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电涌保护器的检测.
电涌保护器的检测
黄克俭
2006年6月于武汉
1、什么是电涌保护器
2、电涌保护器的检测
1.1 电涌保护器的定义
1.2 电涌保护器的原理
1.3 电涌保护器的分类
1.4 电涌保护器的主要技术参数
1.1 电涌保护器的定义
是一种保护电器。
英文:Surge protective device,简写:SPD
目的在于限制瞬态过电压和分走电涌电流的器件,它至少含有一非线性元件。
电涌保护器的一些不同的叫法:
电压限制器、过电压保护器、电流放电器、避雷器、防雷器、浪涌保护器等。
是利用某些物质或元器件的电阻非线性特性,来限制瞬态过电压和分走电涌电流,以达到保护用电设备的目的。
1.2 电涌保护器的原理
如图1:线性电阻与非线性电阻的伏安特性
线性电阻的伏安特性 ?限压型非线性电阻的伏安特性 开关型非线性电阻的伏安特性
常用的非线性元件
开关型:放电间隙、放电管
限压型:压敏电阻(阀片Sic、ZnO、MOV)、瞬态抑制二极管(TVS)、固体放电管。
传输线分流型SPD的原理
高通滤波(用于高频信号) 低通滤波(电源系统)
1.3 电涌保护器的分类
按性质分类:开关型、限压型、组合型
按用途分类:电源、信号和天馈
按外型分类:模块式、箱式
按接线端口分类:一端口、二端口
按接线方式分类(低压电源):“3+1”模式、“4+0”模式
图2 二端口(串联SPD)
TT系统中采用“4+0”保护模式接线方式
TT系统中采用“3+1”保护模式接线方式
按测试实验等级分类
Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ类试验等级的电涌保护器
Ⅰ级分类实验:用标称放电电流In、1.2/50us冲击和最大冲击电流Iimp做的试验;
Ⅱ级分类实验:用标称放电电流In 、1.2/50us冲击和最大冲击电流Imax做的试验;
Ⅲ级分类实验:用混合波(1.2/50us、8/20us)做的试验。
低压电源系统电涌保护器的分类(进口产品)
分A、B、C、D四种等级:
A级,用于低压架空线路浪涌避雷器。
B级,防雷保护等电位连接用雷电流避雷器。
C级,用于保护永久性装置的浪涌避雷器。
D级,用在电源插座上的浪涌避雷器。
1.4 电涌保护器的主要技术参数
(1)标称放电电流In和最大放电电流Imax
(2)最大持续交流工作电压VC与启动电压
(3)限制电压Ur和电压保护水平VP
(4)响应时间
针对限压型SPD的参数:(5)漏电流
针对开关型SPD的参数:(6)冲击电流Iimp
(7) 续流
针对信号SPD的参数: (8)插入损耗和
传输速率
(1)标称放电电流In和最大放电电流Imax
是指明SPD的耐电涌能力的一个参数。流过SPD具有8/20us波形的电流峰值。一般情况Imax=2In。也称为通流容量。
注意:1、标称和最大的区别。
2、通流容量与其使用寿命的关系,在同数量级雷电流冲击的情况下,通流容量越大,其寿命越长。
如20KA和10KA的电源SPD在冲击电流为20KA时,10KA可放电1-2次。20KA可放电10次
(2)最大持续交流工作电压VC与启动电压
最大持续交流工作电压是指可以连续施加于SPD上的最大交流有效值电压。
启动电压就是SPD的动作电压,对于MOV来说,就是压敏电压,即在1mA电流时MOV上所加载的电压。
两者之间有一个近似的换算关系。
V启=1.1× 2VC
其中, V启 ------启动电压
VC- ------最大持续交流工作电压
启动电压与最大持续交流工作电压是电源SPD的主要参数。每一种SPD一般只标称一种。启动电压多用于国产SPD,而最大持续交流工作电压多用于进口SPD。
几组常用的启动电压(v1mA)和与之对应的最大持续交流工作电压VC对应值
启动电压(v1mA) 最大持续交流工作电压VC
430V -------- 275V
470V -------- 300V
510V -------- 320V
560V -------- 365V
620V -------- 385V
680V -------- 420V
910V -------- 550V
(3)限制电压Ur和电压保护水平VP
限制电压Ur:是指雷电流通过SPD时,SPD两端最高瞬时电压,是
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