浪涌保护基础知识

1、基础知识术语术语 Surge Protective Device 电涌保护器电涌保护器(SPD):一个装置，可以有目的限制瞬态过电压和转移浪涌电流。她至少使用了一个非线性零件 Overvoltages or surge voltages:过电压或浪涌电压过电压或浪涌电压过电压是发生在系统中的导线之间或在导线和地之间的瞬态的、稳态的或暂态的高电压，这种电压是能损坏 (电子) 仪器的 差模电压 共模电压术语术语差模电压是接入导线和引出导线之间的电压，三相系统中指 L N , L L之间的电压。差模过电压会引差模过电压会引起起: 电路元件损坏 过电流流入电流流出电流UDMNPEL术语术语共模电压是带

2、电导体与接地框架之间的电压，三相系统中指 L PE, N PE之间的电压。共模过电压会引起共模过电压会引起: 设备绝缘强度下降或损坏 电子设备运行故障 匝间绝缘损坏UCMPENL术语术语保护模式保护模式共模保护 相-地 中-地差模保护模式 相-中 相-相全保护模式 共模保护+差模保护 “3+1”接法 相-中 + 中-地术语术语接线方式与保护模式术语术语 电压保护水平Up表征SPD限制接线端子间电压的性能参数。 残压Ures雷电流通过SPD时两端出现的最大电压。UresUp，电涌电流通过SPD对地泻放时，SPD两端能实测到的电压值，它必须小于后端被保护设备的最大耐压值，否则即时电涌能量即时得到泻

3、放，被保护设备还是会因为电压过高而损坏。 最大持续工作电压Uc允许持久地施加在SPD上的最大交流电压有效值或直流电压.SPD是并联安装在电路中间，因此必须有一个正常的耐受电压值UpUcInImaxIUIcUn1mAU1mAUresI术语术语 标称放电电流In（ 8/20 ）未损坏时电涌保护器可以通过的8/20 s波形电流的峰值 (15次)不同的In值对应不同的Up值 最大放电电流Imax （ 8/20 ）电涌保护器可以导通的8/20 s波形电流的峰值 (1 次) 无故障时泄露电流Ic= Ic 0.5 mA 动作电压U1mA1mA的直流幅值或工频阻性分量峰值流经SPD两端时的电压值 冲击电流Ii

4、mp （ 10/350 ）它是由电流峰值Ipeak和电荷Q确定.用于I级试验的SPD分类试验术语术语 续流If冲击放电电流以后,由电源系统流入SPD的电流.使SPD导通是需要一定的电压值的，但是导通以后，虽然电涌能量已经泻放完毕，正常的市电电压，就足以维持这个电流继续导通而造成续流 Class I test用标称放电电流In,1.2/50冲击电压和最大冲击电流Iimp进行的实验 Class II test用标称放电电流In,1.2/50冲击电压和最大放电电流Imax进行的实验 Class III test用复合波(1.2/50,8/20)进行的实验,复合波由冲击发生器产生 耐受短路电流SPD能

5、够承受的最大预期短路电流. 额定断开续流值SPD本身能断开的预期短路电流.元器件元器件 MOV正常工作不导通,电涌电流出现时，瞬间导通，泻放能量很低的漏电流响应时间较快阻抗和瞬态电压呈指数比例泄放浪涌电流入地,同时确保低的残压(电压箝位装置)Varistor元器件元器件 MOV Initial Transient & MOV Response瞬态脉冲波形瞬态脉冲波形MOV 响应波形响应波形元器件元器件 MOVZnO压敏电阻的应用范围低压电气与电子应用低压电气与电子应用中压电气应用中压电气应用高压电力系统及电气应用高压电力系统及电气应用各种避雷器以及各种避雷器以及发电机灭磁装置发电机灭磁

6、装置各类仪器仪表设备以及各类仪器仪表设备以及家电的浪涌吸收元件家电的浪涌吸收元件低压电气系统与电子线路的低压电气系统与电子线路的过电压保护、触点消弧及稳压过电压保护、触点消弧及稳压100 V10 kV元器件元器件 Gap 极高的放电容量 响应时间较慢 当电压升至击穿电压时,转移瞬态电压 极间距离决定工作电压 击穿后,短路电流(续流)流过SPD,直到其自熄 残压很低Flash gap石墨电极、钨铜合金SPARK GAP Symbol元器件元器件 Gap Initial Transient & Spark Gap Response瞬态脉冲波形瞬态脉冲波形火花间隙响应波形火花间隙响应波形元器

7、件元器件 Flash Gap放电间隙工作原理电子触发装置电子触发装置点火间隙点火间隙电弧室电弧室空气间隙空气间隙排气通道排气通道元器件元器件 Flash Gap放电间隙工作原理小的放电火花产小的放电火花产生生 浪涌能量入地的同浪涌能量入地的同时，灭弧室熄灭浪时，灭弧室熄灭浪涌续流涌续流泻放膨胀的热空气泻放膨胀的热空气小的电火花通过空小的电火花通过空气间隙传递浪涌能气间隙传递浪涌能量入地量入地电子触发装置检电子触发装置检测过电压并放大测过电压并放大元器件元器件二极管双向二极管输入脉冲输入脉冲Ut/(ps)(V)输出脉冲输出脉冲Ut/(ps)(V)电压(V)电流(A)UCUBURUCUBUR 双向

