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技術(shù)文章

插頭插座式電源防雷器的安全運(yùn)行摘要（一）

閱讀：1048發(fā)布時(shí)間：2016-3-23

　　本文分析了插頭插座式電源防雷器存在的易于著火的缺點(diǎn)。并提出改進(jìn)的措施。關(guān)鍵詞：防雷裝置、冒煙、著火、熱脫離、耐雷熔斷器。
　　
　　當(dāng)前存在的問(wèn)題
　　
　　目前，通信電源設(shè)備中都安裝了防雷裝置（簡(jiǎn)稱防雷器）。這些防雷器，大都有是插頭插座式的。由于這種防雷器，結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、安裝維修方便、價(jià)格低，故獲得了較為廣泛的應(yīng)用。
　　
　　然而，這種防雷器也存在著缺點(diǎn)，就是會(huì)冒煙、著火。電源防雷器總是在經(jīng)常加有工頻電壓負(fù)荷的條件下工作的。而其中的關(guān)鍵防護(hù)元件——金屬氧化物壓敏電阻器（MOV）總是要失效的。其失效模式常為短路模式?？墒?，一旦MOV失效短路，電源就會(huì)供給強(qiáng)大的短路電流。如果防雷器的設(shè)計(jì)、制造中沒(méi)有采取必要的防護(hù)措施，短路電源的事故便會(huì)引發(fā)冒煙、著火事故。
　　
　　為了防止火警，使用者常常用一只斷路器與MOV串聯(lián)使用。當(dāng)有強(qiáng)大的短路電流出現(xiàn)時(shí)，斷路器就斷開(kāi)對(duì)防雷器的供電。這樣做也存在一個(gè)嚴(yán)重弊端。因?yàn)閿嗦菲饕氲臍垑荷踔帘确览灼鞅旧淼臍垑哼€要高許多。這樣對(duì)防雷器的保護(hù)效果就大打折扣。
　　
　　本文就如何減少這種插頭插入式防雷器的冒煙、著火問(wèn)題提出一些看法。
　　
　　插頭插座式防雷器的設(shè)計(jì)特點(diǎn)
　　
　　有位專家把插頭插座式電源防雷器，歸納為歐洲設(shè)計(jì)模式防雷器。歐洲的OBO。DEHN Cite lphoenix等公司的電源防雷器，均屬于插頭插座式電源防雷器。它把防雷模式設(shè)計(jì)成一個(gè)插頭，在其中裝配了一只大尺寸MOV，其脈沖電流量達(dá)到40KA或65KA。為了防止MOV失效后的過(guò)熱而引發(fā)火警。設(shè)計(jì)有由拉簧、杠桿和低熔點(diǎn)合金構(gòu)成的熱脫離機(jī)構(gòu)。并且以機(jī)械動(dòng)作的形式提供該防雷模雷模塊的工作狀態(tài)指示。通過(guò)插頭與插座的嚙合動(dòng)作，而提供工作狀態(tài)指示的遠(yuǎn)端告警接點(diǎn)。
　　
　　然而，這種設(shè)計(jì)的防雷器并沒(méi)有使用耐雷熔斷器，因此，當(dāng)出現(xiàn)較大的工頻短路電流時(shí)，不能斷開(kāi)故障電流。所謂耐雷熔斷器，也稱之為耐沖擊電流熔斷器。其中的熔體材料是一種特殊的合金。它不但具有相對(duì)低的工頻熔斷電流，而且具有足夠大的8/20US脈沖電流耐量。普通的熔斷器中的熔體材料則不具備這種性能。普通的熔斷器耐脈沖電流的能力相當(dāng)差。為達(dá)到和MOV的脈沖電流耐量相當(dāng)?shù)娜蹟嗥?，不得不加粗熔斷器的橫截面積。這樣一來(lái)工頻快速熔斷電流就大大的增加了?？烧J(rèn)為根本起不到阻斷工頻電流的作用了。
　　
　　使用者為了防止工頻短路電流過(guò)大。不得不在防雷器的支路上安裝斷路器以防止火災(zāi)的發(fā)生。
　　
　　調(diào)查與試驗(yàn)
　　
　　我們收集了許多在防雷現(xiàn)場(chǎng)失效了的電源防雷器作為解剖分析、并用沖擊電流試驗(yàn)臺(tái)對(duì)多種防雷產(chǎn)品進(jìn)行模擬沖擊試驗(yàn)。得到了一些初步的感性認(rèn)識(shí)和理性認(rèn)識(shí)。
　　
　　防雷器受過(guò)大的雷電流沖擊導(dǎo)致?lián)舸┒搪芬鹬鸬谋壤^小，但絕大多數(shù)的情況卻是在并沒(méi)有發(fā)生雷擊的日子里，電源防雷器產(chǎn)生失效著火的。
　　
　　對(duì)于實(shí)際承受的雷電流大于防雷器zui大脈沖電流耐量的情況而言，若要防止著火，一個(gè)辦法是加大防雷器的脈沖電流耐量，或者多加一級(jí)保護(hù)，即在前級(jí)加裝脈沖電流耐量大的防雷器；另一個(gè)辦法是用一只耐雷熔斷器與防雷器串聯(lián)使用。
　　
　　對(duì)于在并沒(méi)有雷電發(fā)生的日子里，防雷模塊冒煙、著火的情況，我們分析：一種原因是，當(dāng)防雷器受到多次的電流沖擊后，當(dāng)時(shí)防雷器并未*失效，只是漏電流增大了許多，使MOV芯片發(fā)熱，漏電流繼續(xù)增大，久而久之產(chǎn)生惡性循環(huán)，在某一天*失效短路。另一種原因是由于使用者和設(shè)計(jì)者過(guò)分的追求低殘壓，而造成選用閥值電壓（VlmA）太低的MOV，使得MOV在電壓應(yīng)力（荷電率）過(guò)高的條件下工作。再有一種情況是電源防雷器被安裝在電網(wǎng)電壓極不穩(wěn)定的電網(wǎng)中。當(dāng)電源電壓往高波動(dòng)時(shí)，使MOV承受過(guò)高的電壓應(yīng)力。這種情況比較多見(jiàn)。例如：某機(jī)場(chǎng)的供電是三條電網(wǎng)供電，除此以外還有幾組柴油發(fā)電機(jī)備用供電。當(dāng)用柴油發(fā)電機(jī)供電時(shí)，電網(wǎng)的電壓并非額定的220Vrms，而可能短時(shí)間在300Vrms以上，這對(duì)于半導(dǎo)體性質(zhì)的MOV來(lái)說(shuō)是無(wú)論如何不能承受的。對(duì)于那些農(nóng)村小水電的地區(qū)電網(wǎng)電壓也是不穩(wěn)定的。電源防雷器在這種環(huán)境中會(huì)承受嚴(yán)酷的暫時(shí)過(guò)電壓應(yīng)力。
　　
　　（待續(xù)）

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