浪涌保護器的作用_浪涌保護器安裝接線圖_浪涌保護器對浪涌的防護方法

　　云層與地之間的雷擊放電，由一次或若干次單獨的閃電組成，每次閃電都攜帶若干幅值很高、持續(xù)時間很短的電流。一個典型的雷電放電將包括二次或三次的閃電，每次閃電之間大約相隔二十分之一秒的時間。大多數(shù)閃電電流在10，000至100，000安培的范圍之間降落，其持續(xù)時間一般小于100微秒。

　　供電系統(tǒng)內(nèi)部由于大容量設(shè)備和變頻設(shè)備等的使用，帶來日益嚴(yán)重的內(nèi)部浪涌問題。我們將其歸結(jié)為瞬態(tài)過電壓（TVS）的影響。任何用電設(shè)備都存在供電電源電壓的允許范圍。有時即便是很窄的過電壓沖擊也會造成設(shè)備的電源或全部損壞。瞬態(tài)過電壓（TVS）破壞作用就是這樣。特別是對一些敏感的微電子設(shè)備，有時很小的浪涌沖擊就可能造成致命的損壞。

　　供電系統(tǒng)浪涌的影響

　　供電系統(tǒng)浪涌的來源分為外部（雷電原因）和內(nèi)部（電氣設(shè)備啟停和故障等）。

　　雷擊對地閃電可能以兩種途徑作用在低壓供電系統(tǒng)上：

　?。?）直接雷擊：雷電放電直接擊中電力系統(tǒng)的部件，注入很大的脈沖電流。發(fā)生的概率相對較低。

　?。?）間接雷擊：雷電放電擊中設(shè)備附近的大地，在電力線上感應(yīng)中等程度的電流和電壓。

　　內(nèi)部浪涌發(fā)生的原因同供電系統(tǒng)內(nèi)部的設(shè)備啟停和供電網(wǎng)絡(luò)運行的故障有關(guān)：

　　供電系統(tǒng)內(nèi)部由于大功率設(shè)備的啟停、線路故障、投切動作和變頻設(shè)備的運行等原因，都會帶來內(nèi)部浪涌，給用電設(shè)備帶來不利影響。特別是計算機、通訊等微電子設(shè)備帶來致命的沖擊。即便是沒有造成永久的設(shè)備損壞，但系統(tǒng)運行的異常和停頓都會帶來很嚴(yán)重的后果。比如核電站、醫(yī)療系統(tǒng)、大型工廠自動化系統(tǒng)、證券交易系統(tǒng)、電信局用交換機、網(wǎng)絡(luò)樞紐等。

　　直接雷擊是最嚴(yán)重的事件，尤其是如果雷擊擊中靠近用戶進線口架空輸電線。在發(fā)生這些事件時，架空輸電線電壓將上升到幾十萬伏特，通常引起絕緣閃絡(luò)。雷電電流在電力線上傳輸?shù)木嚯x為一公里或更遠，在雷擊點附近的峰值電流可達100kA或以上。在用戶進線口處低壓線路的電流每相可達到5kA到10kA。在雷電活動頻繁的區(qū)域，電力設(shè)施每年可能有好幾次遭受雷電直擊事件引起嚴(yán)重雷電電流。而對于采用地下電力電纜供電或在雷電活動不頻繁的地區(qū)，上述事件是很少發(fā)生的。

　　間接雷擊和內(nèi)部浪涌發(fā)生的概率較高，絕大部分的用電設(shè)備損壞與其有關(guān)。所以電源防浪涌的重點是對這部分浪涌能量的吸收和抑制。

　　對于低壓供電系統(tǒng)，浪涌引起的瞬態(tài)過電壓（TVS）保護，最好采用分級保護的方式來完成。從供電系統(tǒng)的入口（比如大廈的總配電房）開始逐步進行浪涌能量的吸收，對瞬態(tài)過電壓進行分階段抑制。

　　［第一道防線］ 應(yīng)是連接在用戶供電系統(tǒng)入口進線各相和大地之間的大容量電源防浪涌保護器。一般要求該級電源保護器具備100KA/相以上的最大沖擊容量，要求的限制電壓應(yīng)小于2800V。我們稱為CLASS I 級電源防浪涌保護器 （簡稱SPD））。 這些電源防浪涌保護器是專為承受雷電和感應(yīng)雷擊的大電流和高能量浪涌能量吸收而設(shè)計的，可將大量的浪涌電流分流到大地。它們僅提供限制電壓（沖擊電流流過SPD時，線路上出現(xiàn)的最大電壓成為限制電壓）為中等級別的保護，因為CLASS I 級的保護器主要是對大浪涌電流的吸收。僅靠它們是不能完全保護供電系統(tǒng)內(nèi)部的敏感用電設(shè)備。