8、二极管（钳压二极管）可以限制正方向和负方向的过电压。因为具有极快的开关特性，在皮秒（百亿分之一秒）级别内响应，因此特别适用于提供电源精细保护和数据线上的保护。n电压限制型：电压限制型：双向二极管（钳压二极管）双向二极管（钳压二极管）有比较好的箝位功能，主要用于感应雷防护有比较好的箝位功能，主要用于感应雷防护II级分类测试级分类测试8/20元器件元器件 技术对比响应时间动作平稳性动作分散性续流泄漏电流老化电压保护水平电压限制型快25ns平稳分散性小无有固有特性可做低电压开关型较慢100ns突变系统振荡分散性大大基本无基本无高，但可触发降低串联组合型较慢100ns突变较小分散型大较小基本无基本无M

9、OV与SG共同决定并联组合型快前平稳后突变前分散小，后分散大间隙动作后续流大仍有MOV仍有SG决定,可触发降低产品选型及应用产品选型及应用电源类电源类SPDGB50343-2004产品选型及应用产品选型及应用电源类电源类SPDGB50343-2004产品选型及应用产品选型及应用信号类信号类SPD信号、天溃线路电涌保护器性能参数产品选型及应用产品选型及应用电源类电源类SPDUp值设计基本原则：值设计基本原则：电涌保护器的电涌保护器的 Up 必须始终必须始终 开关设备的冲击耐压开关设备的冲击耐压UchocUp 过高原则过高原则 如果进线端电涌保护器的Up与被保护负荷的冲击耐压相比过高的话，则需要在

10、负荷处加装附加电涌保护器P1Up:2000 VUchoc:1500 V负荷负荷P1Up:2000 VUchoc:1500 V负荷负荷P2Up:1200 V开关设备的冲击耐压开关设备的冲击耐压（KV） I 类（电子）类（电子） II 类（电器）类（电器） III 类（工业）类（工业） IV 类（电力）类（电力） 1.5 kV 2.5 kV 4 kV 6 kV *该原则也适合信号等弱电防雷产品选型及应用产品选型及应用电源类电源类SPD Uc值的设计原则值的设计原则确定最大持续工作电压的重要性长期工作的可靠性影响确定最大持续工作电压的因素配电系统的额定电压配电制式(中性点接地方式)配电质量(电压波动

11、,谐波,三相不对称度) 配电变压器高压侧与低压侧是否共地高压系统中性点是否接地接地系统TTTNCTNSTNCSIT共模方式下的Uc1.5U01.1U01.1U01.1U01.73U0差模方式下的Uc1.1U01.1U01.1U01.1U0产品选型及应用产品选型及应用分级保护设计分级保护设计 为了提供最佳的保护, 既能承受更强的电流又有较小的残余电压, 通常应用多级电涌保护器作保护。 第一级保护作用为：应能承受绝大部分雷电流； 第二级保护作用为：泻放残余的雷电流，限制设备端的残余电压，同时与第一级保护配合。产品选型及应用产品选型及应用极间配合极间配合级间配合电涌保护器P2 安装在 P1的下游,

12、通常它的各项参数指标(Imax, In, Ures)都比 P1小。但如果它与 P1安装得过近, P2 有可能比 P1更早动作, 从而要承受本由 P1承受的高能量。10/5米原则当保护P1和P2作为级联安装时，它们之间需要配合。目的：为了延迟P2上雷击波的到达，以使尽可能多的能量被P1释放。 实现：P1 和 P2 之间的阻抗被用来实现这种延迟，如果距离过小，可在中间串联解耦器。负载负载P1P2Up1 = 2000VL1 10 mUp2 = 1500VL2 10 m产品选型及应用产品选型及应用安装原则安装原则 15米原则当进线端的电涌保护器与被保护设备之间的距离大于15米,应在离被保护设备尽可能近

13、的地方安装另一个电涌保护器产品选型及应用产品选型及应用安装原则安装原则 50厘米原则L1+L2+L3 必须小于 50 cm以限制负载承受的浪涌电压产品选型及应用产品选型及应用减小电感的办法减小电感的办法 不应形成回环，不宜形成尖锐的转角 减小长度（小于50CM） 采用V型接线产品选型及应用产品选型及应用失效保护失效保护断路器与电涌保护器组合由于漏电流的缘故，每次发生雷击都会引起老化。 热量导致过热和老化 热保护系统在电涌保护器寿命到达时（在达到最大可承受热量前）断开电涌保护器。过热保护过热保护工作状态指示工作状态指示远程指示触点远程指示触点艾力高电涌保护器产品介绍艾力高电涌保护器产品介绍 DS

14、D电涌保护器电涌保护器 TSG电涌保护器电涌保护器 TDX电涌保护器电涌保护器 TDS电涌保护器电涌保护器 TDF/DSF电涌保护器电涌保护器 CSP CCTV LAN SLP DEP UTB 电源类信号类 PEC 等电位连接夹等电位连接夹TDX内含三种安全技术 瞬态识别技术 热脱扣保护技术 短路保护 Uc值：多种电压等级可选保护模式：L-G,L-N,N-GImax:200/100KA(8/20us)每相状态指示，电压指示，声音报警和无源触点供远程状态监控LED电子状态指示无需外部脱离器TDXC紧凑型，所需空间更小EMI/RFI 滤波器NEMA 4 金属壳体TSG火花放电技术等电位连接TT系统中N-PE间Uc：440/240 ACImax 130KAIimp 50KA自熄短路电流能力 43KAUnLED状态指示状态指示导轨安装导轨安装DSDMOV技术I max 150/100/60/40/15/10KA热插拔安装机械式状态指示分离的插头和底座设计使故障模块的更换变得简单Uc值：150/275/385/440多种电压等级可选DSD1402BR24/48适合于直流24V/48V系统TDS瞬态识别技术I max 100/50/15/KA热插拔安装机械式状态指示分离的插头和底座设计使故障模块的更