電涌產(chǎn)生方式
1、雷電電涌過電壓
以雷擊引起的電涌危害最大,在雷擊放電時,以雷擊為中心1.5~2KM范圍內(nèi),都可能產(chǎn)生危險的過電壓。雷擊引起(外部)電涌的特點(diǎn)是單相脈沖型,能量巨大。外部電涌的電壓在幾微秒內(nèi)可從幾百伏快速升高至20000V,可以傳輸相當(dāng)長的距離。按ANSI/IEEEC62.41-1991說明,瞬間電涌可高達(dá)20000V,瞬間電流可達(dá)10000A。根據(jù)統(tǒng)計(jì),系統(tǒng)外的電涌主要來自于雷電和其它系統(tǒng)的沖擊,大約占20%。
雷擊引起的電涌可分為:
(1)感應(yīng)雷擊電涌過電壓:雷擊閃電產(chǎn)生的高速變化的電磁場 ,閃電輻射的電場作用于導(dǎo)體,感應(yīng)很高的過電壓,這類過電壓具有很陡的前沿并快速衰減。
(2)直接雷擊電涌過電壓:直接落雷在電網(wǎng)上,由于瞬間能量巨大,破壞力極強(qiáng),目前還沒有一種設(shè)備能對直接落雷進(jìn)行保護(hù)。
(3)雷擊傳導(dǎo)電涌過電壓:由遠(yuǎn)處的架空線傳導(dǎo)而來,由于接于電力網(wǎng)的設(shè)備對過電壓有不同的抑制能力,因此傳導(dǎo)過電壓能量隨線路的延長而減弱。
(4)振蕩電涌過電壓:動力線等效一個電感,并于大地及臨近金屬物體間存在分布電容,構(gòu)成并聯(lián)諧振回路,在TT、TN供電系統(tǒng),當(dāng)出現(xiàn)單相接地故障的瞬間,由于高頻率的成分出現(xiàn)諧振,在線路上產(chǎn)生很高過電壓,主要損壞二次儀表。
2、操作電涌過電壓
在電力系統(tǒng)內(nèi)部,由于斷路器的操作、負(fù)荷的投入和切除或系統(tǒng)故障等 系統(tǒng)內(nèi)部的狀態(tài)變化,而使系統(tǒng)參數(shù)發(fā)生變化,從而引起的電力內(nèi)部電磁能量轉(zhuǎn)換或傳輸過渡過程,將在系統(tǒng)內(nèi)部出現(xiàn)過電壓。系統(tǒng)內(nèi)的電涌主要來自于系統(tǒng)內(nèi)部用電負(fù)荷的沖擊,大約占80%。在電力系統(tǒng)引起的內(nèi)部過電壓的原因大致可分為:
(1)電力大負(fù)荷的投入和切除;
(2)感性負(fù)荷的投入和切除;
(3)功率因素補(bǔ)償電容器的投入和切除
(4)短路故障
內(nèi)部產(chǎn)生的電涌特點(diǎn)主要是震蕩型,在供電系統(tǒng)中的變壓器、感性負(fù)載和電容器之間震蕩且高次諧波成分含量高。IEEE中指出,內(nèi)部電涌的電壓值在幾微秒至幾納秒從幾百伏升高至6000V。在繁忙的工廠或城市商業(yè)用電環(huán)境中,每小時的瞬間電涌可達(dá)到180000~432000次。
載流和重燃電涌過電壓:由接通和分?jǐn)嗫刂圃O(shè)備時產(chǎn)生,特別是電動機(jī)或變壓器負(fù)載,在起動階段或故障時分?jǐn)?,出現(xiàn)載流和重燃過電壓,常使電動機(jī)繞組或變壓器擊穿損壞(如國內(nèi)一鋼鐵企業(yè)發(fā)電廠,在一個月內(nèi)因接通和分?jǐn)噙^電壓造成兩臺3000KW電動機(jī)相間南穿穿短路損壞)。
3、靜電放電
干燥的絕緣體(如毛制品),在干燥的環(huán)境通過摩控產(chǎn)生靜電,能量較小,主要損壞集成電路。
電涌原理與現(xiàn)象
