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基本参数
- 浪涌保护器
1
- 防雷器
2
第三级防雷器是对LEMP和通过第二级防雷器的残余雷击能量进行保护。级保护目的是防止浪涌电压直接从LPZ0区传导进入LPZ1区,将数万至数十万伏的浪涌电压限制到V。入户电力变压器低压侧安装的电源防雷器作为级保护时应为三相电压开关型电源防雷器,其雷电通流量不应低于60KA。
该级电源防雷器应是连接在用户供电系统入口进线各相和大地之间的大容量电源防雷器。一般要求该级电源防雷器具备每相100KA以上的大冲击容量,要求的限制电压小于1500V,称之为CLASSI级电源防雷器。这些电磁防雷器是专为承受雷电和感应雷击的大电流以及吸引高能量浪涌而设计的,可将大量的浪涌电流分流到大地。
它们仅提供限制电压(冲击电流流过电源防雷器时,线路上出现的大电压称为限制电压)为中等级别的保护,因为CLASSI级保护器主要是对大浪涌电流进行吸收,仅靠它们是不能完全保护供电系统内部的敏感用电设备的。
级电源防雷器可防范10/350μs、100KA的雷电波,达到IEC规定的高防护标准。其技术参考为:雷电通流量大于或等于100KA(10/350μs);残压值不大于2.5KV;响应时间小于或等于100ns。
第二级防护目的是进一步将通过级防雷器的残余浪涌电压的值限制到V,对LPZ1-LPZ2实施等电位连接。分配电柜线路输出的电源防雷器作为第二级保护时应为限压型电源防雷器,其雷电流容量不应低于20KA,应安装在向重要或敏感用电设备供电的分路配电处。
⒈放电间隙(又称保护间隙):它一般由暴露在空气中的两根相隔一定间隙的金属棒组成,其中一根金属棒与所需保护设备的电源相线L1或零线(N)相连,另一根金属棒与接地线(PE)相连接,当瞬时过电压袭来时,间隙被击穿,把一部分过电压的电荷引入大地,避免了被保护设备上的电压升高。
这种充气放电管有二极型的,也有三极型的,气体放电管的技术参数主要有:直流放电电压Udc;冲击放电电压Up(一般情况下Up≈(2~3)Udc;工频耐受电流In;冲击耐受电流Ip;绝缘电阻R(>109Ω);极间电容(1-5PF)气体放电管可在直流和交流条件下使用,其所选用的直流放电电压Udc分别如下:在。
⒉气体放电管:它是由相互离开的一对冷阴板封装在充有一定的惰性气体(Ar)的玻璃管或陶瓷管内组成的。压敏电阻的技术参数主要有:压敏电压(即开关电压)UN,参考电压Ulma;残压Ures;残压比K(K=Ures/UN);大通流容量Imax;泄漏电流;响应时间。
压敏电阻的使用条件有:压敏电压:UN≥[(√2×1.2)/0.7]U0(U0为工频电源额定电压)小参考电压:Ulma≥(1.8~2)Uac(直流条件下使用)Ulma≥(2.2~2.5)Uac(在交流条件下使用,Uac为交流工作电压)压敏电阻的大参考电压应由被保护电子设备的耐受电压来确定,应使压敏。
抑制二极管在击穿区内的伏安特性可用下式表示:I=CUα,上式中α为非线性系数,对于齐纳二极管α=7~9,在雪崩二极管α=5~7.抑制二极管的技术参数击穿电压,它是指在反向击穿电流(常为lma)下的击穿电压,这于齐纳二极管额定击穿电压一般在2.9V~4.7V范围内,而雪崩二极管的额定击穿电压常在5。
⒋抑制二极管:抑制二极管具有箝位限压功能,它是工作在反向击穿区,由于它具有箝位电压低和动作响应快的优点,特别适合用作多级保护电路中的末几级保护元件。⑵大箝位电压:它是指管子在通过规定波形的大电流时,其两端出现的高电压。
