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浪涌保護器是防雷體系中的重要一環(huán),是用于保護電力系統(tǒng)和設備免受各種瞬態(tài)電壓和沖擊電流的一種保護電器,那么浪涌保護器的工作原理是什么呢?
依GB 21714.1 7.4所示:減少電氣和電子系統(tǒng)失效的防護措施,可能的防護措施包括:接地和等電位連接;磁屏蔽;合理布線;隔離界面;協(xié)調配合的SPD系統(tǒng)。因此SPD通過協(xié)調配合能減少電氣和電子設備失效的事故發(fā)生。
根據GB18802.12 3.1.27 3.1.28 3.1.29:浪涌保護器分為電壓開關型SPD、電壓限制型SPD以及復合型SPD;電壓開關型SPD沒有電涌時具有高阻抗,當對電涌電壓響應時能突變成低阻抗的SPD;電壓限制型SPD在沒有電涌時具有高阻抗,但是隨著電涌電流和電壓的上升,其阻抗將持續(xù)的減?。粡秃闲蚐PD由電壓開關型元件和電壓限制型元件組成,其特性隨所加的電壓的特征可以表現(xiàn)為電壓開關型、電壓限制型或兩者皆有。
浪涌保護器基本元件:
壓敏電阻:它是以ZnO為主要成分的金屬氧化物半導體非線性電阻,當作用在其兩端的電壓達到一定數值后,電阻對電壓十分敏感。它的工作原理相當于多個半導體P-N的串并聯(lián)。壓敏電阻的特點是非線性特性好(I=CUα中的非線性系數α),通流容量大(~2KA/cm2),常態(tài)泄漏電流?。?0-7~10-6A),殘壓低(取決于壓敏電阻的工作電壓和通流容量),對瞬時過電壓響應時間快(~10-8s),無續(xù)流。
壓敏電阻的技術參數主要有:壓敏電壓(即開關電壓)UN,參考電壓Ulma;殘壓Ures;殘壓比K(K=Ures/UN);至大通流容量Imax;泄漏電流;響應時間。
壓敏電阻的使用條件有:壓敏電壓:UN≥[(√2×1.2)/0.7]U0(U0為工頻電源額定電壓)
至小參考電壓:Ulma≥(1.8~2)Uac (直流條件下使用)Ulma≥(2.2~2.5)Uac(在交流條件下使用,Uac為交流工作電壓)
壓敏電阻的至大參考電壓應由被保護電子設備的耐受電壓來確定,應使壓敏電阻的殘壓低于被保護電子設備的而損電壓水平,即(Ulma)max≤Ub/K,上式中K為殘壓比,Ub為被保護設備的而損電壓。
抑制二極管:抑制二極管具有箝位限壓功能,它是工作在反向擊穿區(qū),由于它具有箝位電壓低和動作響應快的優(yōu)點,特別適合用作多級保護電路中的至末幾級保護元件。抑制二極管在擊穿區(qū)內的伏安特性可用下式表示:I=CUα,上式中α為非線性系數,對于齊納二極管α=7~9,在雪崩二極管α=5~7.
抑制二極管的技術參數
1.擊穿電壓,它是指在規(guī)定反向擊穿電流(常為lma)下的擊穿電壓,這于齊納二極管額定擊穿電壓一般在2.9V~4.7V范圍內,而雪崩二極管的額定擊穿電壓常在5.6V~200V范圍內。
2.至大箝位電壓:它是指管子在通過規(guī)定波形的大電流時,其兩端出現(xiàn)的至高電壓。
3.脈沖功率:它是指在規(guī)定的電流波形(如10/1000μs)下,管子兩端的至大箝位電壓與管子中電流等值之積。
4.反向變位電壓:它是指管子在反向泄漏區(qū),其兩端所能施加的至大電壓,在此電壓下管子不應擊穿。此反向變位電壓應明顯高于被保護電子系統(tǒng)的至高運行電壓峰值,也即不能在系統(tǒng)正常運行時處于弱導通狀態(tài)。
5.至大泄漏電流:它是指在反向變位電壓作用下,管子中流過的至大反向電流。
6.響應時間:10-11s