造成電涌(瞬變脈沖)的原因包括閃電、接地不良、感性負(fù)載切換、市電故障排除以及靜電放電(ESD),其結(jié)果可能會造成數(shù)據(jù)丟失(或損壞)甚至設(shè)備的損毀。而其中以閃電破壞性最強(qiáng)。閃電擊中以及觸點(diǎn)開關(guān)產(chǎn)生的瞬間放電或電弧放電引起的電涌,從現(xiàn)象上看有:
飛弧:在被損的部件上留下明顯的電弧痕跡;
電暈:在絕緣體表面上,有明顯的電蝕痕跡,被蝕部位絕緣下降;
控制電路的IC等元件損壞;一般電子設(shè)備、家用電器的整流元件、穩(wěn)壓元件損壞;
接地故障成設(shè)備帶電(單相接地):造成設(shè)備相間短路(電機(jī)相間短路)。
電涌的危害主要分成兩種:災(zāi)難性的危害和積累性的危害。
災(zāi)難性危害:一個電涌電壓超過設(shè)備的承受能力,則這個設(shè)備完全被破壞或壽命大大降低。如下圖所示:
電機(jī)通常的絕緣電壓為正常工作電壓的2倍加1000V左右,故220V電機(jī)的絕緣電壓一般為1500V。電涌不斷地沖擊電機(jī)的絕緣層,導(dǎo)致絕緣層被擊穿。
積累性危害:多個小電涌累積效應(yīng)造成半導(dǎo)體器件性能的衰退、設(shè)備發(fā)故障和壽命的縮短,最后導(dǎo)致停產(chǎn)或是生產(chǎn)力的下降。
上圖是一個實(shí)際的例子,這是從美國空軍計(jì)算機(jī) 上取下的芯片,圓圈處的凹陷造成IC芯片的永久損壞導(dǎo)致停機(jī)和器件更換,上下部的裂痕造成停機(jī)、出錯和復(fù)位。需要指出的是,該芯片在安裝了昂貴的UPS系統(tǒng)中工作。
電涌普遍的存在于配電系統(tǒng)中,也就是說電涌無處不在。
電涌在配電系統(tǒng)主要表現(xiàn)有:
電壓波動;
在正常工作情況下,機(jī)器設(shè)備會自動停止或啟動;
用電設(shè)備中有空調(diào)、壓縮機(jī)、電梯、泵或電機(jī),電腦控制系統(tǒng)經(jīng)常出現(xiàn)無理由復(fù)位;
電機(jī)經(jīng)常要更換或重繞;
電氣設(shè)備由于故障、復(fù)位或電壓問題而縮短使用壽命。
電涌對敏感電子電器設(shè)備的影響有以下類型:
破壞
電壓擊穿半導(dǎo)體器件;
破壞元器件金屬化表層;
破壞印刷電路板印刷線路或接觸點(diǎn);
破壞三端雙可控硅元件/晶閘管。
干擾
鎖死、晶閘管或三端雙向可控硅元件失控;
數(shù)據(jù)文件部分破壞;
數(shù)據(jù)處理程序出錯;
接收、傳輸數(shù)據(jù)的錯誤和失敗;
原因不明的故障。
過早老化
零部件提前老化、電器壽命大大縮短;
輸出音質(zhì)、畫面質(zhì)量下降。
根據(jù)IEEE(電氣與電子工程師協(xié)會)國際標(biāo)準(zhǔn),電涌峰值電壓所造成的危害程度,可按如下三種進(jìn)行分級:
1、電涌電壓的峰值達(dá)到20KV數(shù)量級以上時:
(1)會對用戶的設(shè)備立即造成災(zāi)害,導(dǎo)致不可恢復(fù)的直接經(jīng)濟(jì)損失;
(2)整個系統(tǒng)停頓,如信號通訊中止、廣播電視停播等間接經(jīng)濟(jì)損失;
2、電涌電壓處于1.2KV~2.1KV數(shù)量級時:
(1)造成設(shè)備中的某些部件被損壞或致使其性能提前老化;
(2)電子設(shè)備的線路及元件燒毀;
