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基本参数
- 浪涌保护器
1
- 防雷器
2
4.1关于吸收和储存大气电场能量《设计原理》第3.3.3节“易敌雷研究的理论基础及原理描述”中这样写道:“当风暴降临时,装置通过底部电极吸收大气电场中能量并储存于其内部的电子线路,当电荷充电到一定程度时,通过其上部电极放电,在其尖端周围形成强的云层电荷相反的离子层。
……易敌雷的这种强的电离放电产生向上的发射的提前先导……。”需要指出,大气静电场的能量密度是很低的。例如,在雷击即将发生前的电场强度40kV/m时,空间大气电场的能量密度仅为4′10-9焦尔/cm3。我们知道,一个金属物体放入静电场中时,将使原有的电场畸变。
并且,由于金属的导电性和表面的等位性,在金属体内的电场强度恒等于零。要想借助“易敌雷”的底部电极,在被动的没有外力做功的条件下,吸收大气静电场的能量并将其储存起来,积累到所需要的数量,并不断地利用这个能量产生火花放电,从原理上说,是不成立的,不可能的。
《设计原理》还说:“当其电子装置中的充电电场梯度,即dv(电场变化量)/dt(时间间隔)达到某一定比率时,电离放电并形成向上先导,……‘引雷’是有条件的,在dv/dt达到某个确定比例才发生,此时的电场强度达到kV/m。
如果我们能设计出一种机械,或一种电子线路,在外力不做功的条件下,吸收静电场能量并将其浓缩和储存起来,用于实际,那无异于制造了一台永动机。致于要借助这个储存的能量,产生向上先导,更是无稽之谈。”在这里,《设计原理》将dv/dt说成是电场梯度,这是概念上的或本质上的错误。
dv/dt不是电场梯度,而是电压随时间的变化率,它不是能量,不能“充电”入某个电子装置。《设计原理》说的引雷时的条件是“电场强度达到400—500kV/m”。试问,是哪里的电场达到这个值。需要指出,空间电场强度远未达到这个数值之前,雷电放电就形成了。
专业术语/浪涌保护器浪涌保护器浪涌保护器图册1、接闪器Air-terminationsystem用于直接接受或承受雷击的金属物体和金属结构,如:避雷针、避雷带(线)、避雷网等。分析/浪涌保护器雷电灾害是严重的自然灾害之一,全世界每年因雷电灾害造成的人员伤亡、财产损失不计其数。
工作原理/浪涌保护器浪涌保护器浪涌保护器图册浪涌保护器(SurgeprotectionDevice)是电子设备雷电防护中不可缺少的一种装置,过去常称为"避雷器"或"过电压保护器"英文简写为SPD.浪涌保护器的作用是把窜入电力线、号传输线的瞬时过电压限制在设备或系统所能承受的电压范围内,或将强大的雷。
基本元件/浪涌保护器浪涌保护器浪涌保护器图册⒈放电间隙(又称保护间隙):它一般由暴露在空气中的两根相隔一定间隙的金属棒组成,其中一根金属棒与所需保护设备的电源相线L1或零线(N)相连,另一根金属棒与接地线(PE)相连接,当瞬时过电压袭来时,间隙被击穿,把一部分过电压的电荷引入大地,避免了被保护设备上。
基本电路/浪涌保护器浪涌保护器的电路根据不同需要,有不同的形式,其基本元器件就是上面介绍的几种,一个技术精通的防雷产品研究工作者,可设计出五花八门的电路,好似一盒积木可搭出不同的结构图案。研制出既有效又性能价格比好的产品,是防雷工作者的重任。
分级防护/浪涌保护器原理图原理图图册级防雷器可以对于直接雷击电流进行泄放,或者当电源传输线路遭受直接雷击时传导的巨大能量进行泄放,对于有可能发生直接雷击的地方,必须进行CLASS-I的防雷。安装方法/浪涌保护器1、SPD常规安装要求浪涌保护器采用35MM标准导轨安装对于固定式SPD,常规安装应遵循下述步骤:1)确定放电电流路径2)标记在设备终端引起的额外电压降的导线,。
