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專業(yè)：EC-70/3P-S避雷器/防雷器系列 

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               浪涌也叫突波，顧名思義就是超出正常工作電壓的瞬間過電壓。本質(zhì)上講，浪涌是發(fā)生在僅僅幾百萬分之一秒時間內(nèi)的一種劇烈脈沖，可能引起浪涌的原因有：重型設(shè)備、短路、電源切換或大型發(fā)動機。而  含有浪涌阻絕裝置的產(chǎn)品可以有效地吸收突發(fā)的巨大能量，以保護連接設(shè)備免于受損。 FNO 440/40KA-440V-4P避雷器浪涌保護器，也叫防雷器，是一種為各種電子設(shè)備、儀器儀表、通訊線路提供安全防護的電子裝置。當(dāng)電氣回路或者通信線路中因為外界的干擾突然產(chǎn)生尖峰電流或者電壓時，浪涌保護器能在極短的時間內(nèi)導(dǎo)通分流，從而避免浪涌對回路中其他設(shè)備的損害。 

2基本特點 保護通流量大，殘壓極低，響應(yīng)時間快； · 采用最新滅弧技術(shù)，徹底避免火災(zāi)； · 采用溫控保護電路，內(nèi)置熱保護； · 帶有電源狀態(tài)指示，指示浪涌保護器工作狀態(tài)； · 結(jié)構(gòu)嚴謹，工作穩(wěn)定可靠。 

3專業(yè)術(shù)語 

1、接閃器 Air-termination system 用于直接接受或承受雷擊的金屬物體和金屬結(jié)構(gòu)，如：避雷針、避雷帶（線）、避雷網(wǎng)等。 

2、引下線 Down conductor system 連接接閃器與接地裝置的金屬導(dǎo)體。 

3、接地裝置 Earth termination system 接地體和接地體連接導(dǎo)體的總和。 

4、接地體 Earth electrode 埋入地中直接與大地接觸的金屬導(dǎo)體。也稱接地極。直接與大地接觸的各種金屬構(gòu)件、金屬設(shè)施、金屬管道、金屬設(shè)備等可以兼作接地體，稱為自然接地體。 

5、接地體連接導(dǎo)體 Earth conductor 從電氣設(shè)備接地端子接到接地裝置的連接導(dǎo)線或?qū)w，或從需要等電位連接的金屬物體、總接地端子、接地匯總板、總接地排、等電位連接排至接地裝置的連接導(dǎo)線或?qū)w。 

6、直擊雷 Direct lightning flash 直接擊在建筑物、大地或防雷裝置等實際物體的雷電。 

7、地電位反擊 Back flashover 雷電流經(jīng)過接地點或接地系統(tǒng)而引起該區(qū)域地電位的變化。地電位反擊會引起接地系統(tǒng)電位的變化，可能造成電子設(shè)備、電氣設(shè)備的損壞。 

8、雷電防護系統(tǒng) Lightning protection system（LPS） 減少雷電對建筑物、裝置等防護目標(biāo)造成損害的系統(tǒng)，包括外部和內(nèi)部雷電防護系統(tǒng)。 8.1外部雷電防護系統(tǒng) External lightning protection system 建（構(gòu)）筑物外部或本體的雷電防護部分，通常由接閃器、引下線和接地裝置組成，用于防直擊雷。 8.2內(nèi)部雷電防護系統(tǒng) Internal lightning protection system 建（構(gòu)）筑物內(nèi)部的雷電防護部分，通常由等電位連接系統(tǒng)、共用接地系統(tǒng)、屏蔽系統(tǒng)、合理布線、電涌防護器等組成，主要用于減小和防止雷電流在防護空間內(nèi)所產(chǎn)生的電磁效應(yīng)。