3、電涌電壓達(dá)到700~800V數(shù)量級的電涌過多過頻出現(xiàn)時:
(1)傳輸或存儲的訊號或數(shù)量錯亂或丟失;
(2)服務(wù)器或電腦死機(jī);
電路燒毀、數(shù)據(jù)錯失、卡機(jī)重啟、性能衰退…電涌的危害遠(yuǎn)不止于此。隨著城市化、生活水平的提高,人們生活中接入電涌的電器越來越多、開關(guān)越來越頻發(fā)、用電環(huán)境越來越復(fù)雜,導(dǎo)致第三級電涌發(fā)生的概率迅速上升,即使是很小的電涌或峰值電壓也可以最終摧毀或影響昂貴的電子設(shè)備的性能,如電腦、電話、傳真、電視、音頻/視頻設(shè)備和其它家用電器和工具。電腦芯片的普遍使用越發(fā)需要電涌保護(hù),因?yàn)檫@些芯片往往對電壓波動都十分敏感。
有很多原因會造成屏幕抖動等顯示故障,其中一種情況便是電流、電壓瞬變導(dǎo)致電源過濾電容損壞,打開機(jī)箱,如果看到電源電涌(電路板上個頭最大的那個電容)頂部鼓起,那便說明電容壞了。
屏幕抖動是由電源故障引起的,更換電容之后,即可解決問題。此外,如音箱只要通電就有噪音,及時把音箱和電腦的接頭拔下來也沒用,原因之一是電流、電壓瞬變導(dǎo)致電源過濾電容損壞…
現(xiàn)在智能數(shù)碼設(shè)備越來越多,大多采用鋰電池,根據(jù)中國鋰電池行業(yè)研究分析發(fā)現(xiàn),鋰電池在充放電過程中的過充電、過放電、電流過大、電流電壓瞬變、溫度過高等現(xiàn)象會加劇電池間特性的差異,引起鋰電池內(nèi)部化學(xué)元素、電壓等性能的不平衡。最終導(dǎo)致電池壽命急劇衰退和損壞。
你是說插拔瞬間電流過大么?一個有電容的電路,如果突然關(guān)閉電源在與電容構(gòu)成回路的線路上可以產(chǎn)生非常大的電流,因?yàn)殡娙萆系碾妷翰粫蛔?,你可以把這時的電容看成一個電壓源,如果回路中電阻比較小就會產(chǎn)生大電流...
內(nèi)部有非線性電器元件,功能就是當(dāng)電壓過高時,阻抗迅速減小,是雷擊等產(chǎn)生的過電壓變成電流釋放掉。
電涌保護(hù)器,防雷器,避雷器,浪涌保護(hù)器,避雷針,視頻防雷器,信號防雷器,三合一防雷器,二合一防雷器,SPD,斷路器,繼電器,交流接觸器
電涌分級保護(hù)
電涌保護(hù)要分級實(shí)施,最終達(dá)到對配電系統(tǒng)和電子設(shè)備完善保護(hù)的目的。分級實(shí)施電涌防護(hù)的第一步是對電涌環(huán)境進(jìn)行分類。
電涌環(huán)境的分類是依據(jù)電涌的強(qiáng)度和頻度。國際上一般將電涌環(huán)境分為3類(如圖所示):
(1)C類:指戶外以及進(jìn)線的總開關(guān)處,這些部位容易出現(xiàn)較強(qiáng)的雷電電涌,具體位置包括:電表與配電盤之間的連線,建筑物之間的架空線,連接到井下的地下電纜;
(2)B類:指與C類環(huán)境之間連線較短的位置,以及大型建筑物中的照明系統(tǒng),這些位置的電涌既可以由雷電產(chǎn)生,也可以由內(nèi)部電氣開關(guān)產(chǎn)生,由雷電產(chǎn)生的電涌經(jīng)過配電線衰減,已經(jīng)比C類環(huán)境中的電涌衰減了一些;
(3)A類:指房間內(nèi)的電源插座和較長配電線的終端;較長的含義是離開B級規(guī)定的位置10米以上的電源插座,或者離開C級規(guī)定的位置20米以上的電源插座,這些位置的電涌主要是內(nèi)部電氣開關(guān)產(chǎn)生的電涌電壓。
