四川浪涌保護器 火災(zāi)監(jiān)控探測器 廠家直供

浪涌保護器，也叫防雷器，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。當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，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。

浪涌保護器，適用于交流50/60HZ，額定電壓220V至380V的供電系統(tǒng)中，對間接雷電和直接雷電影響或其他瞬時過壓的電涌進行保護，適用于家庭住宅、第三產(chǎn)業(yè)以及工業(yè)領(lǐng)域電涌保護的要求。

基本信息

電涌保護器、防浪涌也叫突波，顧名思義就是超出正常工作電壓的瞬間過電壓。本質(zhì)上講，浪涌是發(fā)生在僅僅幾百萬分之一秒時間內(nèi)的一種劇烈脈沖，可能引起浪涌的原因有:重型設(shè)備、短路、電源切換或大型發(fā)動機。而 含有浪涌阻絕裝置的產(chǎn)品可以有效地吸收突發(fā)的巨大能量，以保護連接設(shè)備免于受損。

浪涌保護器，也叫防雷器，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。當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，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)備的損害基本特點

保護通流量大，殘壓極低，響應(yīng)時間快;

·采用滅弧技術(shù)，*避免火災(zāi);

 采用溫控保護電路，內(nèi)置熱保護;

 帶有電源狀態(tài)指示，指示浪涌保護器工作狀態(tài);

·結(jié)構(gòu)嚴謹，工作穩(wěn)定可靠。

1、接閃器 Air-termination system

用于直接接受或承受雷擊的金屬物體和金屬結(jié)構(gòu)，如:避雷針、避雷帶(線)、避雷網(wǎng)等。

2、引下線 Down conductor system

連接接閃器與接地裝置的金屬導(dǎo)體。

3、接地裝置 Earth termination system

接地體和接地體連接導(dǎo)體的總和。

4、接地體 Earth electrode

埋入地中直接與大地接觸的金屬導(dǎo)體。也稱接地極。直接與大地接觸的各種金屬構(gòu)件、金屬設(shè)施、金屬管道、金屬設(shè)備等可以兼作接地體，稱為自然接地體。

5、接地體連接導(dǎo)體 Earth conductor

從電氣設(shè)備接地端子接到接地裝置的連接導(dǎo)線或?qū)w，或從需要等電位連接的金屬物體、總接地端子、接地匯總板、總接地排、等電位連接排至接地裝置的連接導(dǎo)線或?qū)w。

6、直擊雷 Direct lightning flash

直接擊在建筑物、大地或防雷裝置等實際物體的雷電。

7、地電位反擊 Back flashover

雷電流經(jīng)過接地點或接地系統(tǒng)而引起該區(qū)域地電位的變化。地電位反擊會引起接地系統(tǒng)電位的變化，可能造成電子設(shè)備、電氣設(shè)備的損壞。

8、雷電防護系統(tǒng) Lightning protection system(LPS)

減少雷電對建筑物、裝置等防護目標造成損害的系統(tǒng)，包括外部和內(nèi)部雷電防護系統(tǒng)。

8.1外部雷電防護系統(tǒng) External lightning protection system

建(構(gòu))筑物外部或本體的雷電防護部分，通常由接閃器、引下線和接地裝置組成，用于防直擊雷。

8.2內(nèi)部雷電防護系統(tǒng) Internal lightning protection system

建(構(gòu))筑物內(nèi)部的雷電防護部分，通常由等電位連接系統(tǒng)、共用接地系統(tǒng)、屏蔽系統(tǒng)、合理布線、電涌防護器等組成，主要用于減小和防止雷電流在防護空間內(nèi)所產(chǎn)生的電磁效應(yīng)。

分析

雷電災(zāi)害是嚴重的自然災(zāi)害之一，*每年因雷電災(zāi)害造成的人員傷亡、財產(chǎn)損失不計其數(shù)。隨著電子、微電子集成化設(shè)備的大量應(yīng)用，雷電過電壓和雷擊電磁脈沖所造成的系統(tǒng)和設(shè)備的損壞越來越多。因此，盡快解決建筑物和電子信息系統(tǒng)雷電災(zāi)害防護問題顯得十分重要。

