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雷電流的沖擊可達幾十至上百千安從兩方面衡量防雷器性能
作者:admin 來源:本站原創 更新時間:2015年09月28日 瀏覽: 【字體:

雷電流的沖擊可達幾十至上百千安從兩方面衡量防雷器性能。

電源防雷器的性能決定了其作用,通流量、鉗位電壓、響應時間是電源防雷器的三項主要性能指標。防雷器的主要工作原理,是通過將瞬間雷電波鉗位于安全 電壓來達到保護電氣設備免遭雷擊,這里面涉及一個雷電能量大小的問題,國際標準測試指標一般是10礎、8/20Us的雷電沖擊波。而在實際應用中,雷電流 的沖擊可達幾十至上百千安,這時要從兩方面來衡量防雷器的性能。

電源防雷器的主要作用,是在雷電波的沖擊到來時瞬間足夠快地將其導入接地體,并且使防雷器之后線路或設備上的殘壓降低到被保護設備能夠承受的安全水平內。
  
   電源防雷器的性能決定了其作用,通流量、鉗位電壓、響應時間是電源防雷器的三項主要性能指標。防雷器的主要工作原理,是通過將瞬間雷電波鉗位于安全電壓 來達到保護電氣設備免遭雷擊,這里面涉及一個雷電能量大小的問題,國際標準測試指標一般是10礎、8/20Us的雷電沖擊波。而在實際應用中,雷電流的沖 擊可達幾十至上百千安,這時要從兩方面來衡量防雷器的性能。
  
  一方面防雷器的最大耐沖擊電流能否滿足要求,如果防雷器的最大耐沖擊電流小于實際進入線路的雷電的沖擊電流,則防雷器本身將會被損壞。
  
   另一方面國際上較先進的防雷器鉗位電壓的能力與雷電波的轉換比是1:3,雖然在標準測試電流10kA、8/20μs的沖擊下,防雷器的殘壓可能滿足安全 要求,但是實際雷電波往往大于這個測試指標,比如在雷電流達到20kA、50KA礎的情況下,防雷器的殘壓就可能會大于設備的安全保護電壓。為此分級保護 無疑是一個最好的解決方案,當雷電波是50KA"8/20μs時,可以肯定所有的同類防雷器(假設防雷器的最大耐沖擊電流大于50礎)殘壓會在1500V 以上(通信設備輸入電壓模塊一般承受瞬間沖擊電壓可達1000V),就會導致受保護設備的損壞。這時就應再加裝第二級防雷器將第一級的殘壓再次鉗位至安全 電壓范圍內。
  
  據統計電子設備所受雷害的80%是由雷電波侵入電源部分引起的,因此電源防雷器選型相當重要。目前,國內市場上 380V低壓電源防雷器(包括進口和國產的)有幾十種,防雷器的標準在ANSI/IEEE、UL、IEC、CCI叮、FCC、CSA、DIN、NEC等國 際標準中分別都有相應的規定。國內權威的低壓防雷器測試機構分別是:原郵電部電信總局通信防護技術維護支援中心;原郵電部通信產品防護性能監督檢驗測試中 怔中國鐵路通信信號總公司沈陽雷電防護試驗站;電子工業安全與電磁兼容檢測中心;電力部電力科學院等。這些測試機構尤其是郵電部測試機構提供的檢測報吉可 為電源防雷器主要性能指標提供可靠的、值得信賴的依據。
  
  只要電源系統嚴格規范實施,加上性能優越的電源防雷器,可以將來自電源的瞬態過壓(雷電、電網設備切換等形成的,對低壓系統造成的危害降低到接近于零。
  
  2.電源避雷器的分類與結構
  
   隨著防雷行業的不斷發展,各種品牌的避雷器也不斷地涌現出來,F在市場上常見的避雷器品牌有40多個,加上進口的品牌總共有80多個,但是無論有多少個 品牌,避雷器的原理也是不會改變的,現在的常見避雷器按結構分類可以分為空氣間隙、氧化鋅、碳化硅、放電管和氧化鋅組合這4種類別。
  
