开关型SPD触发技术的研究.doc

开关型SPD触发技术的研究 许年生 刘明东 上海电器科学研究所（集团）有限公司 摘要：本文介绍了开关型SPD典型的三种触发技术，比较了各自的特点，并根据栅片灭弧结构的特点，提出新的触发技术——多点火花触发，详细描述了所提出的触发技术的工作原理及过程，最后通过模拟试验进行了验证，证实了“多点火花触发”的可行性。 关键词：开关型SPD； 触发技术；火花隙； Research of the Trigger Technology for Switching Type SPD XU Niansheng LIU Mingdong Shanghai Electrical Apparatus Research Institute (Group) Co.,Ltd.,Shanghai 200063,China Abstract: In this paper, the authors introduced three typical trigger technology of switching SPD and compared their feature. The new trigger technology, multi-spark trigger were put forward according to the characteristic of splitter arc chamber structure. And the principle and working procedure of trigger technology were described in detail in this paper. Finally, the practicability of the multi-spark trigger technology has been demonstrated through simulation test. Key words: switching type SPD; trigger technology; spark gap; 0 引言 开关型SPD（电涌保护器）通流能力大的优势显而易见，但其以及有续流产生的缺陷也非常明显随着技术的不断发展，以及断开续流能力都有了大的，尤其是触发技术的，对提升开关型SPD性能起了关键作用。 1 开关型SPD概况 传统的开关型SPD被动式放电结构，4kV左右更高2 现有开关型SPD的触发对于开关型SPD而言，触发技术是产品电压保护水平的关键要素为了适应现代过电压防护的需求，国外厂家进行了深入研究。通过“触发技术”的实施，不但降低了放电电压为提高产品的断开续流能力创造了条件。目前，触发技术分别为：电容网络触发、脉冲变压器触发以及能量触发。 电容网络逐级触发1外，其它各间隙对公共端之间都并接一个电容器(几百到数千PF)。这样一来,当电涌电压出现在这个组件上时，首先是电容器C1的旁路作用，电压几乎全部加在Sg1上，因而间隙Sg1首先击穿导通。同理推知,间隙Sg2, Sg3,…将依此击穿导通，该触发技术适用于由多个间隙串联的开关型SPD中脉冲变压器触发脉冲变压器触发是一种广泛的技术，特别适用于 “单个火花隙”触发结构S，大于a、c间的触发间隙δ，因而a、c间击穿电压比a、b间的击穿电压低得多。当经过变压器放大的电涌电压出现在a、c上时，间隙δ首先击穿导通并释放出带电粒子，主电极间电场，带电粒子，S击穿导通。 a 电容网络触发 b 脉冲变压器触发 c 能量触发 图1 三种典型的触发技术 能量触发与脉冲变压器区别在于，该触发技术不像脉冲变压器那样受功率的限制，只能单个脉冲式的触发，而是触发电弧的燃烧，直到电弧所释放的等离子足以在电场作用下引起主电极的击穿。 三种触发技术电容网络触发脉冲变压器触发能量触发3 多触发技术为了验证“多主间隙 a 结构示意图 b 原理图 图2 多有三个微小的间隙和一个大间隙（主间隙），三个微小间隙中两个分别与触发电容相连，一个与压敏电阻串联当一个作用于该电路时，第一个触发间隙将首先（图a），接着脉冲电压出现在第二个触发间隙上，与第一个间隙击穿放电（图b），然后第三个触发间隙与压敏电阻串联的触发电路上，第三个触发间隙击穿（图c）随着时间的延长和脉冲波能量的加强，三个触发间隙形成的电弧逐步形成具有一定强度的长触发电弧（见图d）,由此形成的触发电弧大量释放热离子体并影响主间隙间的绝缘性能，直到主电极击穿放电(图e）此时，由于主电极被触发放电后形成的弧压降低于压敏电压，因此，触发电路会在主电极击穿后随即关闭，最终图3 多点火花触发工作原理过程图 图图中可以看，压敏之前有两次电