隨著相關(guān)設(shè)備對防雷要求的日益嚴格，安裝浪涌保護器(Surge ProtectionDevice,SPD)抑制線路上的浪涌和瞬時過電壓、泄放線路上的過電流成為現(xiàn)代防雷技術(shù)的重要環(huán)節(jié)之一。

1 雷電的特性

防雷包括外部防雷和內(nèi)部防雷。外部防雷以接閃器(避雷針、避雷網(wǎng)、避雷帶、避雷線)、引下線、接地裝置為主，其主要的功能是為了確保建筑物本體免受直擊雷的侵襲，將可能擊中建筑物的雷電通過避雷針(帶、網(wǎng)、線)、引下線等泄放入大地。內(nèi)部防雷包括防雷電感應(yīng)、線路浪涌、地電位反擊、雷電波入侵以及電磁與靜電感應(yīng)的措施。其基該方法是采用等電位聯(lián)結(jié)，包括直接連接和通過SPD間接連接，使金屬體、設(shè)備線路與大地形成一個有條件的等電位體，將因雷擊和其他浪涌引起的內(nèi)部設(shè)施分流和感應(yīng)的雷電流或浪涌電流泄放入大地，從而保護建筑物內(nèi)人員和設(shè)備的安全。

雷電的特點是電壓上升非常快(10μs以內(nèi))，峰值電壓高(數(shù)萬至數(shù)百萬伏)，電流大(幾十至幾百千安)，維持時間較短(幾十至幾百微秒)，傳輸速度快(以光速傳播)，能量非常巨大，是浪涌電壓中破壞力的一種。

2 浪涌保護器的分類

SPD是電子設(shè)備雷電防護中*的一種裝置，其作用是把竄入電力線、信號傳輸線的瞬時過電壓限制在設(shè)備或系統(tǒng)所能承受的電壓范圍內(nèi)，或?qū)姶蟮睦纂娏餍沽魅氲兀Ｗo被保護的設(shè)備或系統(tǒng)不受沖擊。

2. 1 按工作原理分類

按其工作原理分類，SPD可以分為電壓開關(guān)型、限壓型及組合型。

⑴電壓開關(guān)型SPD。在沒有瞬時過電壓時呈現(xiàn)高阻抗，一旦響應(yīng)雷電瞬時過電壓，其阻抗就突變?yōu)榈妥杩梗试S雷電流通過，也被稱為"短路開關(guān)型SPD"。

⑵限壓型SPD。當沒有瞬時過電壓時，為高阻抗，但隨電涌電流和電壓的增加，其阻抗會不斷減小，其電流電壓特性為強烈非線性，有時被稱為"鉗壓型SPD"。

⑶組合型SPD。由電壓開關(guān)型組件和限壓型組件組合而成，可以顯示為電壓開關(guān)型或限壓型或兩者兼有的特性，這決定于所加電壓的特性。

2.2按用途分類

按其用途分類，SPD可以分為電源線路SPD和信號線路SPD兩種。

2.2.1電源線路SPD

由于雷擊的能量是非常巨大的，需要通過分級泄放的方法，將雷擊能量逐步泄放到大地。在直擊雷非防護區(qū)(LPZ0A)或在直擊雷防護區(qū)(LPZ0B)與*防護區(qū)(LPZ1)交界處，安裝通過Ⅰ級分類試驗的浪涌保護器或限壓型浪涌保護器作為*級保護,對直擊雷電流進行泄放，或者當電源傳輸線路遭受直接雷擊時，將傳導(dǎo)的巨大能量進行泄放。在*防護區(qū)之后的各分區(qū)(包含LPZ1區(qū))交界處安裝限壓型浪涌保護器，作為二、三級或更高等級保護。第二級保護器是針對前級保護器的殘余電壓以及區(qū)內(nèi)感應(yīng)雷擊的防護設(shè)備，在前級發(fā)生較大雷擊能量吸收時，仍有一部分對設(shè)備或第三級保護器而言是相當巨大的能量，會傳導(dǎo)過來，需要第二級保護器進一步吸收。同時，經(jīng)過*級防雷器的傳輸線路也會感應(yīng)雷擊電磁脈沖輻射。當線路足夠長時，感應(yīng)雷的能量就變得足夠大，需要第二級保護器進一步對雷擊能量實施泄放。第三級保護器對通過第二級保護器的殘余雷擊能量進行保護。根據(jù)被保護設(shè)備的耐壓等級，假如兩級防雷就可以做到限制電壓低于設(shè)備的耐壓水平，就只需要做兩級保護;假如設(shè)備的耐壓水平較低，可能需要四級甚至更多級的保護。