按照電氣電子工程師協(xié)會(IEEE)的推薦,浪涌保護(hù)應(yīng)該分級實(shí)施,分級的方法與浪涌環(huán)境分類相對應(yīng):
第一級:在入戶配電柜處,消除戶外雷電產(chǎn)生的浪涌,防止巨大的浪涌能量進(jìn)入戶內(nèi);
第二級:在配電系統(tǒng)的配電盤處,其作用有兩個,一個是進(jìn)一步消弱第一級殘留的浪涌能量,另一個是消除內(nèi)部電氣開關(guān)產(chǎn)生的浪涌;
第三級:安裝在敏感電子設(shè)備的電源入線處,為電子設(shè)備提供完善的保護(hù)。
分級防護(hù)的目的有兩個,一個是逐級衰減雷電浪涌,另一個是消除內(nèi)部負(fù)荷接通和斷開時產(chǎn)生的浪涌。
第一級防護(hù)主要針對雷電在電源線上感應(yīng)的浪涌電壓,將雷電浪涌進(jìn)行適度的衰減。這級防護(hù)要采用承受電流能量強(qiáng)的浪涌保護(hù)器。國外一些廠商推薦使用承受電流能力在200kA以上的產(chǎn)品。實(shí)際上,根據(jù)大量統(tǒng)計(jì),大部分浪涌電流的幅度在10kA左右,之所以保留這樣大的富余量,主要是考慮到延長保護(hù)器的壽命。浪涌保護(hù)器的壽命是有限的,每承受一次浪涌沖擊后,導(dǎo)通電壓就會降低一些,當(dāng)降低到電源電壓時,浪涌保護(hù)器就宣告壽命結(jié)束。浪涌保護(hù)器每次電壓降低的幅度與其額定電流容量有關(guān)。額定電流越大,浪涌保護(hù)器的壽命越長。歐美的一些廠商承敢于諾保修20年,就是基于這樣大的富余量。第一級浪涌保護(hù)器的特點(diǎn)是容量大,不需要正弦波跟蹤功能。
第二級防護(hù)的主要功能是進(jìn)一步衰減殘留的雷電浪涌,并衰減內(nèi)部電氣負(fù)荷產(chǎn)生的浪涌電壓。這一級防護(hù)可以采用承受電流較小的浪涌保護(hù)器。根據(jù)后面是否有第三級保護(hù),決定是否采用具有正弦波跟蹤功能的保護(hù)器。如果有第三級防護(hù),就不需要正弦波跟蹤功能;如果沒有
第三級防護(hù),并且負(fù)荷是電子設(shè)備,就需要具有正弦波跟蹤功能。
第三級防護(hù)的主要功能為用電設(shè)備提供沒有浪涌的電壓,要具有正弦波跟蹤功能。遇到以下場合時,第三級防護(hù)是必要的:
(1)有基于微處理器的電子設(shè)備;
(2)貴重的電子設(shè)備或者維修周期很長的電子設(shè)備:
(3)雷電多發(fā)的地區(qū);
(4)大功率電氣負(fù)荷較多的地區(qū);
(5)工廠、礦山中的自動化控制設(shè)備;
(6)自動化辦公設(shè)備,電腦、復(fù)印機(jī)等;
(7)關(guān)鍵醫(yī)療設(shè)備,特別是生命監(jiān)護(hù)設(shè)備。
電涌保護(hù)器(Surge protection Device)是電子設(shè)備電涌防護(hù)中不可缺少的一種裝置,過去常稱為"避雷器"或"過電壓保護(hù)器"英文簡寫為SPD.電涌保護(hù)器的作用是把竄入電力線、信號傳輸線的瞬時過電壓限制在設(shè)備或系統(tǒng)所能承受的電壓范圍內(nèi),或?qū)?qiáng)大的電流泄流入地,保護(hù)被保護(hù)的設(shè)備或系統(tǒng)不受沖擊而損壞。
電涌保護(hù)器如何工作?
