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防雷器的作用及技术参数

来源:德恩拓 发布时间:2011-12-11 11:56:38

        防雷器又称等电位连接器、过电压保护器、浪涌抑制器、突波吸收器、防雷保安器等,用于电源线防护的防雷器称为电源防雷器。鉴于目前的雷电致损特点,雷电防护尤其在防雷整改中,基于防雷器防护方案是最简单、经济的雷电防护解决方案。防雷器的主要作用是瞬态现象时将其两端的电位保持一致或限制在一个范围内,转移有源导体上多余能量。
  进入地下泄放,是实现均压等电位连接的重要组成部分。防雷器的一些主要技术参数:额定工作电压、额定工作电流,特批串并式电源防雷器的载流量。通流能力,防雷器转移雷电流的能力,以千安为单位,与波开开式有关。防雷器在功能上可分为可防直击雷的防雷器和防感应雷的防雷器。可防直击雷的防雷器通常用于可能被直击雷击中的线路保护,如LPZOA区与LPZ1区交界处的保护。用10/35μs电流波形测试与表示其通流能力。防感应雷的防雷器通常用于不可能被直击雷击中的线路保护,如LPZOB区与LPX1区、LPZ1区交界处的保护。用8/20μs电流波形测试与表示其通流能力响应时间,防雷器对瞬态现象起控制作用所需的时间,与波形性质有关。残压,防雷器对瞬态现象的电压限制能力,与雷电流幅值及波形性质有关。
四、防雷器的安装
1
、电源线应实现多级防护,多级防护是以各防雷区为层次,对雷电能量的逐级减弱(能量分配),使各级限制电压相互配合,最终使过电压值限制在设备绝缘强度之内(电压配合)
  在下列情况下,多级防护成为必须:某一级防雷器失效或防雷器某一路失效。防雷器的残压不配合设备绝缘强度,线缆在建筑物内长度较长时。
2
、几乎所有情况下的线缆防护,至少应分成两级以上,同一级防雷器还可能包含多级保护(如串并式防雷器)。为了达到有效的保护,可在各防雷区界面处设置相应的防雷器,防雷器可针对单个电子设备,或一个装有多个电子设备的空间,所有穿过通常具有空间屏蔽的防雷区的导线,在穿过防雷区界面同时接有防雷器。另外,防雷器的保护范围是有限的,一般防雷器与设备线路距离超过10m以后将使防护效果劣化,这是因为防雷器和需要保护的设备之间的电缆上有反射造成的振荡电压,其幅值与线路长度、负载阻抗成正比。
3
、在某些极端情况下,装上防雷器反而会增加设备损坏的可能,必须杜绝;这类情况发生。防雷器保护几条线,其中一条线上的防雷器失效或响应速度过慢。这可能使共模干扰转化为差模干扰而损坏设备。这要求必须实施多级防护及注意防雷器的维护。不考虑防雷保护区、能量配合及电压分配而随便安装防雷器,比如仅仅在设备前端装设一只防雷器,由于没有前级保护,强大的雷电流将被吸引到设备前端,致使防雷器残压超过设备绝缘强度。这要求防雷器必须按层次性原则安装。
4
、在另外的一些情况下,错误的安装将使设备得不到有效保护。过长的防雷器连接线、防雷器工作时,连接线上由感抗引起的电压将极高,加在设备上的仍会危险电压,这个问题在末级防雷器的应用中更加明显。解决这个问题的方法是采用短的连接线,也要以采用两要以上分开的连接线以分担磁场强度,减少压降,单线加粗连接线是没有什么效果的。必要时可通过改变被保护线的布线,使其靠近等电位连接排(接地点)以减少连接线长度。
5
、在使用电源防雷器的多级防护中,如果不注意能量分配,则可能引入更多的雷电能量进入保护区域。这要求防雷器应根据前述评估模式选择。一般防雷器都有通过雷电流越大,残压越高的特点,通过能量分配后未级防雷器流过的雷电流极小,有利于电压限制。注意,不考虑电压配合而仅仅选择低响应电压的防雷器作末级保护是危险的。
  实现能量分配与电压配合的要点在于利用两级防雷器之间线缆本身的感抗。线缆本身的感抗有一定的阻碍埋电流及分压作用,使雷电流更多地被分配到前级泄放。一般要求两级防雷器之间线缆长度在15m左右,适用于保护地线与其它线缆紧贴敷设或处于同一条电缆之内的情况。线缆上分支线路的长度对线缆要求长度有影响,当保护地线与被保护线缆有一定距离(>1m),这时要求线缆长度大于5m即可。在一些不适合采用线缆本身作退耦措施的如两级防雷区界面靠近或线缆长度较短时,可利用专门的退耦器件,这时无距离要求。
6
、退耦器件是实现能量分配与电压配合的重要措施,以下几种材料可作为退耦器件:线缆、电感和电阻。
串并式电源防雷器就是一种考虑了能量分配与电压配合,利用滤波器作为退耦器件的防雷器组合形式,适合于各种场合的应用。

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