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防雷器在電源系統(tǒng)中的防護(hù)原理

2013年08月09日 15:03深圳市凱爾頓科技有限公司點(diǎn)擊量:697

   雷電及其它強(qiáng)干擾對通信系統(tǒng)的致?lián)p及由此引起的后里是嚴(yán)重的,雷電防護(hù)將成為必需。雷電由高能的低頻成份與滲透性的高頻成份組成。其主要通過兩種形式,一種是通過金屬管線或地線直接傳導(dǎo)雷電致?lián)p設(shè)備;一種是閃電通道及泄流通道的雷電電磁脈沖以各種耦合方式感應(yīng)到金屬管線或地線產(chǎn)生浪涌致?lián)p設(shè)備。絕大部分雷損由這種感應(yīng)而引起。對于電子信息設(shè)備而言,危害主要來自于由雷電引起的雷電電磁脈沖的耦合能量,通過以下三個通道所產(chǎn)生的瞬態(tài)浪涌。金屬管線通道,如自來水管、電源線、天饋線、信號線、航空障礙燈引線等產(chǎn)生的浪涌;地線通道,地電們反擊;空間通道,電磁小組的輻射能量。
  其中金屬管線通道的浪涌和地線通道的地電位反擊是電子信息系統(tǒng)致?lián)p的主要原因,它的zui見的致?lián)p形式是在電力線上引起的雷損,所以需作為防擴(kuò)的重點(diǎn)。由于雷電*地侵襲電子信息系統(tǒng),雷電防護(hù)將是個系統(tǒng)工程。雷電防護(hù)的中心內(nèi)容是泄放和均衡。
  防雷器又稱等電位連接器、過電壓保護(hù)器、浪涌抑制器、突波吸收器、防雷保安器等,用于電源線防護(hù)的防雷器稱為電源防雷器。鑒于目前的雷電致?lián)p特點(diǎn),雷電防護(hù)尤其在防雷整改中,基于防雷器防護(hù)方案是zui簡單、經(jīng)濟(jì)的雷電防護(hù)解決方案。防雷器的主要作用是瞬態(tài)現(xiàn)象時將其兩端的電位保持一致或限制在一個范圍內(nèi),轉(zhuǎn)移有源導(dǎo)體上多余能量。
  進(jìn)入地下泄放,是實(shí)現(xiàn)均壓等電位連接的重要組成部分。防雷器的一些主要技術(shù)參數(shù):額定工作電壓、額定工作電流,特批串并式電源防雷器的載流量。通流能力,防雷器轉(zhuǎn)移雷電流的能力,以千安為單位,與波開開式有關(guān)。防雷器在功能上可分為可防直擊雷的防雷器和防感應(yīng)雷的防雷器??煞乐睋衾椎姆览灼魍ǔS糜诳赡鼙恢睋衾讚糁械木€路保護(hù),如LPZOA區(qū)與LPZ1區(qū)交界處的保護(hù)。用10/35μs電流波形測試與表示其通流能力。防感應(yīng)雷的防雷器通常用于不可能被直擊雷擊中的線路保護(hù),如LPZOB區(qū)與LPX1區(qū)、LPZ1區(qū)交界處的保護(hù)。用8/20μs電流波形測試與表示其通流能力響應(yīng)時間,防雷器對瞬態(tài)現(xiàn)象起控制作用所需的時間,與波形性質(zhì)有關(guān)。殘壓,防雷器對瞬態(tài)現(xiàn)象的電壓限制能力,與雷電流幅值及波形性質(zhì)有關(guān)。
  基于防雷器的防護(hù)想要取得理想的效果,應(yīng)注重“在合適的地方合理地裝設(shè)合適的防雷器”,防雷器的選擇十分重要。
  1.進(jìn)入建筑物的各種設(shè)施之間的雷電流分配情況如下:約有50%的雷場沒有衰減。LPZ1區(qū),本區(qū)內(nèi)的各物體不可能遭到直接雷擊,流往各導(dǎo)體的電流比LPZOB區(qū)進(jìn)一步減少,電磁場衰減和效果取決于整體的屏蔽措施。后續(xù)的防雷區(qū)(LPZ2區(qū)等)如果需要進(jìn)一步減小所導(dǎo)引的電流和電磁場,就應(yīng)引入后續(xù)防雷區(qū),應(yīng)按照需要保護(hù)的系統(tǒng)所要求的環(huán)境區(qū)選擇且續(xù)防雷區(qū)的要求條件。保護(hù)區(qū)序號越高,預(yù)期的*量和干擾電壓越低。在現(xiàn)代雷電防護(hù)技術(shù)中,防雷區(qū)的設(shè)置具有重要意義,它可以指導(dǎo)我們進(jìn)行屏蔽、接地、等電們連接等技術(shù)措施的實(shí)施。
  2.在電力線架空引入,并且電力線可能被直擊雷擊中時,進(jìn)入建筑物內(nèi)保護(hù)區(qū)的雷電流取決于外引線路、防雷器放電支路和用戶側(cè)線路的阻抗和感抗。如內(nèi)外兩端阻抗一致,則電力線被分配到一半的直擊雷電流。在這種情況下必須采用具有防直擊雷功能的防雷器。
  3.后續(xù)的評估模式用于評估LPZ1區(qū)以后防護(hù)區(qū)交界處的雷電流分配情況。由于用戶側(cè)絕緣阻抗遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于防雷器放電支路與外引線路的阻抗,進(jìn)入后續(xù)防雷區(qū)的雷電流將減少,在數(shù)值上不需特別估算。一般要求用于后續(xù)防雷區(qū)的電源防雷器的通流能力在20kA(8/20μs)以下,不需采用大通流能力的防雷器。后續(xù)防雷區(qū)防雷器的選擇應(yīng)考慮各級之間的能量分配和電壓配合,在許多因素難以確定時,采用串并式電源防雷器是個好的選擇。串并式是根據(jù)現(xiàn)代雷電防護(hù)中許多應(yīng)用場合、保護(hù)范圍層次區(qū)分等特點(diǎn)提出的概念(相對于傳統(tǒng)的并式防雷器而言)。其實(shí)質(zhì)是經(jīng)能量配合和電壓分配的多級放電器與濾波器技術(shù)的有效結(jié)合。串并式防雷有如下特點(diǎn):應(yīng)用廣泛。不但可以按常規(guī)進(jìn)行應(yīng)用,也適合保護(hù)區(qū)難以區(qū)別的場所。感生退耦器件在瞬態(tài)過電壓下的分壓、延遲作用,以幫助實(shí)現(xiàn)能量配合。減緩瞬態(tài)干擾的上升速率,以實(shí)現(xiàn)低殘壓與長壽命以及極快的響應(yīng)時間。
  4.防雷器的其它參數(shù)選擇取決于各個被保護(hù)物所在防雷區(qū)的級別,其工作電壓以安裝在引電路中所有部件的額定電壓為準(zhǔn)。串并式防雷器還需注意其額定電流。
  5.影響電子線雷電流分配的其它因素:變壓器端接地電阻降低將使電子線中分配電流增大。供電線纜的長度的增加將使電力線中分配電流減少,并使幾要導(dǎo)線中有平衡的電流分配。過短的電纜長度和過低的中性線阻抗將使電流不平衡,從而引起差模干擾。供電線纜并接多用戶將降低有效阻抗,導(dǎo)致分配電流增大,在連成網(wǎng)狀的供電狀態(tài)下,雷臨時性流主要流入電力線,這是多數(shù)雷損發(fā)生在電力線處的原因。
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