電涌保護(hù)器像電力海綿一樣,能夠吸收危險的額外電壓,防止大多數(shù)這樣的電壓進(jìn)入您的敏感設(shè)備。
具有電話線保護(hù)功能的防涌插座可給您的用電設(shè)備提供最完備的保護(hù),以防受到有害電涌侵害。電涌和尖峰電壓會通過電話和電源線破壞或降低您貴重電子設(shè)備的性能水平。完善的電涌保護(hù)功能可隨時保護(hù)諸如計(jì)算機(jī)、電話機(jī)、調(diào)制解調(diào)器、電視機(jī)及其它家庭電子設(shè)備和電器用具。防浪涌插座,可以使您的用電設(shè)備及電話設(shè)備防雷擊、穩(wěn)定工作、延長電器使用壽命。 特點(diǎn):
保護(hù)電話/DSL/寬帶線路
保護(hù)高達(dá)45,000安的最大尖峰電流
提供高達(dá)1780焦耳能級的最大保護(hù)
過濾電磁/無線電頻率干擾(EMI/RFI)
在1納秒內(nèi)響應(yīng)以保護(hù)設(shè)備
電涌保護(hù)器(SPD)的分類
電涌保護(hù)器的類型和結(jié)構(gòu)按不同的用途有所不同,但它至少應(yīng)包含一個非線性電壓限制元件。用于電涌保護(hù)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、按工作原理分:
(一)開關(guān)型:其工作原理是當(dāng)沒有瞬時過電壓時呈現(xiàn)為高阻抗,但一旦響應(yīng)雷電瞬時過電壓時,其阻抗就突變?yōu)榈椭?,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。
(二)限壓型:其工作原理是當(dāng)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(qiáng)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。
(三)分流型或扼流型
分流型:與被保護(hù)的設(shè)備并聯(lián),對雷電脈沖呈現(xiàn)為低阻抗,而對正常工作頻率呈現(xiàn)為高阻抗。
扼流型:與被保護(hù)的設(shè)備串聯(lián),對雷電脈沖呈現(xiàn)為高阻抗,而對正常的工作頻率呈現(xiàn)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。
按用途分:(1)電源保護(hù)器:交流電源保護(hù)器、直流電源保護(hù)器、開關(guān)電源保護(hù)器等。
(四))信號保護(hù)器:低頻信號保護(hù)器、高頻信號保護(hù)器、天饋保護(hù)器等。
二、SPD的基本元器件及其工作原理
(一)放電間隙(又稱保護(hù)間隙):
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(hù)設(shè)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(dāng)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(hù)設(shè)備上的電壓升高。這種放電間隙的兩金屬棒之間的距離可按需要調(diào)整,結(jié)構(gòu)較簡單,其缺點(diǎn)時滅弧性能差。改進(jìn)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。
(二)氣體放電管:
它是由相互離開的一對冷陰板封裝在充有一定的惰性氣體(Ar)的玻璃管或陶瓷管內(nèi)組成的。為了提高放電管的觸發(fā)概率,在放電管內(nèi)還有助觸發(fā)劑。這種充氣放電管有二極型的,也有三極型的,
氣體放電管的技術(shù)參數(shù)主要有:直流放電電壓Udc;沖擊放電電壓Up(一般情況下Up≈(2~3)Udc;工頻而授電流In;沖擊而授電流Ip;絕緣電阻R(>109Ω);極間電容(1-5PF)
