浪涌保護器，浪涌保護器SPD，防雷器在電氣系統中的作用
來(lái)源：海南翔波雷電防護有限公司 發(fā)布時(shí)間：2022-12-14 14:44:16
眾所周知，電子產(chǎn)品在使用中經(jīng)常會(huì )遇到意外的電壓瞬變和浪涌，從而導致電子產(chǎn)品的損壞，損壞的原因是電子產(chǎn)品中的半導體器件(包括二極管、晶體管、可控硅和集成電路等)被燒毀或擊穿。
據估計，電子產(chǎn)品的故障有75%是由于瞬變和雷擊浪涌造成的。電壓的瞬變和浪涌無(wú)處不在，電網(wǎng)、雷擊、爆破,就連人在地毯上行走都會(huì )產(chǎn)生上萬(wàn)伏的靜電感應電壓，這些都是電子產(chǎn)品的隱形致命殺手。因此，為了提高電子產(chǎn)品的可靠性和人體自身的安全性，必須對電壓瞬變和浪涌采取防護措施。
01其方法之一是使整機和系統接地，整機和系統的地(公共端)和大地應分開(kāi)，整機和系統中的每個(gè)子系統均應有獨立的公共端，在子系統之間需傳輸數據或信號時(shí)，應以大地為參考電平，接地線(xiàn)(面)必須能流過(guò)很大的電流，如幾百安培。
02第二種防護方法是在整機和系統中的關(guān)鍵部位(如電腦的顯示器等)采用電壓瞬變和浪涌的防護器件，使電壓瞬變和浪涌通過(guò)防護器件旁路到子系統地和大地，從而讓進(jìn)入整機和系統中的瞬變電壓和浪涌幅度大大降低。
03第三種防護方法是對重要和昂貴的整機和系統采用幾個(gè)電壓瞬變和浪涌防護器件的組合形式，以構成多級防護電路。
浪涌保護器(SPD）為電子設備的電源浪涌防護提供了一種簡(jiǎn)便、經(jīng)濟、可靠的防護方法，通過(guò)防浪涌元件(MOV)，在雷擊感應及操作過(guò)電壓時(shí)，迅速將浪涌能量傳入大地，保護設備免遭損害。
對雷擊浪涌的防護方法
(1) 并聯(lián)型浪涌（電涌）保護器SPD并聯(lián)于供電線(xiàn)路上
在正常情況下，防雷模塊內的壓敏電阻處于高阻狀態(tài)。電網(wǎng)遭受雷擊或開(kāi)關(guān)操作出現瞬時(shí)浪涌過(guò)電壓時(shí)，防雷器在納秒級時(shí)間內響應，壓敏電阻呈低阻狀態(tài)，迅速將過(guò)電壓限制在一個(gè)很低的幅值內。
當線(xiàn)路中有較長(cháng)時(shí)間的持續脈沖或持續過(guò)電壓，壓敏電阻器性能劣化而發(fā)熱到一定程度使熱脫機構脫扣，避免火災發(fā)生，從而保護設備。
(2) 串聯(lián)濾波型浪涌（電涌）保護器SPD串聯(lián)接入供電線(xiàn)路中
為貴重的電子設備提供安全、潔凈的電源，雷電波除了有巨大的能量外，還有極其高度的電壓及電流上升率。并聯(lián)型電涌保護器只能抑制雷電波的幅值，但無(wú)法改變其急劇上升的前沿。串聯(lián)濾波型電源電涌保護器串聯(lián)于供電線(xiàn)路上。
在過(guò)電壓情況下MOV1、MOV2在納妙級時(shí)間內做出響應，將過(guò)電壓箝位；同時(shí)LC濾波器將雷電波陡峭的電壓，電流提升率降低近1000倍，殘壓降低5倍，從而保護敏感的用戶(hù)設備。
(3) 在電源線(xiàn)的相間、線(xiàn)間安裝壓敏限幅型元件，以限制浪涌過(guò)電壓
第一種方法對照明、電梯、空調、電機等耐沖擊電壓水平較高的電氣設備的防護效果比較好。但對于集成度高、結構緊湊的現代電子設備來(lái)說(shuō)，實(shí)際防護效果就不那么令人滿(mǎn)意了。
理由如下：
以單相220V交流電源的感應雷擊防護為例，常用方法在零、地線(xiàn)之間并上合適的壓敏型元件，以吸收限制感應雷擊產(chǎn)生的尖峰電壓。電源線(xiàn)路防雷效果的好壞完全取決于壓敏器件參數的選擇和壓敏器件工作的可靠性。
壓敏限幅值的選擇是在市電的峰值310V的基礎上加上20%的電網(wǎng)波動(dòng)影響、10%的器件分散性誤差和15%的因長(cháng)期工作造成發(fā)熱、受潮、元件老化等可靠性因素補償，一般取值為470V～510V。感應雷擊等各種尖峰干擾電壓都被限制在470V。對于470V以下的電壓，壓敏器件不動(dòng)作。
普通低壓電器設備(機床、電梯、照明、空調等)的工頻耐壓值一般為交流1500V，而瞬間耐壓峰值可達2500V以上，所以470V的電壓是十分安全的。但大規模集成電路組成的現代電子設備的工作電壓一般為±5V～±15V之間，最高耐壓值一般不超過(guò)50V，所以疊加在市電上的小于470V的高頻尖峰電壓就會(huì )直接送入負載，通過(guò)空間耦合電容，變壓器層間、極間電容不成比例地傳到開(kāi)關(guān)電源或集成電路芯片上，能造成故障。