選擇SPD，首先需要了解一些參數(shù)及其工作原理。

⑴ 10/350μs波是模擬直擊雷的波形，波形能量大; 8/20μs波是模擬雷電感應(yīng)和雷電傳導(dǎo)的波形。

⑵標稱放電電流In是指流過SPD、8/20μs電流波的峰值電流。

⑶大放電電流Imax又稱為大通流量，指使用8/20μs電流波沖擊SPD一次能承受的大放電電流。

⑷大持續(xù)耐壓Uc(rms)指可連續(xù)施加在SPD上的大交流電壓有效值或直流電壓。

⑸殘壓Ur指在額定放電電流In下的殘壓值。

⑹保護電壓Up表征SPD限制接線端子間的電壓特性參數(shù)，其值可從優(yōu)選值的列表中選取，應(yīng)大于限制電壓的高值。

⑺電壓開關(guān)型SPD主要泄放的是10/350μs電流波，限壓型SPD主要泄放的是8/20μs電流波。

2.2.2信號線路SPD

信號線路SPD其實就是信號避雷器，安裝在信號傳輸線路中，一般在設(shè)備前端，用來保護后續(xù)設(shè)備，防止雷電波從信號線路涌入損傷設(shè)備。

1)電壓保護水平(UP)的選擇

UP 值不應(yīng)超過被保護設(shè)備耐沖擊電壓額定值，UP 要求SPD 與被保護的設(shè)備的絕緣應(yīng)有良好配合。

在低壓供配電系統(tǒng)裝置中，設(shè)備均應(yīng)具有一定的耐受電涌能力，即耐沖擊過電壓能力。當無法獲得220/380V 三相系統(tǒng)各種設(shè)備的耐沖擊過電壓值時，可按IEC 60664-1 和GB 50057-1994(2000 版)的給定指標選用。

2)標稱放電電流In 的(沖擊通流容量)選擇

流過SPD、8/20 μs 電流波的峰值電流。用于對SPD 做II 級分類試驗，也用于對SPD 做I 級和II 級分類試驗的預(yù)處理。

事實上，In 是SPD 不發(fā)生實質(zhì)性破壞而能通過規(guī)定次數(shù)(一般為20 次)、規(guī)定波形(8/20 μs)的大限度的沖擊電流峰值。

3)大放電電流Imax(極限沖擊通流容量)的選擇

流過SPD、8/20 μs 電流波的峰值電流，用于II 級分類試驗。Imax 與In 有許多相同點，他們都是用8/20 μs 電流波的峰值電流對SPD 做II 級分類試驗。不同之處也很明顯，Imax 只對SPD 做一次沖擊試驗，試驗后SPD 不發(fā)生實質(zhì)性破壞;而In 可以做20次這樣的試驗，試驗后SPD 也不能有實質(zhì)性破壞。因此，Imax 是沖擊的電流極限值，所以放電電流也稱為極限沖擊通流容量。顯然，Imax>In。

工作原理

浪涌保護器(Surge protection Device)是電子設(shè)備雷電防護中*的一種裝置，過去常稱為

"避雷器"或"過電壓保護器"英文簡寫為SPD.浪涌保護器的作用是把竄入電力線、信號傳輸線的瞬時過電壓限制在設(shè)備或系統(tǒng)所能承受的電壓范圍內(nèi)，或?qū)姶蟮睦纂娏餍沽魅氲兀Ｗo被保護的設(shè)備或系統(tǒng)不受沖擊而損壞。