4分析 引　言 雷電災(zāi)害是最嚴重的自然災(zāi)害之一，全世界每年因雷電災(zāi)害造成的人員傷亡、財產(chǎn)損失不計其數(shù)。隨著電子、微電子集成化設(shè)備的大量應(yīng)用，雷電過電壓和雷擊電磁脈沖所造成的系統(tǒng)和設(shè)備的損壞越來越多。因此，盡快解決建筑物和電子信息系統(tǒng)雷電災(zāi)害防護問題顯得十分重要。 隨著相關(guān)設(shè)備對防雷要求的日益嚴格，安裝浪涌保護器(Surge ProtectionDevice,SPD）抑制線路上的浪涌和瞬時過電壓、泄放線路上的過電流成為現(xiàn)代防雷技術(shù)的重要環(huán)節(jié)之一。 

1　雷電的特性 防雷包括外部防雷和內(nèi)部防雷。外部防雷以接閃器(避雷針、避雷網(wǎng)、避雷帶、避雷線）、引下線、接地裝置為主，其主要的功能是為了確保建筑物本體免受直擊雷的侵襲，將可能擊中建筑物的雷電通過避雷針（帶、網(wǎng)、線）、引下線等泄放入大地。內(nèi)部防雷包括防雷電感應(yīng)、線路浪涌、地電位反擊、雷電波入侵以及電磁與靜電感應(yīng)的措施。其基該方法是采用等電位聯(lián)結(jié)，包括直接連接和通過SPD間接連接，使金屬體、設(shè)備線路與大地形成一個有條件的等電位體，將因雷擊和其他浪涌引起的內(nèi)部設(shè)施分流和感應(yīng)的雷電流或浪涌電流泄放入大地，從而保護建筑物內(nèi)人員和設(shè)備的安全。 雷電的特點是電壓上升非?？欤?0μs以內(nèi)），峰值電壓高（數(shù)萬至數(shù)百萬伏），電流大（幾十至幾百千安），維持時間較短（幾十至幾百微秒），傳輸速度快（以光速傳播），能量非常巨大，是浪涌電壓中最具破壞力的一種。 

2 浪涌保護器的分類 SPD是電子設(shè)備雷電防護中不可缺少的一種裝置，其作用是把竄入電力線、信號傳輸線的瞬時過電壓限制在設(shè)備或系統(tǒng)所能承受的電壓范圍內(nèi)，或?qū)姶蟮睦纂娏餍沽魅氲?，保護被保護的設(shè)備或系統(tǒng)不受沖擊。 

2. 1　按工作原理分類 按其工作原理分類，SPD可以分為電壓開關(guān)型、限壓型及組合型。 ⑴電壓開關(guān)型SPD。在沒有瞬時過電壓時呈現(xiàn)高阻抗，一旦響應(yīng)雷電瞬時過電壓，其阻抗就突變?yōu)榈妥杩?，允許雷電流通過，也被稱為“短路開關(guān)型SPD”。 ⑵限壓型SPD。當(dāng)沒有瞬時過電壓時，為高阻抗，但隨電涌電流和電壓的增加，其阻抗會不斷減小，其電流電壓特性為強烈非線性，有時被稱為“鉗壓型SPD”。 ⑶組合型SPD。由電壓開關(guān)型組件和限壓型組件組合而成，可以顯示為電壓開關(guān)型或限壓型或兩者兼有的特性，這決定于所加電壓的特性。 

2.2按用途分類 按其用途分類，SPD可以分為電源線路SPD和信號線路SPD兩種。 

2.2.1電源線路SPD 由于雷擊的能量是非常巨大的，需要通過分級泄放的方法，將雷擊能量逐步泄放到大地。在直擊雷非防護區(qū)（LPZ0A）或在直擊雷防護區(qū)（LPZ0B）與第一防護區(qū)（LPZ1）交界處，安裝通過Ⅰ級分類試驗的浪涌保護器或限壓型浪涌保護器作為第一級保護,對直擊雷電流進行泄放，或者當(dāng)電源傳輸線路遭受直接雷擊時，將傳導(dǎo)的巨大能量進行泄放。