　?。鄣诙婪谰€］ 應(yīng)該是安裝在向重要或敏感用電設(shè)備供電的分路配電設(shè)備處的電源防浪涌保護器。這些SPD對于通過了用戶供電入口浪涌放電器的剩余浪涌能量進行更完善的吸收，對于瞬態(tài)過電壓具有極好的抑制作用。該處使用的電源防浪涌保護器要求的最大沖擊容量為40KA/相以上，要求的限制電壓應(yīng)小于2000V。我們稱為CLASS II 級電源防浪涌保護器。一般的用戶供電系統(tǒng)作到第二級保護就可以達到用電設(shè)備運行的要求了。

　　［最后的防線］ 可在用電設(shè)備內(nèi)部電源部分使用一個內(nèi)置式的電源防浪涌保護器，以達到完全消除微小瞬態(tài)的瞬態(tài)過電壓的目的。該處使用的電源防浪涌保護器要求的最大沖擊容量為20KA/相或更低一些，要求的限制電壓應(yīng)小于1800V。對于一些特別重要或特別敏感的電子設(shè)備，具備第三級的保護是必要的。同時也可以保護用電設(shè)備免受系統(tǒng)內(nèi)部產(chǎn)生的瞬態(tài)過電壓影響。

　　浪涌保護器安裝接線圖

　　電涌保護器接入模式

　　在ＴＮ制式中，一般情況下電涌保護器只需作共模接法，即接于相線中性線與保護地線之間。

　　但在ＴＮ－Ｓ制式的起始位置，中性線與保護地線之間無須接入電涌保護器。只有對Ａ級防雷等級中的第三、四級和Ｂ級防雷等級中的第三級上的特別重要設(shè)備的電源端口，才需做差模接入，即增加接于相線與中性線之間的電涌保護器。

　　在ＴＴ制式中，當(dāng)?shù)谝患夒娪勘Ｗo器位于漏電保護器之后，可作上述共模接法。當(dāng)?shù)谝患夒娪勘Ｗo器位于漏電保護器之前，且高壓系統(tǒng)為中心點接地系統(tǒng)，電涌保護器應(yīng)作“３＋１”接法，即三個相線對中性線各接一個電涌保護器，中性線對保護地線再接一個電涌保護器。

　　在ＩＴ制式中，電涌保護器只作共模接法。

　　1、 什么是浪涌？

　　答：浪涌就是超出正常工作電壓的瞬間過電壓

　　2、 什么是浪涌保護器？

　　答：浪涌保護器是當(dāng)電氣回路或者通信線路中因為外界的干擾突然產(chǎn)生尖峰電流或者電壓時，能在極短的時間內(nèi)導(dǎo)通分流，從而避免浪涌對回路中其他設(shè)備的損害的電了裝置。

　　3、開關(guān)型浪涌保護器和限壓型浪涌保護器的區(qū)別？

　　答：開關(guān)型浪涌保護器為間隙放電型器件，其雷電能量瀉放能力大，在線路上使用的主要作用是泄放雷電能量；限壓型浪涌保護器為氧化鋅壓敏電阻器件，其雷電能量瀉放能力小，但其過電壓抑制能力好，在線路上使用的主要作是限制過電壓。因為此，一般在建筑物入口處選用如Asafe系列的開關(guān)型浪涌保護來泄放雷電能量，然后，在后級電路使用如AM系列的限壓型浪涌保護器來限制因前級雷電能量瀉放后，在后級線路產(chǎn)生的高過電壓。兩種浪涌保護器需配合使用，方能保證配電線路中設(shè)備的安全。

　　4、與浪涌保護器相配合的微型斷路器如何選型？

　　答：Asafe開關(guān)型模塊由于其損壞方式為開路，因此可以不用裝微型斷路器；第一級模塊，如AMI-40，需要選用63A的分?jǐn)嚯娏髂芰?0KA的D型微型斷路器；第二級模塊，如AM2-20，需要選用32A的分?jǐn)嚯娏髂芰?.5KA的C、D型微型斷路器，由于其工作曲線IN值的不同，因此推薦使用D型；第三級模塊，如AM3-10，需要選用16A的分?jǐn)嚯娏髂芰?.5KA的C、D型微型斷路器，由其工作曲線IN值的不同，因此推薦使用D型。

