电浪涌的几类特性及预防

电浪涌的类特性及预国家广电总局751台工程师胡志华前:由于无线广播发射台是各种大型力设备压变压器泵型发射机负载)电器备的集中使用单位运行当中难免会到一个电力负担影响的现瞬态浪涌现现象会给们的电力设备正常运行造成较严重的影响及破此在我它为个题出分析研们在今后工作中重视并面对这种现象加以克为对证设备的更良好运行是有必要关词瞬高电阻气体放电管流钳位压防正:以下是浪涌的原因及用于吸收瞬浪涌这种“电污染”的几类抗瞬态浪涌抑制器的工作原理、能和在电路中的应用的比较。一浪的因电的瞬间浪涌作为一种电力现象已经早有认识们在各部分的防浪涌也做了些努力在们线射电台内如何把预防浪涌现象做为个系统专项工程来做还少们要在这方面做出研讨本讨就涌成因防器件性能进比较分析电电力运行中如何把局部浪涌与系统预防相结器备的发展对防浪涌的更高要求等几部分做些述。压浪涌期短至微妙的高尖峰脉冲电波浪涌成因一般有自然因素引起的及电力器行引起的两大类:然主要是由于自然界雷电现象引电系统中打在电网的直击雷或感应雷头国感方式偶合到电子设备的电源线制讯号线及信上于的高压强能量及快速会使线路中冲击电流高达200~300KA,脉宽这高压尖峰脉冲持约有1~2.行引起的因素压线路的路故障压变压器的投入或切除型机及水泵的启焊的运行偿调整电容系统中的调控硅负载的运行电系统中产生的工作浪涌中击电流也可达100KA数级峰值电压最高可达有就是产生于内部末端负间的瞬间浪涌激印机开启放电器关磁闸频速器引起的线路间干扰端载过流路故障甚至复印机的运行等这些引起的工作浪涌电压峰值也高达冲流有几百安培数量.二瞬浪电电的害根据浪涌可能对用户负载产生的,际标准一般分为三:浪压的峰值达到20KV级以上对立即造成危害性不恢复的直接经济损失个停信等间经济损失浪压处于1.2KV~2.1KV数…造成使用设备中的某些部件损或致使性能提前老化…电子设备的线路板及元件烧毁浪压达到数级浪过出…传输或存储的信号或数码或丢失…服务器或电脑死机浪涌环波浪涌1

-9s-12-9-9VII图浪波形图纸-9s-12-9-9VII三预浪器性比：半导体瞬态电压抑制器由于其响时间位压控小等特应用于各种系统外一些其它类型的防浪涌器件半体体电类放电管在原理及结构上有所在所不同利用半体负阻快速触发,气体放电管泄流大的特种新型的防雷防涌器.1下列一个以比较各各防浪涌件性:防浪涌器件压敏电阻

气体放电管

半导体TVS

半导体放电管比较项目响应时间

10s

10

-6

10s

20~100ns瞬态功率钳位电压

数千瓦（大）不易控制

几千瓦不易控制

几百瓦易控制

小易控制漏电流

10

10

-6

10

10

-9击穿电压偏差寄生电容

+10%Vbr几百千pF

+20%Vbr几

+5%Vbr几十

+5%Vbr〈=2pF表（）我可以从几类器件的性来进一步比较。如[示I-

Vds

o

Vds

V-图[敏的V-I特线（1当电压超过击穿电压时，电流逐渐增大，开始通过可变电阻泄流，自身的功耗大，体内易产生热累积，使之性能变坏。（2体放电的管特与图的压敏电阻相似，当外加电压超过电流逐渐增大，开通过气体放电成为热能，光能泄流，能量转换效高，但体内易积累热能使之性能变坏。IUwnIdIrIp

U2

VI图[3]TVS二管V-I曲VI（3半气体放电管的V-I特在加压过Vds时，阻状态电流快速增大，开始通放电管放电以光能、热能泄流，但体内也易积累能，使性能变坏。（4导TVS二管的V-I特如图）所示。在瞬态电压的作用下，超过击穿电压，通结崩效应泄流。（5如(示硅组件外电超击电(负端电压降有1.5V涌电流通过结雪崩快速泄用较.-

-图硅组件的线再穿电压型器件与导体负器件的电流放波形比较如:V

V压电、体电管电吸波VptII

半体阻件电吸波t电流泄放波形

Ip

电流泄放波形tt图）放形从图(波图分析可以看出体阻特性的半导体放电器比较击穿电压型的残压低流速充分地抑制陡峭的雷击脉.我从一个比较重要的参数器件的开启速度来比较他们的性Vds（v）1000陶磁气体放电管MOV