氣體放電管可在直流和交流條件下使用,其所選用的直流放電電壓Udc分別如下:在直流條件下使用:Udc≥1.8U0(U0為線路正常工作的直流電壓)
在交流條件下使用:U dc≥1.44Un(Un為線路正常工作的交流電壓有效值)
(三)壓敏電阻:
它是以ZnO為主要成分的金屬氧化物半導(dǎo)體非線性電阻,當(dāng)作用在其兩端的電壓達(dá)到一定數(shù)值后,電阻對電壓十分敏感。它的工作原理相當(dāng)于多個半導(dǎo)體P-N的串并聯(lián)。壓敏電阻的特點(diǎn)是非線性特性好(I=CUα中的非線性系數(shù)α),通流容量大(~2KA/cm2),常態(tài)泄漏電流小(10-7~10-6A),殘壓低(取決于壓敏電阻的工作電壓和通流容量),對瞬時過電壓響應(yīng)時間快(~10-8s),無續(xù)流。
壓敏電阻的技術(shù)參數(shù)主要有:壓敏電壓(即開關(guān)電壓)UN,參考電壓Ulma;殘壓Ures;殘壓比K(K=Ures/UN);最大通流容量Imax;泄漏電流;響應(yīng)時間。
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)
最小參考電壓:Ulma≥(1.8~2)Uac (直流條件下使用)
Ulma≥(2.2~2.5)Uac(在交流條件下使用,Uac為交流工作電壓)
壓敏電阻的最大參考電壓應(yīng)由被保護(hù)電子設(shè)備的耐受電壓來確定,應(yīng)使壓敏電阻的殘壓低于被保護(hù)電子設(shè)備的而損電壓水平,即(Ulma)max≤Ub/K,上式中K為殘壓比,Ub為被保護(hù)設(shè)備的而損電壓。
(四)抑制二極管:
抑制二極管具有箝位限壓功能,它是工作在反向擊穿區(qū),由于它具有箝位電壓低和動作響應(yīng)快的優(yōu)點(diǎn),特別適合用作多級保護(hù)電路中的最末幾級保護(hù)元件。抑制二極管在擊穿區(qū)內(nèi)的伏安特性可用下式表示:I=CUα,上式中α為非線性系數(shù),對于齊納二極管α=7~9,在雪崩二極管α=5~7.
抑制二極管的技術(shù)參數(shù)主要有
1、額定擊穿電壓,它是指在指定反向擊穿電流(常為lma)下的擊穿電壓,這于齊納二極管額定擊穿電壓一般在2.9V~4.7V范圍內(nèi),而雪崩二極管的額定擊穿電壓常在5.6V~200V范圍內(nèi)。
2、最大箝位電壓:它是指管子在通過規(guī)定波形的大電流時,其兩端出現(xiàn)的最高電壓。
3、脈沖功率:它是指在規(guī)定的電流波形(如10/1000μs)下,管子兩端的最大箝位電壓與管子中電流等值之積。
4、反向變位電壓:它是指管子在反向泄漏區(qū),其兩端所能施加的最大電壓,在此電壓下管子不應(yīng)擊穿。此反向變位電壓應(yīng)明顯高于被保護(hù)電子系統(tǒng)的最高運(yùn)行電壓峰值,也即不能在系統(tǒng)正常運(yùn)行時處于弱導(dǎo)通狀態(tài)。
5、最大泄漏電流:它是指在反向變位電壓作用下,管子中流過的最大反向電流。
6、響應(yīng)時間:10-11s
(五)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(shù)相同的線圈對稱地繞制在同一個鐵氧體環(huán)形磁芯上,形成一個四端器件,要對于共模信號呈現(xiàn)出大電感具有抑制作用,而對于差模信號呈現(xiàn)出很小的漏電感幾乎不起作用。扼流線圈使用在平衡線路中能有效地抑制共模干擾信號(如雷電干擾),而對線路正常傳輸?shù)牟钅P盘枱o影響。
這種扼流線圈在制作時應(yīng)滿足以下要求:
1、繞制在線圈磁芯上的導(dǎo)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(fā)生擊穿短路。
2、當(dāng)線圈流過瞬時大電流時,磁芯不要出現(xiàn)飽和。
3、線圈中的磁芯應(yīng)與線圈絕緣,以防止在瞬時過電壓作用下兩者之間發(fā)生擊穿。