浪涌保護器的類型和結(jié)構(gòu)按不同的用途有所不同，但它至少應(yīng)包含一個非線性電壓限制元件。用于浪涌保護器的基本元器件有:放電間隙、充氣放電管、壓敏電阻、抑制二極管和扼流線圈等。

基本元件

⒈放電間隙(又稱保護間隙):

它一般由暴露在空氣中的兩根相隔一定間隙的金屬棒組成，其中一根金屬棒與所需保護設(shè)備的電源相線L1或零線(N)相連，另一根金屬棒與接地線(PE)相連接，當瞬時過電壓襲來時，間隙被擊穿，把一部分過電壓的電荷引入大地，避免了被保護設(shè)備上的電壓升高。這種放電間隙的兩金屬棒之間的距離可按需要調(diào)整，結(jié)構(gòu)較簡單，其缺點是滅弧性能差。改進型的放電間隙為角型間隙，它的滅弧功能較前者為好，它是靠回路的電動力F作用以及熱氣流的上升作用而使電弧熄滅的。

⒉氣體放電管:

它是由相互離開的一對冷陰板封裝在充有一定的惰性氣體(Ar)的玻璃管或陶瓷管內(nèi)組成的。為了提高放電管的觸發(fā)概率，在放電管內(nèi)還有助觸發(fā)劑。這種充氣放電管有二極型的，也有三極型的，

氣體放電管的技術(shù)參數(shù)主要有:直流放電電壓Udc;沖擊放電電壓Up(一般情況下Up≈(2~3)Udc;工頻耐受電流In;沖擊耐受電流Ip;絕緣電阻R(>109Ω);極間電容(1-5PF)

氣體放電管可在直流和交流條件下使用，其所選用的直流放電電壓Udc分別如下:在直流條件下使用:Udc≥1.8U0(U0為線路正常工作的直流電壓)

在交流條件下使用:U dc≥1.44Un(Un為線路正常工作的交流電壓有效值)

⒊壓敏電阻:

它是以ZnO為主要成分的金屬氧化物半導(dǎo)體非線性電阻，當作用在其兩端的電壓達到一定數(shù)值后，電阻對電壓十分敏感。它的工作原理相當于多個半導(dǎo)體P-N的串并聯(lián)。壓敏電阻的特點是非線性特性好(I=CUα中的非線性系數(shù)α)，通流容量大(~2KA/cm2)，常態(tài)泄漏電流小(10-7~10-6A)，殘壓低(取決于壓敏電阻的工作電壓和通流容量)，對瞬時過電壓響應(yīng)時間快(~10-8s)，無續(xù)流。

壓敏電阻的技術(shù)參數(shù)主要有:壓敏電壓(即開關(guān)電壓)UN，參考電壓Ulma;殘壓Ures;殘壓比K(K=Ures/UN);大通流容量Imax;泄漏電流;響應(yīng)時間。

壓敏電阻的使用條件有:壓敏電壓:UN≥[(√2×1.2)/0.7]U0(U0為工頻電源額定電壓)

小參考電壓:Ulma≥(1.8~2)Uac (直流條件下使用)

Ulma≥(2.2~2.5)Uac(在交流條件下使用，Uac為交流工作電壓)

壓敏電阻的大參考電壓應(yīng)由被保護電子設(shè)備的耐受電壓來確定，應(yīng)使壓敏電阻的殘壓低于被保護電子設(shè)備的而損電壓水平，即(Ulma)max≤Ub/K，上式中K為殘壓比，Ub為被保護設(shè)備的而損電壓。

⒋抑制二極管:

抑制二極管具有箝位限壓功能，它是工作在反向擊穿區(qū)，由于它具有箝位電壓低和動作響應(yīng)快的優(yōu)點，特別適合用作多級保護電路中的末幾級保護元件。抑制二極管在擊穿區(qū)內(nèi)的伏安特性可用下式表示:I=CUα，上式中α為非線性系數(shù)，對于齊納二極管α=7~9，在雪崩二極管α=5~7.

