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浪涌保护器(SPD)的基本原理

助工
2020-09-11 17:20:37    评分

电涌保护器(Surge Protective Device,SPD)又称浪涌保护器,是用于带电系统中限制瞬态过电压和导引泄放电涌电流的非线性防护器件,用以保护耐压水平低的电器或电子系统免遭雷击及雷击电磁脉冲或操作过电压的损害。

SPD的工作原理

电涌保护器适用于220/380V低压电源保护,是一种非线性元件,根据IEC标准规定,电涌保护器是主要抑制传导过来的线路过电压和过电流的装置。电涌保护器起到保护作用,基本要求是必须承受预期通过的雷电电流,并且通过电涌最大钳压,有效熄灭在雷电流通过后产生的工频续流,把窜入电力线、信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,或将强大的雷电流泄流入地,保护被保护的设备或系统不受冲击而损坏。

电涌保护器的类型和结构按不同的用途有所不同,但至少包含一个非线性电压限制元件。常用电涌保护器有MOV(Metal Oxide Varistor)同气体放电管等。电涌包含强大的能量因此不能被阻止。基于这种原因,保护敏感电气设备免受电涌损坏的策略是把电涌从设备分流后流入大地。

浪涌保护器MOV由三部分组成:中间是一根金属氧化物材料,由两个半导体连接着电源和地线。当产生浪涌时MOV立即动作,响应时间为1~3毫微秒。MOV中的“V”是变阻器,在响应的一瞬间,MOV的电阻从最大值降到近乎零欧姆,过电流经MOV流入大地。被保护电气设备继续在正常工作电压下运行。其半导体元件具有随电压变化而改变电阻的性质。当电压低于某个特定值时,半导体中的电子运动产生高电阻。反之,当电压超过该特定值时,电子运动会发生变化,半导体电阻降低接近零欧姆。电压正常,浪涌保护器MOV闲在一旁,不影响电力线路。

价浪涌保护器MOV优劣的指标:(1)箝位电压:表示将导致MOV接通地线的电压值。箝位电压越低,表示保护性能越好。(2)能量吸收/耗散能力:此标称值表示浪涌保护器在烧毁前能够吸收多少能量,单位为焦耳。其数值越高,保护性能就越好。(3)响应时间:浪涌保护器不会立刻断开,它们对电涌做出响应会有略微的延迟。

另一种常见的浪涌保护装置是气体放电管。这些气体放电管作用与MOV相同,它们将多余电流从火线移到地线,通过在两根电线之间使用惰性气体作为导体实现此功能。当电压处于某一特定范围时,该气体的组成决定了它是不良导体。如果电压出现浪涌并超过这一范围,电流的强度将足以使气体电离,从而使气体放电管成为非常良好的导体。它会将电流传导至地线,直到电压恢复正常水平,随后又会成为不良导体




关键词: 浪涌     保护器     基本     原理    

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