最好的解決方案，當(dāng)雷電波是50KA"8/20μs時(shí)，可以肯定所有的同類防雷器(假設(shè)防雷器的最大耐沖擊電流大于50礎(chǔ))殘壓會(huì)在1500V以上(通信設(shè)備輸入電壓模塊一般承受瞬間沖擊電壓可達(dá)1000V)，就會(huì)導(dǎo)致受保護(hù)設(shè)備的損壞。這時(shí)就應(yīng)再加裝第二級(jí)防雷器將第一級(jí)的殘壓再次鉗位至安全電壓范圍內(nèi)。
據(jù)統(tǒng)計(jì)電子設(shè)備所受雷害的80%是由雷電波侵入電源部分引起的，因此電源防雷器選型相當(dāng)重要。目前，國內(nèi)市場(chǎng)上380V低壓電源防雷器(包括進(jìn)口和國產(chǎn)的)有幾十種，防雷器的標(biāo)準(zhǔn)在ANSI/IEEE、UL、IEC、CCI叮、FCC、CSA、DIN、NEC等國際標(biāo)準(zhǔn)中分別都有相應(yīng)的規(guī)定。國內(nèi)權(quán)威的低壓防雷器測(cè)試機(jī)構(gòu)分別是:原郵電部電信總局通信防護(hù)技術(shù)維護(hù)支援中心;原郵電部通信產(chǎn)品防護(hù)性能監(jiān)督檢驗(yàn)測(cè)試中怔中國鐵路通信信號(hào)總公司沈陽雷電防護(hù)試驗(yàn)站;電子工業(yè)安全與電磁兼容檢測(cè)中心;電力部電力科學(xué)院等。這些測(cè)試機(jī)構(gòu)尤其是郵電部測(cè)試機(jī)構(gòu)提供的檢測(cè)報(bào)吉可為電源防雷器主要性能指標(biāo)提供可靠的、值得信賴的依據(jù)。
只要電源系統(tǒng)嚴(yán)格規(guī)范實(shí)施，加上性能優(yōu)越的電源防雷器，可以將來自電源的瞬態(tài)過壓(雷電、電網(wǎng)設(shè)備切換等形成的，對(duì)低壓系統(tǒng)造成的危害降低到接近于零。
2.電源避雷器的分類與結(jié)構(gòu)
隨著防雷行業(yè)的不斷發(fā)展，各種品牌的避雷器也不斷地涌現(xiàn)出來�，F(xiàn)在市場(chǎng)上常見的避雷器品牌有40多個(gè)，加上進(jìn)口的品牌總共有80多個(gè)，但是無論有多少個(gè)品牌，避雷器的原理也是不會(huì)改變的，現(xiàn)在的常見避雷器按結(jié)構(gòu)分類可以分為空氣間隙、氧化鋅、碳化硅、放電管和氧化鋅組合這4種類別。
(1)空氣間隙避雷器
空氣間隙避雷器的主要特點(diǎn)是:通流量大，這種避雷產(chǎn)品主要被應(yīng)用在LPZOB區(qū)，或者是以變形衍生產(chǎn)品的形式被電力系統(tǒng)應(yīng)用在架空線的防雷保護(hù)士。按照空氣間隙避雷器產(chǎn)品的應(yīng)用不同，又分為空氣放電管和惰性氣體(如氫氣)放電管，后者主要應(yīng)用于信號(hào)傳輸方面的過電壓保護(hù)，其通流量一般在10一20kA。圖7-1中，(a)圖結(jié)構(gòu)的產(chǎn)品適用于TT系統(tǒng)，該系列產(chǎn)品通流量為50KA，適合在最大通流量為1OOkA內(nèi)的防雷系統(tǒng)中使用，但是由于結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，安裝時(shí)應(yīng)注意安裝背板有足夠的火花噴泄空間以免造成火災(zāi)，所以在一般建筑物的配電箱里不是非常適合使用該種產(chǎn)品，但是在大型配電室且安裝環(huán)境允許時(shí)該種產(chǎn)品還是比較合適作為B級(jí)防雷保護(hù)的產(chǎn)品;(b)圖的產(chǎn)品適用于各種電網(wǎng)結(jié)構(gòu)，由于也是開放式設(shè)計(jì)，所以在安裝的時(shí)候也要注意其配電環(huán)境的防火要求;(c)圖產(chǎn)品主要應(yīng)用于TT電網(wǎng)的電源防雷，這種結(jié)構(gòu)的主要特點(diǎn)是電橋結(jié)構(gòu)，會(huì)存在電弧的爬弧現(xiàn)象，而不是大電流的火花噴泄，所以更應(yīng)該注意安裝時(shí)的安全距離問題;(d)圖產(chǎn)品是密閉式氣體放電管，根據(jù)放電電極的間距不同可以承受的電流也和前3種結(jié)構(gòu)的產(chǎn)品相當(dāng)，這種結(jié)構(gòu)的產(chǎn)品最大的優(yōu)點(diǎn)是在安裝時(shí)不需要考慮安全防火距離，所以適合在一般建筑物和安全等級(jí)較高的配電環(huán)境下使用。
從產(chǎn)品的材料上分析，空氣間隙放電器的主要元件是放電電極的材料，目前空氣間隙放電器主要還是依賴進(jìn)口產(chǎn)品，國內(nèi)制作的類似產(chǎn)品主要存在的間感是放電電極在經(jīng)過大電流沖擊后，不能夠保證放電間距保持不變和不產(chǎn)生金屬蒸氣在放電腔內(nèi)造成金屬鍍層，影響避雷器的通流。
(2)氧化鋅避雷器
氧化鋅避雷器是自20世紀(jì)80年代日本發(fā)明以來應(yīng)用率最高的防雷過電壓器件。目前單摹片氧化鋅避雷器和雙基片氧化鋅避雷器主要使用在LPZOB，但是多基片氧化鋅避雷器也被用在LPZOB區(qū)。氧化鋅避雷器的最大特點(diǎn)就是響應(yīng)時(shí)間快(可在ns級(jí))，目前單基片氧化鋅避雷器的最大通流量不會(huì)超過80KA(8/20μs)，從這一方面考慮多基片氧化鋅避雷器就彌補(bǔ)了這個(gè)缺點(diǎn)。但是要達(dá)到較大的通流量就必須使用多個(gè)基片并聯(lián)使用，這樣獻(xiàn)出現(xiàn)了一個(gè)能量分配的問題，如果在一個(gè)氧化鋅避雷器里使用3個(gè)或3個(gè)以上的基片，那么其每個(gè)基片的啟動(dòng)電壓和內(nèi)阻要做到非常近似。因?yàn)樵诟唠妷�、大電流狀態(tài)下即便是1Ω的電阻差別也會(huì)使氧化鋅基片造成能量分配的不均衡，那么就會(huì)有某一片損壞而其他沒有損壞或者很少損壞，但是，即使這樣有一片損壞也會(huì)對(duì)整個(gè)電源避雷器造成影響或者使某相對(duì)地短路，造成供電事故。氧化鋅避雷器的應(yīng)用范圍最為廣泛，單/雙片氧化鋅避雷器適合用在任何配電系統(tǒng)的C級(jí)和D級(jí)以后的多級(jí)防雷過電壓保護(hù)中，多基片氧化鋅避雷器在一定情況下也適合使用在電源B級(jí)的防雷保護(hù)士。由于氧化鋅避雷器電容比較大，所以會(huì)影響其在高頻、超高頻領(lǐng)域中的應(yīng)用。
(3)碳化硅避雷器
碳化硅避雷器主要應(yīng)用于變電所的高壓電氣設(shè)備防雷，特點(diǎn)是通流量大，但是反應(yīng)時(shí)間比較長(zhǎng)，目前也是電力系統(tǒng)最為常見的高壓防雷產(chǎn)品。
(4)組合型避雷器
組合型避雷產(chǎn)品的問世，從根本上解決了由于氣體放電管(間隙)避雷器的殘壓高、反應(yīng)時(shí)間慢和氧化鋅避雷器的通流量小的缺點(diǎn)。這種結(jié)構(gòu)的避雷器一般采用圖7-2所示的結(jié)構(gòu)形式。這樣就便單片氧化鋅避雷器的通流量大大增加，并且使殘壓降到了一個(gè)較低的水平。根據(jù)組合方式的不同，該種結(jié)構(gòu)的避雷器可應(yīng)用于NPE配電結(jié)構(gòu)和其他配電結(jié)構(gòu)的B/C級(jí)防雷保護(hù)中。 tag標(biāo)簽:
電源(29)防雷器(2)