  (1)空氣間隙避雷器
  
   空氣間隙避雷器的主要特點是:通流量大,這種避雷產品主要被應用在LPZOB區,或者是以變形衍生產品的形式被電力系統應用在架空線的防雷保護士。按照 空氣間隙避雷器產品的應用不同,又分為空氣放電管和惰性氣體(如氫氣)放電管,后者主要應用于信號傳輸方面的過電壓保護,其通流量一般在10一20kA。 圖7-1中,(a)圖結構的產品適用于TT系統,該系列產品通流量為50KA,適合在最大通流量為1OOkA內的防雷系統中使用,但是由于結構特點,安裝 時應注意安裝背板有足夠的火花噴泄空間以免造成火災,所以在一般建筑物的配電箱里不是非常適合使用該種產品,但是在大型配電室且安裝環境允許時該種產品還 是比較合適作為B級防雷保護的產品;(b)圖的產品適用于各種電網結構,由于也是開放式設計,所以在安裝的時候也要注意其配電環境的防火要求;(c)圖產 品主要應用于TT電網的電源防雷,這種結構的主要特點是電橋結構,會存在電弧的爬弧現象,而不是大電流的火花噴泄,所以更應該注意安裝時的安全距離問題; (d)圖產品是密閉式氣體放電管,根據放電電極的間距不同可以承受的電流也和前3種結構的產品相當,這種結構的產品最大的優點是在安裝時不需要考慮安全防 火距離,所以適合在一般建筑物和安全等級較高的配電環境下使用。
  
  從產品的材料上分析,空氣間隙放電器的主要元件是放電電極的材料,目前空氣間隙放電器主要還是依賴進口產品,國內制作的類似產品主要存在的間感是放電電極在經過大電流沖擊后,不能夠保證放電間距保持不變和不產生金屬蒸氣在放電腔內造成金屬鍍層,影響避雷器的通流。
  
  (2)氧化鋅避雷器
  
   氧化鋅避雷器是自20世紀80年代日本發明以來應用率最高的防雷過電壓器件。目前單摹片氧化鋅避雷器和雙基片氧化鋅避雷器主要使用在LPZOB,但是多 基片氧化鋅避雷器也被用在LPZOB區。氧化鋅避雷器的最大特點就是響應時間快(可在ns級),目前單基片氧化鋅避雷器的最大通流量不會超過 80KA(8/20μs),從這一方面考慮多基片氧化鋅避雷器就彌補了這個缺點。但是要達到較大的通流量就必須使用多個基片并聯使用,這樣獻出現了一個能 量分配的問題,如果在一個氧化鋅避雷器里使用3個或3個以上的基片,那么其每個基片的啟動電壓和內阻要做到非常近似。因為在高電壓、大電流狀態下即便是 1Ω的電阻差別也會使氧化鋅基片造成能量分配的不均衡,那么就會有某一片損壞而其他沒有損壞或者很少損壞,但是,即使這樣有一片損壞也會對整個電源避雷器 造成影響或者使某相對地短路,造成供電事故。氧化鋅避雷器的應用范圍最為廣泛,單/雙片氧化鋅避雷器適合用在任何配電系統的C級和D級以后的多級防雷過電 壓保護中,多基片氧化鋅避雷器在一定情況下也適合使用在電源B級的防雷保護士。由于氧化鋅避雷器電容比較大,所以會影響其在高頻、超高頻領域中的應用。
  
  (3)碳化硅避雷器
  
  碳化硅避雷器主要應用于變電所的高壓電氣設備防雷,特點是通流量大,但是反應時間比較長,目前也是電力系統最為常見的高壓防雷產品。
  
  (4)組合型避雷器
  
   組合型避雷產品的問世,從根本上解決了由于氣體放電管(間隙)避雷器的殘壓高、反應時間慢和氧化鋅避雷器的通流量小的缺點。這種結構的避雷器一般采用圖 7-2所示的結構形式。這樣就便單片氧化鋅避雷器的通流量大大增加,并且使殘壓降到了一個較低的水平。根據組合方式的不同,該種結構的避雷器可應用于 NPE配電結構和其他配電結構的B/C級防雷保護中。
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