抑制二極管的技術(shù)參數(shù)

擊穿電壓，它是指在反向擊穿電流(常為lma)下的擊穿電壓，這于齊納二極管額定擊穿電壓一般在2.9V~4.7V范圍內(nèi)，而雪崩二極管的額定擊穿電壓常在5.6V~200V范圍內(nèi)。

⑵大箝位電壓:它是指管子在通過規(guī)定波形的大電流時，其兩端出現(xiàn)的高電壓。

⑶脈沖功率:它是指在規(guī)定的電流波形(如10/1000μs)下，管子兩端的大箝位電壓與管子中電流等值之積。

⑷反向變位電壓:它是指管子在反向泄漏區(qū)，其兩端所能施加的大電壓，在此電壓下管子不應(yīng)擊穿。此反向變位電壓應(yīng)明顯高于被保護電子系統(tǒng)的高運行電壓峰值，也即不能在系統(tǒng)正常運行時處于弱導(dǎo)通狀態(tài)。

⑸大泄漏電流:它是指在反向變位電壓作用下，管子中流過的大反向電流。

⑹響應(yīng)時間:10-11s

⒌扼流線圈:扼流線圈是一個以鐵氧體為磁芯的共模干擾抑制器件，它由兩個尺寸相同，匝數(shù)相同的線圈對稱地繞制在同一個鐵氧體環(huán)形磁芯上，形成一個四端器件，要對于共模信號呈現(xiàn)出大電感具有抑制作用，而對于差模信號呈現(xiàn)出很小的漏電感幾乎不起作用。扼流線圈使用在平衡線路中能有效地抑制共模干擾信號(如雷電干擾)，而對線路正常傳輸?shù)牟钅Ｐ盘枱o影響。

扼流線圈在制作時應(yīng)滿足以下要求

1)繞制在線圈磁芯上的導(dǎo)線要相互絕緣，以保證在瞬時過電壓作用下線圈的匝間不發(fā)生擊穿短路。

2)當線圈流過瞬時大電流時，磁芯不要出現(xiàn)飽和。

3)線圈中的磁芯應(yīng)與線圈絕緣，以防止在瞬時過電壓作用下兩者之間發(fā)生擊穿。

4)線圈應(yīng)盡可能繞制單層，這樣做可減小線圈的寄生電容，增強線圈對瞬時過電壓的而授能力。

⒍ 1/4波長短路器

1/4波長短路器是根據(jù)雷電波的頻譜分析和天饋線的駐波理論所制作的微波信號浪涌保護器，這種保護器中的金屬短路棒長度是根據(jù)工作信號頻率(如900MHZ或1800MHZ)的1/4波長的大小來確定的。此并聯(lián)的短路棒長度對于該工作信號頻率來說，其阻抗無窮大，相當于開路，不影響該信號的傳輸，但對于雷電波來說，由于雷電能量主要分布在n+KHZ以下，此短路棒對于雷電波阻抗很小，相當于短路，雷電能量級被泄放入地。

由于1/4波長短路棒的直徑一般為幾毫米，因此耐沖擊電流性能好，可達到30KA(8/20μs)以上，而且殘壓很小，此殘壓主要是由短路棒的自身電感所引起的，其不足之處是工頻帶較窄，帶寬約為2%~20%左右，另一個缺點是不能對天饋設(shè)施加直流偏置，使某些應(yīng)用受到限制。

折疊編輯本段基本電路

浪涌保護器的電路根據(jù)不同需要，有不同的形式，其基本元器件就是上面介紹的幾種，一個技術(shù)精通的防雷產(chǎn)品研究工作者，可設(shè)計出五花八門的電路，好似一盒積木可搭出不同的結(jié)構(gòu)圖案。研制出既有效又性能價格比好的產(chǎn)品，是防雷工作者的重任。

