浪涌保護器(SPD)的基本原理.docx

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1、浪涌保護器（SPD）的基本原理及應用時間：2012-10-2916:58:24?來源：作者：關鍵字：SPD???浪涌保護器???原理??????關于浪涌保護器的中心議題：浪涌保護器的工作原理浪涌保護器的分類SPD在防雷中的重要性SPD在計算機信息系統(tǒng)中的應用SPD應用的問題1引言電涌保護器(SurgeProtectiveDevice，SPD)又稱浪涌保護器，是用于帶電系統(tǒng)中限制瞬態(tài)過電壓和導引泄放電涌電流的非線性防護器件，用以保護耐壓水平低的電器或電子系統(tǒng)免遭雷擊及雷擊電磁脈沖或操作過電壓的損害。近年來，電子信息系統(tǒng)(如電視、電話、通信、計算機網絡等)發(fā)展迅猛，電子信息設備大量涌

2、現(xiàn)和普及。這類系統(tǒng)和設備比較昂貴和重要，其工作電壓、耐壓水平很低，極易受到雷電電磁脈沖的危害，為此需采用SPD做過電壓保護。由于各國遵循的標準不一樣，產品的規(guī)格沒有統(tǒng)一，參數(shù)的標識也各自有側重，遠不如其他電氣產品規(guī)范，給設計選型帶來很大不便。在工程設計中，常見品牌按產地劃分主要分為國產產品、歐洲產品和美洲產品。國產產品參數(shù)設置較亂，規(guī)格多樣，殘壓較高。規(guī)范產品的型號設置有的仿歐洲產品，有的遵循國標定參數(shù)，大部分產品都標注In與Imax。由于國產產品對應用場所要求較低，建筑物等級不高，設備耐壓值大，所以一些參數(shù)要求可適當放松。歐洲產品一般標注最大放電電流，產品型號也是根據(jù)這個參數(shù)設

3、定的。例如歐洲某著名品牌XXX65、XXX40，其中數(shù)值65、40就是Imax。但我國標準明確規(guī)定要用標稱放電電流In來進行選型，這是目前在工程設計中遇到的一個尷尬情況。經查該產品資料，XX65的In值不超過20kA，XX40的In值不超過15kA。如果依照GB50343建議值，這兩種產品只能用于設備末端三級保護，但在實際設計中，卻裝在了一、二級上，這明顯與國家標準的選型參數(shù)不符，且殘壓較高，普通型號一般超過1200V，一旦接線環(huán)境不好，很容易突破設備耐壓值。一般歐系產品Uc值較小，且投機取巧標注線電壓，因此在選型時，較容易出現(xiàn)誤導。2SPD概述2.1SPD的工作原理電涌保護器適

4、用于220/380V低壓電源保護，是一種非線性元件，根據(jù)IEC標準規(guī)定，電涌保護器是主要抑制傳導過來的線路過電壓和過電流的裝置。電涌保護器起到保護作用，基本要求是必須承受預期通過的雷電電流，并且通過電涌最大鉗壓，有效熄滅在雷電流通過后產生的工頻續(xù)流，把竄入電力線、信號傳輸線的瞬時過電壓限制在設備或系統(tǒng)所能承受的電壓范圍內，或將強大的雷電流泄流入地，保護被保護的設備或系統(tǒng)不受沖擊而損壞。電涌保護器的類型和結構按不同的用途有所不同，但至少包含一個非線性電壓限制元件。常用電涌保護器有MOV(MetalOxideVaristor)同氣體放電管等。電涌包含強大的能量因此不能被阻止?；谶@種

5、原因，保護敏感電氣設備免受電涌損壞的策略是把電涌從設備分流后流入大地。浪涌保護器MOV由三部分組成：中間是一根金屬氧化物材料，由兩個半導體連接著電源和地線。當產生浪涌時MOV立即動作，響應時間為1～3毫微秒。MOV中的“V”是變阻器，在響應的一瞬間，MOV的電阻從最大值降到近乎零歐姆，過電流經MOV流入大地。被保護電氣設備繼續(xù)在正常工作電壓下運行。其半導體元件具有隨電壓變化而改變電阻的性質。當電壓低于某個特定值時，半導體中的電子運動產生高電阻。反之，當電壓超過該特定值時，電子運動會發(fā)生變化，半導體電阻降低接近零歐姆。電壓正常，浪涌保護器MOV閑在一旁，不影響電力線路。價浪涌保護器

6、MOV優(yōu)劣的指標：(1)箝位電壓：表示將導致MOV接通地線的電壓值。箝位電壓越低，表示保護性能越好。(2)能量吸收/耗散能力：此標稱值表示浪涌保護器在燒毀前能夠吸收多少能量，單位為焦耳。其數(shù)值越高，保護性能就越好。(3)響應時間：浪涌保護器不會立刻斷開，它們對電涌做出響應會有略微的延遲。另一種常見的浪涌保護裝置是氣體放電管。這些氣體放電管作用與MOV相同，它們將多余電流從火線移到地線，通過在兩根電線之間使用惰性氣體作為導體實現(xiàn)此功能。當電壓處于某一特定范圍時，該氣體的組成決定了它是不良導體。如果電壓出現(xiàn)浪涌并超過這一范圍，電流的強度將足以使氣體電離，從而使氣體放電管成為非常良好的

7、導體。它會將電流傳導至地線，直到電壓恢復正常水平，隨后又會成為不良導體。2.2浪涌保護器的分類SPD是電子設備雷電防護中不可缺少的一種裝置，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備或系統(tǒng)所能承受的電壓范圍內，或將強大的雷電流泄流入地，保護被保護的設備或系統(tǒng)不受沖擊。2.2.1按工作原理分類按其工作原理分類，SPD可以分為電壓開關型、限壓型及組合型。(1)電壓開關型SPD。在沒有瞬時過電壓時呈現(xiàn)高阻抗，一旦響應雷電瞬時過電壓，其阻抗就突變?yōu)榈妥杩梗试S雷電流通過，也被