浪涌保護(hù)器的作用_浪涌保護(hù)器安裝接線圖_浪涌保護(hù)器對浪涌的防護(hù)方法

　　云層與地之間的雷擊放電，由一次或若干次單獨(dú)的閃電組成，每次閃電都攜帶若干幅值很高、持續(xù)時(shí)間很短的電流。一個(gè)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(shí)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(shí)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(shí)即便是很窄的過電壓沖擊也會(huì)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(shí)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。

　　（2）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(yùn)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(dòng)作和變頻設(shè)備的運(yùn)行等原因，都會(huì)帶來內(nèi)部浪涌，給用電設(shè)備帶來不利影響。特別是計(jì)算機(jī)、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(yùn)行的異常和停頓都會(huì)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(dòng)化系統(tǒng)、證券交易系統(tǒng)、電信局用交換機(jī)、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(jìn)線口架空輸電線。在發(fā)生這些事件時(shí)，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(yuǎn)，在雷擊點(diǎn)附近的峰值電流可達(dá)100kA或以上。在用戶進(jìn)線口處低壓線路的電流每相可達(dá)到5kA到10kA。在雷電活動(dòng)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(dòng)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(diǎn)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(hù)，最好采用分級保護(hù)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(jìn)行浪涌能量的吸收，對瞬態(tài)過電壓進(jìn)行分階段抑制。

　?。鄣谝坏婪谰€］ 應(yīng)是連接在用戶供電系統(tǒng)入口進(jìn)線各相和大地之間的大容量電源防浪涌保護(hù)器。一般要求該級電源保護(hù)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(hù)器 （簡稱SPD））。 這些電源防浪涌保護(hù)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(jì)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(shí)，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(hù)，因?yàn)镃LASS I 級的保護(hù)器主要是對大浪涌電流的吸收。僅靠它們是不能完全保護(hù)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(hù)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(jìn)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(hù)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(hù)器。一般的用戶供電系統(tǒng)作到第二級保護(hù)就可以達(dá)到用電設(shè)備運(yùn)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(gè)內(nèi)置式的電源防浪涌保護(hù)器，以達(dá)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(hù)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(hù)是必要的。同時(shí)也可以保護(hù)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(hù)器安裝接線圖

　　電涌保護(hù)器接入模式

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

　　但在ＴＮ－Ｓ制式的起始位置，中性線與保護(hù)地線之間無須接入電涌保護(hù)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(hù)器。

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

　　在ＩＴ制式中，電涌保護(hù)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(hù)器？

　　答：浪涌保護(hù)器是當(dāng)電氣回路或者通信線路中因?yàn)橥饨绲母蓴_突然產(chǎn)生尖峰電流或者電壓時(shí)，能在極短的時(shí)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(hù)器和限壓型浪涌保護(hù)器的區(qū)別？

　　答：開關(guān)型浪涌保護(hù)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(hù)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?yàn)榇?，一般在建筑物入口處選用如Asafe系列的開關(guān)型浪涌保護(hù)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(hù)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(hù)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(hù)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(hù)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(hù)器/浪涌保護(hù)器分級/浪涌保護(hù)器選型

　　浪涌保護(hù)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(hù)的電子裝置。

　　標(biāo)準(zhǔn)浪涌保護(hù)器會(huì)將來自電源插座的電流輸送給電源板上插接的多個(gè)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(hù)器能在極短的時(shí)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(hù)器和預(yù)期的環(huán)境影響，保護(hù)系統(tǒng)的電源和設(shè)備所需的保護(hù)措施被分為三級。

　　B類浪涌保護(hù)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(yàn)，Iimp 的波形為10/350 μsUp 最大4kv（IEC61643-1;IEC 60664-1）

　　C類浪涌保護(hù)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(yàn)，Iimp 的波形為8/25ms

　　D類浪涌保護(hù)器：進(jìn)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(yàn)

　　浪涌保護(hù)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(hù)器以幾點(diǎn)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(hù)性能越好。此UL標(biāo)稱值有三個(gè)保護(hù)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(hù)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(hù)性能就越好。您購買的保護(hù)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(hù)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(shí)間——浪涌保護(hù)器不會(huì)立刻斷開；它們對電涌做出響應(yīng)會(huì)有略微的延遲。響應(yīng)時(shí)間越長，表示計(jì)算機(jī)（或其他設(shè)備）將遭受浪涌的持續(xù)時(shí)間越長。請購買響應(yīng)時(shí)間低于一毫微秒的浪涌保護(hù)器。

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

　　浪涌保護(hù)器對浪涌的防護(hù)方法

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

　　（1）并聯(lián)型電涌保護(hù)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(shí)浪涌過電壓時(shí)，防雷器在納秒級時(shí)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(gè)很低的幅值內(nèi)。

　　當(dāng)線路中有較長時(shí)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(jī)構(gòu)脫扣，避免火災(zāi)發(fā)生，從而保護(hù)設(shè)備。

　　（2）串聯(lián)濾波型電涌保護(hù)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(hù)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(hù)器串聯(lián)于供電線路上。在過電壓情況下MOV1、MOV2在納妙級時(shí)間內(nèi)做出響應(yīng)，將過電壓箝位;同時(shí)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(hù)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(jī)等耐沖擊電壓水平較高的電氣設(shè)備的防護(hù)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(shí)際防護(hù)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(hù)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(dòng)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(bǔ)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(dòng)作。

　　普通低壓電器設(shè)備（機(jī)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(dá)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(huì)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(qiáng)度、頻譜變化很大，所以防護(hù)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(shí)際上由于壓敏元件殘壓和引線電感的影響，在較強(qiáng)感應(yīng)雷擊下，可能會(huì)導(dǎo)致實(shí)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。

　?。?）加強(qiáng)對電子設(shè)備的防護(hù)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(shí)又可使次級等電位聯(lián)接便于進(jìn)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(dá)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(gè)屏蔽層。通常，原邊的屏蔽層通過一個(gè)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(gè)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(hù)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。

　　（5）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(diǎn)，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。