4、線圈應(yīng)盡可能繞制單層,這樣做可減小線圈的寄生電容,增強(qiáng)線圈對瞬時過電壓的而授能力。
(六)1/4波長短路器
1/4波長短路器是根據(jù)雷電波的頻譜分析和天饋線的駐波理論所制作的微波信號電涌保護(hù)器,這種保護(hù)器中的金屬短路棒長度是根據(jù)工作信號頻率(如900MHZ或1800MHZ)的1/4波長的大小來確定的。此并聯(lián)的短路棒長度對于該工作信號頻率來說,其阻抗無窮大,相當(dāng)于開路,不影響該信號的傳輸,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(dāng)于短路,雷電能量級被泄放入地。
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(dá)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(diǎn)是不能對天饋設(shè)施加直流偏置,使某些應(yīng)用受到限制。
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隨著變電站綜合自動化改造的實(shí)施,變電站弱電系統(tǒng)的防雷保護(hù)日顯重要。從分析雷電入侵變電所弱電系統(tǒng)的兩種途徑入手,對可能出現(xiàn)的雷電過電壓進(jìn)行仿真計(jì)算,對電涌保護(hù)器配置提出了一些意見,為變電所弱電系統(tǒng)防雷設(shè)計(jì)提供參考。
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電涌保護(hù)器 電涌保護(hù)器 surge protective device (SPD) 指目的在于限制瞬態(tài)過電壓和分走電涌電流 的器件。它至少含有一個非線性元件, 過去常稱為“避雷器”或“過電壓保護(hù)器”。 電涌(又稱浪涌)和峰值電壓 電涌和峰值電壓(脈沖)是指“常規(guī)”電壓的增加,通常由劇烈變動 或電力需求的增加而引起。打開大功率電器、吸塵器、空調(diào)、洗衣機(jī)都可 以引發(fā)電涌和峰值電壓。任何一種類型的干擾都能夠損壞電子設(shè)備。超出 實(shí)際維修范圍。另外,惡劣天氣(閃電)和電力公司的日常拉關(guān)閘及維修 工作都會給電源線帶來破壞性的電涌。 電涌保護(hù)器作用 保護(hù)電話 /DSL/ 寬帶線路 保護(hù)高達(dá) 45,000 安的最大尖峰電流 提供高達(dá) 1780 焦耳能級的最大保護(hù) 過濾電磁 /無線電頻率干擾( EMI/RFI) 在 1納秒內(nèi)響應(yīng)以保護(hù)設(shè)備 即使是很小的電涌或峰值電壓也可以最終摧毀或影響昂貴的電子設(shè)備 的性能
抗電涌插座電涌的來源和危害
電涌又叫浪涌,是指電壓在短時間內(nèi)大幅度超過正常電壓的現(xiàn)象。
電涌可以立即或慢慢損壞用電設(shè)備,特別是對精密電器的殺傷力極大,更甚時可能燒爆家用電器、導(dǎo)致火災(zāi),所以電涌危害也是不可忽視。電涌危害的來源有兩類:外部電涌和內(nèi)部電涌。外部電涌最主要來源于雷電,另一個來源是電網(wǎng)中開關(guān)操作等在電力線路上產(chǎn)生的過電壓。而內(nèi)部電涌主要是來源于大功率電氣設(shè)備,例如電梯、空調(diào)和冰箱。這些大功率設(shè)備在啟動和關(guān)閉壓縮機(jī)和電動機(jī)等部件時需要大量的電能。這種切換操作會產(chǎn)生突然且短暫的電力需求,從而擾亂電壓的穩(wěn)定。雖然這些電涌危害遠(yuǎn)不及雷電,但是它們的強(qiáng)度也可以立即或慢慢損壞設(shè)備元件,這種損壞在很多建筑物的電力系統(tǒng)中都經(jīng)常發(fā)生。