　　5、 是否所有的浪涌保護器前都裝熔斷裝置？

　　答：不是。開關(guān)型模塊由于其損壞的方式為開路，因此可不用裝微型斷路器等熔斷裝置。

　　浪涌保護器/浪涌保護器分級/浪涌保護器選型

　　浪涌保護器也稱為防雷器，是一種為各種電子設(shè)備、儀器儀表、通訊線路提供安全防護的電子裝置。

　　標(biāo)準(zhǔn)浪涌保護器會將來自電源插座的電流輸送給電源板上插接的多個電氣和電子設(shè)備。如果產(chǎn)生浪涌或尖峰，使電壓超過了可接受的級別，浪涌保護器能在極短的時間內(nèi)導(dǎo)通分流，從而避免浪涌對回路中其他設(shè)備的損害。

　　根據(jù)所選擇的浪涌保護器和預(yù)期的環(huán)境影響，保護系統(tǒng)的電源和設(shè)備所需的保護措施被分為三級。

　　B類浪涌保護器：標(biāo)稱放電電流In，沖擊電壓1.2/50 μs 沖擊電壓和最大沖擊電流Iimp 的試驗，Iimp 的波形為10/350 μsUp 最大4kv（IEC61643-1;IEC 60664-1）

　　C類浪涌保護器：標(biāo)稱放電電流In，沖擊電壓1.2/50 μs 沖擊電壓和最大沖擊電流Iimp 的試驗，Iimp 的波形為8/25ms

　　D類浪涌保護器：進行混合波合（開路電壓1.2/50 μs 沖擊電壓，鄧路電流8/25 μs）試驗

　　浪涌保護器的好與否直接關(guān)系到設(shè)備的全安問題，因此在選取浪涌保護器以幾點可參考：

　　箝位電壓——這表示將導(dǎo)致MOV接通地線的電壓值。箝位電壓越低，表示保護性能越好。此UL標(biāo)稱值有三個保護水平——330伏、400伏和500伏。通常，箝位電壓超過400伏就太高了。

　　能量吸收/耗散能力——此標(biāo)稱值表示浪涌保護器在燒毀前能夠吸收多少能量，單位為焦耳。其數(shù)值越高，保護性能就越好。您購買的保護器的這一標(biāo)稱值至少要在200至400焦耳之間。若要獲得更好的保護性能，應(yīng)該尋找此標(biāo)稱值在600焦耳以上的產(chǎn)品。

　　響應(yīng)時間——浪涌保護器不會立刻斷開；它們對電涌做出響應(yīng)會有略微的延遲。響應(yīng)時間越長，表示計算機（或其他設(shè)備）將遭受浪涌的持續(xù)時間越長。請購買響應(yīng)時間低于一毫微秒的浪涌保護器。

　　此外，您還應(yīng)該購買具有指示燈的保護器，以便判斷保護元件是否在起作用。在遭受多次電涌之后，所有MOV都將會燒毀，但是保護器仍然會作為一個電源板而工作。沒有電源指示燈，就無法得知保護器是否仍然在正常工作。

　　浪涌保護器對浪涌的防護方法

　　浪涌保護器為電子設(shè)備的電源浪涌防護提供了一種簡便、經(jīng)濟、可靠的防護方法，通過防浪涌元件（MOV），在雷擊感應(yīng)及操作過電壓時，迅速將浪涌能量傳入大地，保護設(shè)備免遭損害。浪涌保護器對浪涌的防護方法如下：

　?。?）并聯(lián)型電涌保護器并聯(lián)于供電線路上

　　在正常情況下，防雷模塊內(nèi)的壓敏電阻處于高阻狀態(tài)。電網(wǎng)遭受雷擊或開關(guān)操作出現(xiàn)瞬時浪涌過電壓時，防雷器在納秒級時間內(nèi)響應(yīng)，壓敏電阻呈低阻狀態(tài)，迅速將過電壓限制在一個很低的幅值內(nèi)。

　　當(dāng)線路中有較長時間的持續(xù)脈沖或持續(xù)過電壓，壓敏電阻器性能劣化而發(fā)熱到一定程度使熱脫機構(gòu)脫扣，避免火災(zāi)發(fā)生，從而保護設(shè)備。

　?。?）串聯(lián)濾波型電涌保護器串聯(lián)接入供電線路中

　　為貴重的電子設(shè)備提供安全、潔凈的電源，雷電波除了有巨大的能量外，還有極其陡峭的電壓及電流上升率。并聯(lián)型電涌保護器只能抑制雷電波的幅值，但無法改變其急劇上升的前沿。串聯(lián)濾波型電源電涌保護器串聯(lián)于供電線路上。在過電壓情況下MOV1、MOV2在納妙級時間內(nèi)做出響應(yīng)，將過電壓箝位;同時LC濾波器將雷電波陡峭的電壓，電流提升率降低近1000倍，殘壓降低5倍，從而保護敏感的用戶設(shè)備。