          在第一防護區(qū)之后的各分區(qū)（包含LPZ1區(qū)）交界處安裝限壓型浪涌保護器，作為二、三級或更高等級保護。第二級保護器是針對前級保護器的殘余電壓以及區(qū)內(nèi)感應(yīng)雷擊的防護設(shè)備，在前級發(fā)生較大雷擊能量吸收時，仍有一部分對設(shè)備或第三級保護器而言是相當(dāng)巨大的能量，會傳導(dǎo)過來，需要第二級保護器進一步吸收。同時，經(jīng)過第一級防雷器的傳輸線路也會感應(yīng)雷擊電磁脈沖輻射。當(dāng)線路足夠長時，感應(yīng)雷的能量就變得足夠大，需要第二級保護器進一步對雷擊能量實施泄放。第三級保護器對通過第二級保護器的殘余雷擊能量進行保護。根據(jù)被保護設(shè)備的耐壓等級，假如兩級防雷就可以做到限制電壓低于設(shè)備的耐壓水平，就只需要做兩級保護；假如設(shè)備的耐壓水平較低，可能需要四級甚至更多級的保護。 選擇SPD，首先需要了解一些參數(shù)及其工作原理。

⑴ 10/350μs波是模擬直擊雷的波形，波形能量大； 8/20μs波是模擬雷電感應(yīng)和雷電傳導(dǎo)的波形。 

⑵標(biāo)稱放電電流In是指流過SPD、8/20μs電流波的峰值電流。 

⑶最大放電電流Imax又稱為最大通流量，指使用8/20μs電流波沖擊SPD一次能承受的最大放電電流。 

⑷最大持續(xù)耐壓Uc(rms）指可連續(xù)施加在SPD上的最大交流電壓有效值或直流電壓。 

⑸殘壓Ur指在額定放電電流In下的殘壓值。 ⑹保護電壓Up表征SPD限制接線端子間的電壓特性參數(shù)，其值可從優(yōu)選值的列表中選取，應(yīng)大于限制電壓的最高值。 ⑺電壓開關(guān)型SPD主要泄放的是10/350μs電流波，限壓型SPD主要泄放的是8/20μs電流波。 

2.2.2信號線路SPD 信號線路SPD其實就是信號避雷器，安裝在信號傳輸線路中，一般在設(shè)備前端，用來保護后續(xù)設(shè)備，防止雷電波從信號線路涌入損傷設(shè)備。 

1）電壓保護水平（UP）的選擇 UP 值不應(yīng)超過被保護設(shè)備耐沖擊電壓額定值，UP 要求SPD 與被保護的設(shè)備的絕緣應(yīng)有良好配合。 在低壓供配電系統(tǒng)裝置中，設(shè)備均應(yīng)具有一定的耐受電涌能力，即耐沖擊過電壓能力。當(dāng)無法獲得220/380V 三相系統(tǒng)各種設(shè)備的耐沖擊過電壓值時，可按IEC 60664-1 和GB 50057-1994（2000 版）的給定指標(biāo)選用。 

2）標(biāo)稱放電電流In 的（沖擊通流容量）選擇 流過SPD、8/20 μs 電流波的峰值電流。用于對SPD 做II 級分類試驗，也用于對SPD 做I 級和II 級分類試驗的預(yù)處理。 事實上，In 是SPD 不發(fā)生實質(zhì)性破壞而能通過規(guī)定次數(shù)(一般為20 次)、規(guī)定波形（8/20 μs）的最大限度的沖擊電流峰值。 

3）最大放電電流Imax（極限沖擊通流容量）的選擇 流過SPD、8/20 μs 電流波的峰值電流，用于II 級分類試驗。Imax 與In 有許多相同點，他們都是用8/20 μs 電流波的峰值電流對SPD 做II 級分類試驗。不同之處也很明顯，Imax 只對SPD 做一次沖擊試驗，試驗后SPD 不發(fā)生實質(zhì)性破壞；而In 可以做20次這樣的試驗，試驗后SPD 也不能有實質(zhì)性破壞。因此，Imax 是沖擊的電流極限值，所以最大放電電流也稱為極限沖擊通流容量。顯然，Imax>In[1] 。 