據估計，電子產(chǎn)品的故障有75%是由于瞬變和雷擊浪涌造成的。電壓的瞬變和浪涌無(wú)處不在，電網(wǎng)、雷擊、爆破,就連人在地毯上行走都會(huì )產(chǎn)生上萬(wàn)伏的靜電感應電壓，這些都是電子產(chǎn)品的隱形致命殺手。因此，為了提高電子產(chǎn)品的可靠性和人體自身的安全性，必須對電壓瞬變和浪涌采取防護措施。
01其方法之一是使整機和系統接地，整機和系統的地(公共端)和大地應分開(kāi)，整機和系統中的每個(gè)子系統均應有獨立的公共端，在子系統之間需傳輸數據或信號時(shí)，應以大地為參考電平，接地線(xiàn)(面)必須能流過(guò)很大的電流，如幾百安培。
02第二種防護方法是在整機和系統中的關(guān)鍵部位(如電腦的顯示器等)采用電壓瞬變和浪涌的防護器件，使電壓瞬變和浪涌通過(guò)防護器件旁路到子系統地和大地，從而讓進(jìn)入整機和系統中的瞬變電壓和浪涌幅度大大降低。
03第三種防護方法是對重要和昂貴的整機和系統采用幾個(gè)電壓瞬變和浪涌防護器件的組合形式，以構成多級防護電路。
浪涌保護器(SPD）為電子設備的電源浪涌防護提供了一種簡(jiǎn)便、經(jīng)濟、可靠的防護方法，通過(guò)防浪涌元件(MOV)，在雷擊感應及操作過(guò)電壓時(shí)，迅速將浪涌能量傳入大地，保護設備免遭損害。
對雷擊浪涌的防護方法
(1) 并聯(lián)型浪涌（電涌）保護器SPD并聯(lián)于供電線(xiàn)路上
在正常情況下，防雷模塊內的壓敏電阻處于高阻狀態(tài)。電網(wǎng)遭受雷擊或開(kāi)關(guān)操作出現瞬時(shí)浪涌過(guò)電壓時(shí)，防雷器在納秒級時(shí)間內響應，壓敏電阻呈低阻狀態(tài)，迅速將過(guò)電壓限制在一個(gè)很低的幅值內。
當線(xiàn)路中有較長(cháng)時(shí)間的持續脈沖或持續過(guò)電壓，壓敏電阻器性能劣化而發(fā)熱到一定程度使熱脫機構脫扣，避免火災發(fā)生，從而保護設備。
(2) 串聯(lián)濾波型浪涌（電涌）保護器SPD串聯(lián)接入供電線(xiàn)路中
為貴重的電子設備提供安全、潔凈的電源，雷電波除了有巨大的能量外，還有極其高度的電壓及電流上升率。并聯(lián)型電涌保護器只能抑制雷電波的幅值，但無(wú)法改變其急劇上升的前沿。串聯(lián)濾波型電源電涌保護器串聯(lián)于供電線(xiàn)路上。
在過(guò)電壓情況下MOV1、MOV2在納妙級時(shí)間內做出響應，將過(guò)電壓箝位；同時(shí)LC濾波器將雷電波陡峭的電壓，電流提升率降低近1000倍，殘壓降低5倍，從而保護敏感的用戶(hù)設備。
(3) 在電源線(xiàn)的相間、線(xiàn)間安裝壓敏限幅型元件，以限制浪涌過(guò)電壓
第一種方法對照明、電梯、空調、電機等耐沖擊電壓水平較高的電氣設備的防護效果比較好。但對于集成度高、結構緊湊的現代電子設備來(lái)說(shuō)，實(shí)際防護效果就不那么令人滿(mǎn)意了。
理由如下：
以單相220V交流電源的感應雷擊防護為例，常用方法在零、地線(xiàn)之間并上合適的壓敏型元件，以吸收限制感應雷擊產(chǎn)生的尖峰電壓。電源線(xiàn)路防雷效果的好壞完全取決于壓敏器件參數的選擇和壓敏器件工作的可靠性。
壓敏限幅值的選擇是在市電的峰值310V的基礎上加上20%的電網(wǎng)波動(dòng)影響、10%的器件分散性誤差和15%的因長(cháng)期工作造成發(fā)熱、受潮、元件老化等可靠性因素補償，一般取值為470V～510V。感應雷擊等各種尖峰干擾電壓都被限制在470V。對于470V以下的電壓，壓敏器件不動(dòng)作。
普通低壓電器設備(機床、電梯、照明、空調等)的工頻耐壓值一般為交流1500V，而瞬間耐壓峰值可達2500V以上，所以470V的電壓是十分安全的。但大規模集成電路組成的現代電子設備的工作電壓一般為±5V～±15V之間，最高耐壓值一般不超過(guò)50V，所以疊加在市電上的小于470V的高頻尖峰電壓就會(huì )直接送入負載，通過(guò)空間耦合電容，變壓器層間、極間電容不成比例地傳到開(kāi)關(guān)電源或集成電路芯片上，能造成故障。
盡管高頻開(kāi)關(guān)電源和電子設備都有相應的防尖峰干擾措施，但受成本和體積限制，再加上感應雷擊等尖峰干擾的強度、頻譜變化很大，所以防護效果不理想。這還是在壓敏限幅元件比較理想的情況下得出的效果，實(shí)際上由于壓敏元件殘壓和引線(xiàn)電感的影響，在較強感應雷擊下，可能會(huì )導致實(shí)際限幅電壓峰值升到800V～1000V以上，而使后級電子設備遭受威脅。
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