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本文通过对进口防雷器的核心技术和参数进行详细介绍,并对选择电源防雷器的几个重要的参数进行对比分析,对技术人员以后在电源防雷器上的选择起到一定的参考。
1、电源防雷器介绍
电源防雷器,即电源SPD,在电源系统的防雷中起着重要的作用。它并联在线路中为雷电流提供一个泄放通道,并将加在后端设备的过电压限制在一定的范围内,从而对后面的设备进行保护。
组成电源SPD的元器件主要有陶瓷气体放电管(GDT)、氧化锌压敏电阻(MOV)、瞬态抑制二极管(TVS)。根据三种主要元件器的组合方式不同,可以分为单一元件的电源SPD和组合式的电源SPD。国内的电源SPD都是采用单一的气体放电管或压敏电阻组成SPD,成本较低,但存在许多缺陷,如单一的气体放电管具有残压高、响应时间长、工频续流等缺点,而单一的压敏电阻存在漏电的问题,这将大大减小SPD的使用寿命,并且可能产生自然自爆的现象。因此,为了克服上述元器件的缺点,充分发挥各自的优点,对元器件进行各种组合,并在技术工艺上进行革新,使得电源SPD的性能和技术参数指标得到优化,更加安全和有效地保护电气设备。2、 四种进口电源SPD核心技术介绍
四种进口电源SPD拥有的核心技术分别是:Palmas的复合型技术、PHOENIX的AEC能量配合技术、德国DEHN
的RADAX Flow技术、OBO的多层石墨火花间隙技术。
2.1复合型技术
该技术是将n个压敏电阻(MOV)、n个陶瓷放电管(GTD)、n个瞬态二极管(TVS)、浪涌电阻(SR)、温度控制保险管等各种瞬态过电压保护元器件通过串联和并联的矩阵方式排列在PCB电路板,由主放电电路(为雷电流泄放提供通道,并将残压逐步限制在很低的水平)和控制电路(用于监测各种防雷元件器的工作和老化状态)组成,充分利用不同元器件的优点,发挥其作用。它主要解决了残压、响应时间、漏电流、通流量、工频续流、使用寿命的问题。
2.2 AEC能量控制技术
主动能量控制的核心是一个属于B+C类的SPD,该SPD是在一个用特殊合金材料间隙的电极间加装了一个主动能量控制器,监测后级SPD的残压,在后级能量承受极限之前,主动触发放电间隙使之工作,并因开关型SPD工作之后维持放电电弧的电压较低,从而使得点火电路和后级SPD不再因过电压而处于工作状态,使得其承受的能量极小。它解决了残压、通流量、使用寿命的问题。
2.3 RADAX Flow技术
续流抑制、遮断专利技术,工作原理以径向和轴向吹弧优化电弧冷却为基础,必须的冷却气体是在电弧的影响下由周围的塑料材料产生的。它可实现被保护电气装置工作的高可靠性,与DEHNventil
M 辅助电路配合使用,可以有效降低防雷器的电压保护水平。它解决了残压、能量配合、工频续流的问题。
2.4多层石墨火花间隙技术
该技术的装置由九层火花间隙组成,这九层火花间隙由十片高能石墨电极圆盘叠合在一起够成,高耐热的特氟纶隔环,可靠地保证了火花间隙内部的安全距离,用螺栓固定的压铸锌金属连接板,将火花间隙组合在一起,箝制在精确的位置上,九层火花间隙中的八层间隙经过了大容量电容控制,因而保证了精确设定的保护电压水平小于2KV。
1、优点:电路简单,采用复合对称电路,共模、差模全保护,L、N可以随便接。
2、缺点:压敏电阻RV1短路失效后易引起火灾。好在每个压敏电阻上串联一个工频保险丝以防压敏电阻短路起火。如果L、N线不可能接反,则可省去压敏电阻RV2、RV3,将放电管G的上端直接接到N线上,构成“1+1”电路。
3、压敏电阻的压敏电压值参照下表选取(选压敏电压高一点的更安全、耐用,故障率低,但残压略高);根据通流容量要求选择外形尺寸和封装形式,或采用几个压敏电阻并联(应挑选压敏电压相近的并联,以延长使用寿命和确保安全)。
4、陶瓷气体放电管的通流容量根据要求的通流容量选择,直流击穿电压为470V~600V。当防雷器要求的通流容量≤3KA时,可以用玻璃放电管代替。
5、压敏电阻和气体放电管都必须按冲击10次以上的降额值计算通流容量(压敏电阻为一次冲击通流容量的三分之一左右,气体放电管为大通流容量的一半左右)
消费者在选购防雷器时往往了解不足,对防雷器存在多种误区,造成选择不当。选购防雷器有哪些注意事项呢?
第一点:防雷器外形和尺寸:
防雷器外形和尺寸与制造防雷器的阀片材料相关的。根据防雷器的使用环境,如果使用空间大不必可虑防雷器外形尺寸;如果使用在室内,那么要对防雷器的尺寸进行考虑:碳化硅防雷器SiC阀片,单位通流容量仅为ZnO阀片的1/4,在相同通流能力条件下,SiC阀片直径较大,防雷器外径也大;在相同额定电压和残压条件下,碳浪涌保护器化硅防雷器高度比氧化锌防雷器大。
第二点:防雷器性价比:
无间隙氧化锌防雷器的阀片,长时间受到电网电压作用,环境条件苛刻,在出厂时要对阀片进行严格检验。无间隙氧化锌防雷器的阀片承受暂态过电压的能力较弱,不能应用于3-35kv的电网中。对于间隙氧化锌防雷器串联使用,阀片长期作业不受损坏。
第三点:防雷器使用寿命:
使用环境、质量、耐用程度等等多方面因素都影响着防雷器的使用寿命。阀门的老化程度直接影响着防雷器的使用寿命。串联间隙氧化锌防雷器的间隙阀片耐久,无间隙氧化锌防雷器的阀片次之,碳化硅防雷器阀片寿命短,时间一般为7-10年,如果使用条件苛刻的话使用寿命会大大缩短。串联间隙氧化锌防雷器的阀片综合寿命高达20年以上。
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