5工作原理 浪涌保護器（Surge protection Device）是電子設(shè)備雷電防護中 浪涌保護器工作原理圖 不可缺少的一種裝置，過去常稱為 “避雷器”或“過電壓保護器”英文簡寫為SPD.FNO 440/40KA-440V-4P避雷器浪涌保護器的作用是把竄入電力線、信號傳輸線的瞬時過電壓限制在設(shè)備或系統(tǒng)所能承受的電壓范圍內(nèi)，或?qū)姶蟮睦纂娏餍沽魅氲兀Ｗo被保護的設(shè)備或系統(tǒng)不受沖擊而損壞。 浪涌保護器的類型和結(jié)構(gòu)按不同的用途有所不同，但它至少應(yīng)包含一個非線性電壓限制元件。用于浪涌保護器的基本元器件有：放電間隙、充氣放電管、壓敏電阻、抑制二極管和扼流線圈等。 

6基本元件 

⒈放電間隙（又稱保護間隙）： 它一般由暴露在空氣中的兩根相隔一定間隙的金屬棒組成，其中一根金屬棒與所需保護設(shè)備的電源相線L1或零線（N）相連，另一根金屬棒與接地線（PE）相連接，當(dāng)瞬時過電壓襲來時，間隙被擊穿，把一部分過電壓的電荷引入大地，避免了被保護設(shè)備上的電壓升高。這種放電間隙的兩金屬棒之間的距離可按需要調(diào)整，結(jié)構(gòu)較簡單，其缺點是滅弧性能差。改進型的放電間隙為角型間隙，它的滅弧功能較前者為好，它是靠回路的電動力F作用以及熱氣流的上升作用而使電弧熄滅的。 

⒉氣體放電管： 它是由相互離開的一對冷陰板封裝在充有一定的惰性氣體（Ar）的玻璃管或陶瓷管內(nèi)組成的。為了提高放電管的觸發(fā)概率，在放電管內(nèi)還有助觸發(fā)劑。這種充氣放電管有二極型的，也有三極型的， 氣體放電管的技術(shù)參數(shù)主要有：直流放電電壓Udc；沖擊放電電壓Up（一般情況下Up≈（2～3）Udc；工頻耐受電流In；沖擊耐受電流Ip；絕緣電阻R（>109Ω）；極間電容（1-5PF） 氣體放電管可在直流和交流條件下使用，其所選用的直流放電電壓Udc分別如下：在直流條件下使用：Udc≥1.8U0（U0為線路正常工作的直流電壓） 在交流條件下使用：U dc≥1.44Un（Un為線路正常工作的交流電壓有效值） 

⒊壓敏電阻： 它是以ZnO為主要成分的金屬氧化物半導(dǎo)體非線性電阻，當(dāng)作用在其兩端的電壓達到一定數(shù)值后，電阻對電壓十分敏感。它的工作原理相當(dāng)于多個半導(dǎo)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(shù)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(yīng)時間快（～10-8s），無續(xù)流。 壓敏電阻的技術(shù)參數(shù)主要有：壓敏電壓（即開關(guān)電壓）UN，參考電壓Ulma；殘壓Ures；殘壓比K（K=Ures/UN）；最大通流容量Imax；泄漏電流；響應(yīng)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） 最小參考電壓：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） 壓敏電阻的最大參考電壓應(yīng)由被保護電子設(shè)備的耐受電壓來確定，應(yīng)使壓敏電阻的殘壓低于被保護電子設(shè)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(shè)備的而損電壓。 

⒋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(yīng)快的優(yōu)點，特別適合用作多級保護電路中的最末幾級保護元件。抑制二極管在擊穿區(qū)內(nèi)的伏安特性可用下式表示：I=CUα，上式中α為非線性系數(shù)，對于齊納二極管α=7～9，在雪崩二極管α=5～7.