而電涌危害主要分成兩種:災(zāi)難性危害和積累性危害。 災(zāi)難性的電涌危害是指一個電涌電壓超過設(shè)備的承受能力,則這個設(shè)備完全被破壞或壽命大大降。積累性電涌危害是指多個小電涌累積效應(yīng)造成半導(dǎo)體器件性能的衰退、設(shè)備發(fā)故障和壽命的縮短,最后導(dǎo)致停產(chǎn)或是生產(chǎn)力的下降。這種積累性的電涌危害常常存在于計(jì)算機(jī)、電腦、電視、音響、手機(jī)、數(shù)碼相機(jī)等等這些精密電器。
電涌危害主要有以下七種:
1、數(shù)據(jù)錯失
2、電路損毀,現(xiàn)象有:
l飛?。涸诒粨p的部件上留下明顯的電弧痕跡;
l電暈:在絕緣體表面上,有明顯的電蝕痕跡,被蝕部位絕緣下降;
l控制電路的IC等元件損壞;
l一般電子設(shè)備、家用電器的整流元件、穩(wěn)壓元件損壞;
l接地故障成設(shè)備帶電(單相接地):造成設(shè)備相間短路(電機(jī)相間短路)
3、性能衰退
4、電池短命
5、卡機(jī)重啟
6、屏幕閃抖
7、聲音噪雜
抗電涌插座通過內(nèi)置電涌保護(hù)裝置,可以吸收電涌,有效對抗電涌對智能電器造成的7大傷害。
電涌發(fā)生的頻次高而且不定時,所以需要對智能電器采取持續(xù)防護(hù),抗電涌插座能夠不間斷地有效阻斷高、中、低不同強(qiáng)度的尖峰電壓。
對于瞬間爆發(fā)超高電流,絲毫流入智能電器的嬌貴電路,其后果都是致命的。抗電涌插座能在納秒級瞬間有效切斷超高電流,為智能電器提供更嚴(yán)密的保護(hù)。
OVR 包括三種電涌保護(hù)器, 并用作供電網(wǎng)絡(luò)保護(hù) :
Type 1 電涌保護(hù)器
為了泄放到地, 主要的能量由電流電涌經(jīng)供電線路或經(jīng)外置雷擊保護(hù)系統(tǒng)進(jìn)入, 輸配電站應(yīng)裝配帶Type 1 的電涌保護(hù)器。
Type 1 電涌保護(hù)器適用于抑制由過電壓產(chǎn)生的流經(jīng)電流, 這種電流相當(dāng)于直擊雷產(chǎn)生的電流。 此產(chǎn)品已成功通過10/350波形的標(biāo)準(zhǔn)檢測(I 級測試)。
ABB的MOV技術(shù)OVR Type 1 電涌保護(hù)器, 沖擊電流能力 15 kA (在10/350 µs 波形), 適用于單極或多極, 并可抵擋直擊雷。 它的保護(hù)級別低 (高達(dá) = 1.2 kV) 和無需去耦線圈。
Type 2 電涌保護(hù)器
Type 2 電涌保護(hù)器可進(jìn)一步減低電壓, 因?yàn)榕潆姽竦南掠渭碩ype 2 電涌保護(hù)器安裝處, 電壓依然可進(jìn)入電力系統(tǒng)。
Type 2 電涌保護(hù)器適用于抑制由過電壓產(chǎn)生的流經(jīng)電流, 這種電流相當(dāng)于間接雷或操作過電壓產(chǎn)生的電流。 此產(chǎn)品已成功通過8/20波形的標(biāo)準(zhǔn)檢測(II 級測試)。
它的技術(shù)主要包括非線性電阻, 并采用各種不同網(wǎng)絡(luò) (IT, TT, TNC, TNS) , 而全部網(wǎng)絡(luò)電壓均由57至 600 V。 此外,它們可提供高能泄放能力 (高達(dá) 100 kA ,在 8/20 µs 波形)
兩種選擇 :
安全地保留預(yù)防性檢修
產(chǎn)品已集成遙控指示器或帶光監(jiān)測盒
Type 3 電涌保護(hù)器
Type 3 電涌保護(hù)器對于一些非常敏感或昂貴的設(shè)備(如:音響系統(tǒng)、電腦、電視機(jī))可提供額外保護(hù), 并將剩余過壓轉(zhuǎn)到地。
Type 3 電涌保護(hù)器為設(shè)備提供一個終端保護(hù), 并可在TT和TN網(wǎng)的多極調(diào)適至 230/400V電壓 。
數(shù)據(jù)傳輸線路電涌保護(hù)器
OVR TC 傳輸線路電涌保護(hù)器, 用于保護(hù)電話線、電腦通信線路或小電流回路相連接的設(shè)備。(如電壓 : 6V, 12V, 24V, 48V 或 200V)