　?。?）在電源線的相間、線間安裝壓敏限幅型元件，以限制浪涌過電壓。

　　第一種方法對照明、電梯、空調(diào)、電機等耐沖擊電壓水平較高的電氣設(shè)備的防護效果比較好。但對于集成度高、結(jié)構(gòu)緊湊的現(xiàn)代電子設(shè)備來說，實際防護效果就不那么令人滿意了。理由如下：

　　以單相220V交流電源的感應(yīng)雷擊防護為例，常用方法在零、地線之間并上合適的壓敏型元件，以吸收限制感應(yīng)雷擊產(chǎn)生的尖峰電壓。電源線路防雷效果的好壞完全取決于壓敏器件參數(shù)的選擇和壓敏器件工作的可靠性。壓敏限幅值的選擇是在市電的峰值310V的基礎(chǔ)上加上20%的電網(wǎng)波動影響、10%的器件分散性誤差和15%的因長期工作造成發(fā)熱、受潮、元件老化等可靠性因素補償，一般取值為470V～510V。感應(yīng)雷擊等各種尖峰干擾電壓都被限制在470V。對于470V以下的電壓，壓敏器件不動作。

　　普通低壓電器設(shè)備（機床、電梯、照明、空調(diào)等）的工頻耐壓值一般為交流1500V，而瞬間耐壓峰值可達2500V以上，所以470V的電壓是十分安全的。但大規(guī)模集成電路組成的現(xiàn)代電子設(shè)備的工作電壓一般為±5V～±15V之間，最高耐壓值一般不超過50V，所以疊加在市電上的小于470V的高頻尖峰電壓就會直接送入負(fù)載，通過空間耦合電容，變壓器層間、極間電容不成比例地傳到開關(guān)電源或集成電路芯片上，能造成故障。盡管高頻開關(guān)電源和電子設(shè)備都有相應(yīng)的防尖峰干擾措施，但受成本和體積限制，再加上感應(yīng)雷擊等尖峰干擾的強度、頻譜變化很大，所以防護效果不理想。這還是在壓敏限幅元件比較理想的情況下得出的效果，實際上由于壓敏元件殘壓和引線電感的影響，在較強感應(yīng)雷擊下，可能會導(dǎo)致實際限幅電壓峰值升到800V～1000V以上，而使后級電子設(shè)備遭受威脅。

　　（4）加強對電子設(shè)備的防護效果，在電源與負(fù)載間串入超隔離變壓器（又稱隔離法），以隔絕高頻尖峰干擾，同時又可使次級等電位聯(lián)接便于進行。

　　隔離法主要采用帶屏蔽層的隔離變壓器。由于共模干擾是一種相對大地的干擾，所以它主要通過變壓器繞組間的耦合電容來傳遞。如果在初、次級之間插入屏蔽層，并使之良好接地，便能使干擾電壓通過屏蔽層分路掉，從而減小輸出端的干擾電壓。理論上帶屏蔽層的變壓器能使衰減量達到60dB左右。但隔離效果的好壞，往往取決于屏蔽層的工藝。最好選用 0.2 mm厚的紫銅板材，原邊、副邊各加一個屏蔽層。通常，原邊的屏蔽層通過一個電容器與副邊的屏蔽層接到一起，再接到副邊的地上。也可以原邊的屏蔽層接原邊的地線，副邊的屏蔽層接到邊的地線。并且接地引線的截面積也要大一些好。采用帶屏蔽層的隔離變壓器，是個好方法，只是體積較大。

　　這種方法因變壓器功能過于單一，相對體積、重量大，安裝不甚方便，對中、低頻尖峰和浪涌防護效果不好，因此市場有限，生產(chǎn)廠家也不多。所以非特殊場合一般都不用。

　?。?）吸收法

　　吸收法主要采用吸波器件將浪涌尖峰干擾電壓吸收掉。吸波器件都有共同的特點，即在閾值電壓以下呈現(xiàn)高阻抗，而一旦超過閾值電壓，則阻抗便急劇下降，因此對尖峰電壓有一定的抑制作用。這類吸波器件主要有壓敏電阻、氣體放電管、TVS管、固體放電管等。不同的吸波器件對尖峰電壓的抑制也有各自的局限性。如壓敏電阻的電流吸收能力不夠大;氣體放大電管的響應(yīng)速度較慢。