電源系統中防雷器原理以及選用
2.幾乎所有情況下的線(xiàn)纜防護,至少應分成兩級以上,同一級防雷器還可能包含多級保護(如串并式防雷器)。為了達到有效的保護,可在各防雷區界面處設置相應的防雷器,防雷器可針對單個(gè)電子設備,或一個(gè)裝有多個(gè)電子設備的空間,所有穿過(guò)通常具有空間屏蔽的防雷區的導線(xiàn),在穿過(guò)防雷區界面同時(shí)接有防雷器。另外,防雷器的保護范圍是有限的,一般防雷器與設備線(xiàn)路距離超過(guò)10m以后將使防護效果劣化,這是因為防雷器和需要保護的設備之間的電纜上有反射造成的振蕩電壓,其幅值與線(xiàn)路長(cháng)度、負載阻抗成正比。
3.在使用電源孩子雷器的多級防護中,如果不注意能量分配,則可能引入更多的雷電能量進(jìn)入保護區域。這要求防雷器應根據前述評估模式選擇。一般防雷器都有通過(guò)雷電流越大,殘壓越高的特點(diǎn),通過(guò)能量分配后未級防雷器流過(guò)的雷電流極小,有利于電壓限制。注意,不考慮電壓配合而僅僅選擇低響應電壓的防雷器作末級保護是危險的。
實(shí)現能量分配與電壓配合的要點(diǎn)在于利用兩級防雷器之間線(xiàn)纜本身的感抗。線(xiàn)纜本身的感抗有一定的阻礙埋電流及分壓作用,使雷電流更多地被分配到前級泄放。一般要求兩級防雷器之間線(xiàn)纜長(cháng)度在15m左右,適??纜之內的情況。線(xiàn)纜上分支線(xiàn)路的長(cháng)度對線(xiàn)纜要求長(cháng)度有影響,當保護地線(xiàn)與被保護線(xiàn)纜有一定距離(>1m),這時(shí)要求線(xiàn)纜長(cháng)度大于5m即可。在一些不適合采用線(xiàn)纜本身作退耦??可利用專(zhuān)門(mén)的退耦器件,這時(shí)無(wú)距離要求。
4.退耦器件是實(shí)現能量分配與電壓配合的重要措施,以下幾種材料可作為退耦器件:線(xiàn)纜、電感和電阻。
串并式電源防雷器就??為退耦器件的防雷器組合形式,適合于各種場(chǎng)合的應用。
5.在某些極端情況下,裝上防雷器反而會(huì )增加設備損壞的可能,必須杜絕;這類(lèi)情況發(fā)生。防雷器保護幾條線(xiàn),其中一條線(xiàn)上的防雷器失效或響應速度過(guò)慢。這可能使共模干擾轉化為差模干擾而損壞設備。這要求必須實(shí)施多級防護及注意防雷器的維護。不考慮防雷保護區、能量配合及電壓分配而隨便安裝防雷器,比如僅僅在設備前端裝設一只防雷器,由于沒(méi)有前級保護,強大的雷電流將被吸引到設備前端,致使防雷器殘壓超過(guò)設備絕緣強度。這要求防雷器必須按層次性原則安裝。
6.在另外的一些情況下,錯誤的安裝將使設備得不到有效保護。過(guò)長(cháng)的防雷器連接線(xiàn)、防雷器工作時(shí),連接線(xiàn)上由感抗引起的電壓將極高,加在設備上的仍會(huì )危險電壓,這個(gè)問(wèn)題在末級防雷器的應用中更加明顯。解決這個(gè)問(wèn)題的方法是采用短的連接線(xiàn),也要以采用兩要以上分開(kāi)的連接線(xiàn)以分擔磁場(chǎng)強度,減少壓降,單線(xiàn)加粗連接線(xiàn)是沒(méi)有什么效果的。必要時(shí)可通過(guò)改變被保護線(xiàn)的布線(xiàn),使其靠近等電位連接排(接地點(diǎn))以減少連接線(xiàn)長(cháng)度。
防雷器輸出線(xiàn)和輸入線(xiàn)、接地線(xiàn)靠近、并排敷設。這種情況對串并式防雷器的影響比較嚴重。當串并式電源防雷器的輸出線(xiàn)(已保護的線(xiàn))和輸入線(xiàn)(未保護線(xiàn))、地線(xiàn)靠近敷設,會(huì )使輸出線(xiàn)內感應出瞬態(tài)浪涌,雖然其強度較原來(lái)小,但仍可能是危險的。解決這個(gè)問(wèn)題的方法是將輸入線(xiàn)、地線(xiàn)與輸出線(xiàn)分開(kāi)敷設或垂直敷設,盡量減少并行敷設的長(cháng)度,拉開(kāi)敷設的距離。
防雷器接地線(xiàn)沒(méi)有與被保護設備的保護地相連,即采取單獨的防雷接地。這將使被保護線(xiàn)與設備保護地之間在瞬態(tài)時(shí)存在危險電壓,解決這個(gè)問(wèn)題的方法是防雷器的接地應與設備保護地相連。
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