2.4保护水平Up该值应比在SPD端子测得的大限制电压大,与设备的耐压Uw一致(1.2Up≤Uw),可以从一系列的参考值中选取(如0108、0109、……1、1.2、1.5、1.8、2、……8、10KV等)。
国标当中较好的Up有800V、900V.2.5漏电流并联型SPD要求漏电流≤30uA(公安部要求≤20uA),串联型SPD要求漏电流≤.2.6启动电压Uas过去认为启动电压即标称压敏电压,实际上通过SPD的电流可能远大于测试电流1mA,这时不能不考虑已经抬高的残压对设备保护的影响。
由于10/350us波形的能量比8/20us的大20倍,其电流相应大5倍,如果要用8/20us波形的SPD代替,其雷电通流量相应要大5倍。从压敏电压到启动电压的时间(即SPD的响应时间)比较长,约为100ns.启动电压越高则残压也越高,越低则压敏电阻易老化。
其值不应大于被保护设备的绝缘水平。2.7残压Ures是真正加在被保护设备端口的电压。残压越低越好,应小于被保护设备耐冲击过电压额定值。见表1:表1220/380V三相系统各种设备耐冲击过电压额定值UwUwUw2.8标称放电电流In用来划分SPD等级,具有8/20us或10/350us模拟雷电流冲击波的放电电流。
Imax=2~3In。2.9持续工作电流Ic在大持续工作电压Uc下保护模式上流过的电流,实际上是各保护元件及与其并联的内部辅助电路流过的电流之和。为避免过电流保护设备或其它保护设备(如RCD)不必要动作,Ic值的选择非常有用。
一般情况下对RCD,Ic应小于额定残压电流值(I△n)的1/3.2.10以上是选择SPD时所要考虑的几种主要的参数,可以通过下图来具体比较几种电压之间的关系:图1UpUn和Uc相关曲线3.电源SPD的线路安装3.1安装位置按照IEC(LPZ)的概念,当电气线路穿过两防雷区交界处时要安装浪涌保护器,
根据此标准(一般来说),连接电缆的电感一般是1μH/m左右。所以设计该系统时,记得连接电缆要包含火线和接地线。上图中的安装暴露出一个问题:如图安装会产生1kA/μs的故障电流,这会导致每米连接浪涌保护器的接线上的压降为1000伏。
如果接线是1米接地线是0.5米,被保护设备将会承受浪涌保护器的箝制电压再加上1500伏的电压,而通过正确安装浪涌保护器可以极大的减少这种电压。理想的安装方法如下:按照以上安装方法,被保护设备只会承受几乎等于浪涌保护器箝制电压的低电压。
一些浪涌保护器需要额外的保护措施,如,不会被热损坏的丝,用来保证浪涌保护器处理能级。其他制造商造出的浪涌保护器可以在风机主断路器短路之前处理全部电流。选择过电压保护的组件时,需要考虑是否有必要使用更多的组件来保证浪涌保护器保护设备。
通常粗略保护就是在设备入口处安装一个浪涌保护器,而精细保护就是把浪涌保护器直接安装在被保护设备上。据浪涌保护器目前发展情况,只需安装一个装置,或是粗略保护和精细保护的组合,或是一个据精细保护原则制造的简单大型的浪涌保护器,就可在很大程度上起到全防护作用。
浪涌保护器的安装位置被选定后,就要选择浪涌保护器的级别了。所有的浪涌保护器根据它们能导入地下的能量来划分不同的级别。越低级别的浪涌保护器的导通需要越高的箝位电压。这就导致了被保护设备上压力的增加。被保护设备越容易受到破坏,越需要选择高级别的浪涌保护器。
一般来说,根据特定区域需要的保护级别来划分出不同的安装区域,这样对浪涌保护器的选型就会容易多了,同时对具体的区域需要什么级别的浪涌保护器提供了概况。考虑在雷电防护总体设计中加入浪涌保护器设计,雷电防护区域可以和浪涌保护器各级过渡区域相整合,而通过各级过渡区域可以知道浪涌保护器的放置位置。
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