4.1关于吸收和储存大气电场能量《设计原理》第3.3.3节“易敌雷研究的理论基础及原理描述”中这样写道:“当风暴降临时,装置通过底部电极吸收大气电场中能量并储存于其内部的电子线路,当电荷充电到一定程度时,通过其上部电极放电,在其尖端周围形成强的云层电荷相反的离子层。
……易敌雷的这种强的电离放电产生向上的发射的提前先导……。”需要指出,大气静电场的能量密度是很低的。例如,在雷击即将发生前的电场强度40kV/m时,空间大气电场的能量密度仅为4′10-9焦尔/cm3。我们知道,一个金属物体放入静电场中时,将使原有的电场畸变。
并且,由于金属的导电性和表面的等位性,在金属体内的电场强度恒等于零。要想借助“易敌雷”的底部电极,在被动的没有外力做功的条件下,吸收大气静电场的能量并将其储存起来,积累到所需要的数量,并不断地利用这个能量产生火花放电,从原理上说,是不成立的,不可能的。
《设计原理》还说:“当其电子装置中的充电电场梯度,即dv(电场变化量)/dt(时间间隔)达到某一定比率时,电离放电并形成向上先导,……‘引雷’是有条件的,在dv/dt达到某个确定比例才发生,此时的电场强度达到kV/m。
如果我们能设计出一种机械,或一种电子线路,在外力不做功的条件下,吸收静电场能量并将其浓缩和储存起来,用于实际,那无异于制造了一台永动机。致于要借助这个储存的能量,产生向上先导,更是无稽之谈。”在这里,《设计原理》将dv/dt说成是电场梯度,这是概念上的或本质上的错误。
dv/dt不是电场梯度,而是电压随时间的变化率,它不是能量,不能“充电”入某个电子装置。《设计原理》说的引雷时的条件是“电场强度达到400—500kV/m”。试问,是哪里的电场达到这个值。需要指出,空间电场强度远未达到这个数值之前,雷电放电就形成了。
⑹响应时间:10-11s⒌扼流线圈:扼流线圈是一个以铁氧体为磁芯的共模干扰抑制器件,它由两个尺寸相同,匝数相同的线圈对称地绕制在同一个铁氧体环形磁芯上,形成一个四端器件,要对于共模号呈现出大电感具有抑制作用,而对于差模号呈现出很小的漏电感几乎不起作用。
⑷反向变位电压:它是指管子在反向泄漏区,其两端所能施加的大电压,在此电压下管子不应击穿。⑸大泄漏电流:它是指在反向变位电压作用下,管子中流过的大反向电流。扼流线圈在制作时应满足以下要求1)绕制在线圈磁芯上的导线要相互绝缘,以保证在瞬时过电压作用下线圈的匝间不发生击穿短路。
⒍1/4波长短路器1/4波长短路器是根据雷电波的频谱分析和天馈线的驻波理论所制作的波号浪涌保护器,这种保护器中的金属短路棒长度是根据工作号频率(如900MHZ或1800MHZ)的1/4波长的大小来确定的。
由于1/4波长短路棒的直径一般为几毫米,因此耐冲击电流性能好,可达到30KA(8/20μs)以上,而且残压很小,此残压主要是由短路棒的自身电感所引起的,其不足之处是工频带较窄,带宽约为2%~20%左右,另一个缺点是不能对天馈设施加直流偏置,使某些应用受到限制。
3)线圈中的磁芯应与线圈绝缘,以防止在瞬时过电压作用下两者之间发生击穿。级防雷器可以对于直接雷击电流进行泄放,或者当电源传输线路遭受直接雷击时传导的巨大能量进行泄放,对于有可能发生直接雷击的地方,必须进行CLASS-I的防雷。
第二级防雷器是针对前级防雷器的残余电压以及区内感应雷击的防护设备,对于前级发生较大雷击能量吸收时,仍有一部分对设备或第三级防雷器而言是相当巨大的能量会传导过来,需要第二级防雷器进一步吸收。同时,经过级防雷器的传输线路也会感应雷击电磁脉冲辐射LEMP,当线路足够长感应雷的能量就变得足够大,需要第二级防雷器进一步对雷击能量实施泄放。
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