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什么是防雷浪涌模块(浪涌保护器)?它的使用原理是什么?

点击次数:690 更新时间:2023-04-27

在电路保护解决方案中,雷击浪涌防护是电子工程师尤为关注的一个防护重点,浪涌也叫突波,顾名思义就是超出正常工作电压的瞬间过电压,浪涌保护器,也叫防雷器,是一种为各种电子设备、仪器仪表、通讯线路提供安全防护的电子装置。当电气回路或者通信线路中因为外界的干扰突然产生尖峰电流或者电压时,浪涌保护器能在极短的时间内导通分流,从而避免浪涌对回路中其他设备的损害,本质上讲,浪涌是发生在仅仅几百万分之一秒时间内的一种剧烈脉冲。


1、浪涌防雷保护器按工作原理分:

浪涌保护器中的元件(压敏电阻MOV,硅雪崩二极管SAD、空气导管、大放电电容)是采用损耗自身的方式对冲击电流进行消解(发热,融化),从而使导入地下的冲击电流在安全范围之内,不会形成二次反击。抑制元件的自身寿命会因为反复承受电流冲击而缩短,SineTamer采用了40模块和热、电熔断双保险、热分担算法等,确保了SineTamer的使用寿命。SineTamer约消解90%的过电压和过电流,剩余的10%则导入地下。

SPD并联于线路(L/N)与大地之间,在正常工作电压情况下,MOV处于高阻状态,相当于线路对地开路,不影响线路正常工作,故障显示窗口呈绿色,当线路由于雷电或开关操作出现瞬时脉冲过电压时,防雷模块在纳秒级时间内迅速导通,将过电压短路到大地泄放,当该脉冲过电压消失后,防雷模块又自动恢复高阻状态,不影响用户供电。

当防雷模块长期工作在超负荷工作状态,其性能劣化而发热到一定温度,模块中的热感断路器(K1)会自动断开避雷模块回路,保护电源电路工作不受影响,防止火灾发生,当线路感应过大雷电流时,过流断路器(K2)迅速断开,防止SPD爆炸。K1或K2动作后,SPD内脱扣装置动作,使故障显示窗口显示红色,提醒用户更换SPD模块,同时,脱扣装置带动遥信告警开关(SK)动作,输出故障告警信号

(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、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。

(4)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。

2、按用途分:

(1)电源保护器:交流电源保护器、直流电源保护器、开关电源保护器等。

(2)信号保护器:低频信号保护器、高频信号保护器、天馈保护器等。

3、根据所选择的浪涌保护器和预期的环境影响,保护系统的电源和设备所需的保护措施被分为三级。

B类浪涌保护器:标称放电电流In,冲击电压1.2/50 μs 冲击电压和最大冲击电流Iimp 的试验,Iimp 的波形为10/350 μsUp 最大4kv(IEC61643-1;IEC 60664-1)。

C类浪涌保护器:标称放电电流In,冲击电压1.2/50 μs 冲击电压和最大冲击电流Iimp 的试验,Iimp 的波形为8/25ms。

D类浪涌保护器:进行混合波合(开路电压1.2/50 μs 冲击电压,邓路电流8/25 μs)试验。

4、浪涌保护器的好与否直接关系到设备的全安问题,因此在选取浪涌保护器以几点可参考:

箝位电压——这表示将导致MOV接通地线的电压值。箝位电压越低,表示保护性能越好。此UL标称值有三个保护水平——330伏、400伏和500伏。通常,箝位电压超过400伏就太高了。

能量吸收/耗散能力——此标称值表示浪涌保护器在烧毁前能够吸收多少能量,单位为焦耳。其数值越高,保护性能就越好。您购买的保护器的这一标称值至少要在200至400焦耳之间。若要获得更好的保护性能,应该寻找此标称值在600焦耳以上的产品。

响应时间——浪涌保护器不会立刻断开;它们对电涌做出响应会有略微的延迟,响应时间越长,表示计算机(或其他设备)将遭受浪涌的持续时间越长。请购买响应时间低于一毫微秒的浪涌保护器,此外,您还应该购买具有指示灯的保护器,以便判断保护元件是否在起作用。在遭受多次电涌之后,所有MOV都将会烧毁,但是保护器仍然会作为一个电源板而工作。没有电源指示灯,就无法得知保护器是否仍然在正常工作。


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