折疊編輯本段分級防護

*級防雷器可以對于直接雷擊電流進行泄放，或者當電源傳輸線路遭受直接雷擊時傳導(dǎo)的巨大能量進行泄放，對于有可能發(fā)生直接雷擊的地方，必須進行CLASS-I的防雷。第二級防雷器是針對前級防雷器的殘余電壓以及區(qū)內(nèi)感應(yīng)雷擊的防護設(shè)備，對于前級發(fā)生較大雷擊能量吸收時，仍有一部分對設(shè)備或第三級防雷器而言是相當巨大的能量會傳導(dǎo)過來，需要第二級防雷器進一步吸收。同時，經(jīng)過*級防雷器的傳輸線路也會感應(yīng)雷擊電磁脈沖輻射LEMP，當線路足夠長感應(yīng)雷的能量就變得足夠大，需要第二級防雷器進一步對雷擊能量實施泄放。第三級防雷器是對LEMP和通過第二級防雷器的殘余雷擊能量進行保護。

折疊*級保護

目的是防止浪涌電壓直接從LPZ0區(qū)傳導(dǎo)進入LPZ1區(qū)，將數(shù)萬至數(shù)十萬伏的浪涌電壓限制到2500-3000V。

入戶電力變壓器低壓側(cè)安裝的電源防雷器作為*級保護時應(yīng)為三相電壓開關(guān)型電源防雷器，其雷電通流量不應(yīng)低于60KA。該級電源防雷器應(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雷器。一般要求該級電源防雷器具備每相100KA以上的大沖擊容量，要求的限制電壓小于1500V，稱之為CLASS I級電源防雷器。這些電磁防雷器是專為承受雷電和感應(yīng)雷擊的大電流以及吸引高能量浪涌而設(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(沖擊電流流過電源防雷器時，線路上出現(xiàn)的大電壓稱為限制電壓)為中等級別的保護，因為CLASS I級保護器主要是對大浪涌電流進行吸收，僅靠它們是不能*保護供電系統(tǒng)內(nèi)部的敏感用電設(shè)備的。

*級電源防雷器可防范10/350μs、100KA的雷電波，達到IEC規(guī)定的高防護標準。其技術(shù)參考為:雷電通流量大于或等于100KA(10/350μs);殘壓值不大于2.5KV;響應(yīng)時間小于或等于100ns。

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第二級防護

目的是進一步將通過*級防雷器的殘余浪涌電壓的值限制到1500-2000V，對LPZ1-LPZ2實施等電位連接。

分配電柜線路輸出的電源防雷器作為第二級保護時應(yīng)為限壓型電源防雷器，其雷電流容量不應(yīng)低于20KA，應(yīng)安裝在向重要或敏感用電設(shè)備供電的分路配電處。這些電源防雷器對于通過了用戶供電入口處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*的抑制作用。該處使用的電源防雷器要求的大沖擊容量為每相45kA以上，要求的限制電壓應(yīng)小于1200V，稱之為CLASS Ⅱ級電源防雷器。一般用戶供電系統(tǒng)做到第二級保護就可以達到用電設(shè)備運行的要求了

第二級電源防雷器采用C類保護器進行相-中、相-地以及中-地的全模式保護，主要技術(shù)參數(shù)為:雷電通流容量大于或等于40KA(8/20μs);殘壓峰值不大于1000V;響應(yīng)時間不大于25ns。

第三級保護

目的是終保護設(shè)備的手段，將殘余浪涌電壓的值降低到1000V以內(nèi)，使浪涌的能量不致?lián)p壞設(shè)備。

在電子信息設(shè)備交流電源進線端安裝的電源防雷器作為第三級保護時應(yīng)為串聯(lián)式限壓型電源防雷器，其雷電通流容量不應(yīng)低于10KA。

后的防線可在用電設(shè)備內(nèi)部電源部分采用一個內(nèi)置式的電源防雷器，以達到*消除微小的瞬態(tài)過電壓的目的。該處使用的電源防雷器要求的大沖擊容量為每相20KA或更低一些，要求的限制電壓應(yīng)小于1000V。對于一些特別重要或特別敏感的電子設(shè)備具備第三級保護是必要的，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。

對于微波通信設(shè)備、移動機站通信設(shè)備及雷達設(shè)備等使用的整流電源，宜視其工作電壓的保護需要分別選用工作電壓適配的直流電源防雷器作為末級保護

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