压敏电阻300

半导体放电器.01.11.010图（6）起动电压与dv/dt曲线

dv/dt（v/ms）从图(看敏电气放电管的开启电压均随的高而增大体电器件都却有3

利于吸收尖峰浪涌.总之以件的几方面的性比们以道导放器响应速度、钳位电压等方面一定的优四局防涌系防：一部防涌是指针对具体的电设备如卫星接收机频大器机的整流滤波电路以及重可控硅负载、变频调速器以及光打印机等等证设本或备其电备的安全而分别采取相适的器件和接入方式接入浪涌吸收。比如在卫星下行站，我们对比较弱和重要的卫星接收系统（含卫星接收机，解调器，音频放器等）通常为稳定它们的输入电压是在其输入电前端设置一个的式稳压器，但如果遇到瞬态压尖峰浪涌电流串入电路比如雷击压器就会来及反应或不能承担瞬间高压致使设备的电源部分被损坏台前几年就有在雷季被雷击，雷电串入卫星地面站其高压浪涌串入卫星接收系统，造成前端设备（高功分器卫星接收机等设备的内部元件严损坏使成经济上的损失同时也给正常播音产生了影响后析种击涌的串入有两种途径，一是从卫接收天线偶合感应到设备所使用的电源电路，所以我设计的个方案是：在天线附近合理地埋设避雷设施：如图7所示：度

度度小小图避雷的设般针的保护区是在其伞形区内一定要使天线处于保护伞内同时要注意天线与雷针的距离应该大于，因为避雷针及下引受雷电感应能击穿米3的空气（2同要求天线底座的接电阻要小于4，这样就可以让雷电泄放到大地，再者我们可在配电盘后稳压器前接一个防浪涌器件，当然要择抑制能力大一般要到100KA浪涌抑制器，并且开启时间要于。同时我们要注意电源部分的防雷要在电源内加入防浪涌器件外，还要求必须做到接地良好，括外壳部分，电源地线当使用防浪涌期间为提高可靠性我们可以预先做耐冲击实验可有效可靠减少设备受到雷击的可能性。五、系统防涌：以上只是提到局部防浪涌方案针整大统果把各局部防涌分别级联并放大到大系中进行统筹考虑于整个系统可能产生浪涌节点进行使用防涌措施排兼顾为整个系统防涌工作做微不至个的电力，器平稳运行，不再受到难以对付的“隐形杀手”电波瞬间浪涌折磨，更好的开展工作，为提高整个系统的可靠性出贡献。以下是ACV系联瞬态抗涌和系列联态抗浪涌抑制器及F系联型敏感跟电流滤波器的工作原理及各自的型号参数，可择使用。1ACV系及S列：如示：浪涌电流

图8）并联接

（1在情况下，电流经线供给负载，而抑制器处于高阻断状态。当有浪涌出现时，对其过钳位电平的部分尖脉冲幅值予以短路，导通时为纳秒）。4

钳位电压值为一般电子设备可承最大瞬间电压，当浪涌被吸收后，抑制器重新处于高阻断状。（2在过程中相线相线相线，中线线具有浪涌抑制模块全方位保。（3列大型瞬态抗浪涌抑器有100KA~400KA抑制能力供我们选择。2.F系列电流滤波器（1）工作原理如图10）所示

）钳抑制能力系列小型瞬态浪涌抑制器有40KA~80KA串联电感高压浪涌抑制器

正弦波跟踪滤波器

高压脉冲抑制器

串联电感高压浪涌电流抑制器采用低通串联混合技术，有并联抑制模块和串联的环滤波器（电感）及正弦波跟踪电路。经并的高压浪涌电流抑制部分吸收大于钳位电平高压浪涌的低通滤波器用于消除出现于相线和中线之间高频差摸干扰出给负载平滑的正弦波。（2）浪涌抑制电流有100KA~400KA抑制力，负载电流从30A4000A。3上系列产品有快速的响应时（可达时是尖涌电压抑制到钳位电压的间，时间越短，通过负载的高电压越小。如图所示：

Ct1

图）到箝位电压的时间了解了器件的特性我们可以把它用于一个系统防高压浪涌，实际上能起到良好的浪涌吸收作。以上依据浪涌抑制器各自的抗浪能力、响应时间、负载能力等分别合理选用。可以在设备运中各种因素引起的高压瞬态浪涌及各种环波干扰量被吸收、泄放，让浪涌残波尽量减少，使各自系统能平稳作，为整个电力运行系统安全优良的运行消除隐形因。当然，针对不同的工作环境还有多不同的方案，我们只要有这方面的知识和意识就能“量体衣5

六设备件改对浪器件更要：尽管我们有许多防浪涌器件去选和运用，但在实际应用中，针对一些具体的工作，有防浪涌件还是很难满足我们的要求（比如对射频放大器的保护）在运用过程中会对部分组件造成损坏（如残压高，应时间不够短等）实际应用比较的结果是：可控硅组为目前较有效的方案。可控硅组件工作原理，如图13所示：电子撬杆图13可硅件图该组件主要有两个可控硅和一个子撬杆组成。电压达到开启电压时，电子撬杆由高阻态变到阻态，达到导通为止，此时，可控硅动作，将浪脉冲泄放。但是，随着通信设备的高集成化对异常电压非常敏感的器件被大量采用，对具有高可靠性的压冲击保护器的需求多了，而防浪涌的措施也将之不断改进。七结语由以上对尖峰浪涌电压的产生和害分析可知电压随时也可能产生和危害