浪涌保护器参数及保护等级选择

发布时间:2023,05,16

浪涌保护器是一种高效能的电路保护器,当它承受瞬态高压、高能量脉冲时,快速(10-9S)由原来的高阻抗变为低阻抗,并将瞬变高压干扰脉冲抑制到预定电压,从而有效地保护设备和敏感器件不受损坏,电路工作不受干扰。如果是高压侧防范以上过电压,则采用避雷器。


DC SPD1.jpg

(1)浪涌保护器(SPD)的主要参数


1)持续运行电压(Uc):指可持续加于SPD保护模式的均方根电压(有效值)或直流电压。它实际上是SPD的额定电压。

Uc值与SPD产品的使用寿命、电压保护水平有关。如果Uc值选择偏高,虽然能延长产品的使用寿命,但其残压也相应提高,对被保护对象是不利的。


2)标称放电电流(In):流过电涌保护器8/20μs电流波的峰值电流。

该参数用于SPD做Ⅱ级试验,也用于对SPD做Ⅰ级和Ⅱ级试验的预处理。在SPD的相关标准中,规定了一系列的In值,某一型号SPD设计制造时的目标是要达到某一等级,就选用In系列中相应的In值进行试验,试验合格后,该SPD的In值就可以确定为选中的值。

3)Ⅱ级试验中的放电电流(Imax):流过浪涌保护器8/20μs电流波的峰值电流。

该参数从定义上与标称放电电流(In)相同,但SPD标准在给出In系列值的同时,也给出了Imax系列值,且同一等级中Imax>In。某一SPD采用某一等级的In并通过了试验,并不能保证该SPD选用同一等级的Imax通过试验。因此尽管In和Imax都是8/20μs电流波的峰值,但是在试验时所采用的电流波的峰值和通过电流的次数是不一样的。

4)冲击电流(Iimp):冲击电流指通过10/350μs雷电流波的能力,包含两个参数:幅值电流Ipeak和电荷量Q。该参数用于SPD做Ⅰ级试验。

5)电压保护水平(Up):电压保护水平又称残压,指SPD动作后,SPD中流过规定波形的幅值的电流时,其两端的电压。该参数用于对被保护设备的冲击耐压的保护。其值需低于被保护设备的冲击耐压。


(1)浪涌保护器从级别上分三个等级


级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,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。一般用于总配电。

第二级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1500-2000V,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。

第三级目的是终保护设备的手段,将残余浪涌电压的值降低到1000V以内。作为第三级保护时应为串联式限压型电源防雷器,其雷电通流容量不应低于10kA。一般用于终端配电设备。

不同的配电系统应该选择相应浪涌保护器,可分TN(TN-S,N-C,TN-C-s),IT,TT。


1)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2500-3000V。

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10/350us、100kA的雷电波,达到IEC规定的防护标准。

其技术参考为:雷电通流量大于或等于100kA(10/350us);残压值不大于2.5kV;响应时间小于或等于100ns。


2)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1500-2000v,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。这些电源防雷器对于通过了用户供电入口处浪涌放电器的剩余浪涌能量进行更完善的吸收,对于瞬态过电压具有好的抑制作用。

该处使用的电源防雷器要求的冲击容量为每相45kA以上,要求的限制电压应小于1200V,称之为CLASSII级电源防雷器。一般用户供电系统做到第二级保护就可以达到用电设备运行的要求了。

第二级电源防雷器采用C类保护器进行相一中、相一地以及中一地的全模式保护,主要技术参数为:雷电通流容量大于或等于40kA(8/20us);残压峰值不大于1000V;响应时间不大于25ns。


3)第三级保护


目的是终保护设备的手段,将残余浪涌电压的值降低到1000V以内,使浪涌的能量有致损坏设备。

在电子信息设备交流电源进线端安装的电源防雷器作为第三级保护时应为串联式限压型电源防雷器,其雷电通流容量不应低于10kA。

后的防线可在用电设备内部电源部分采用一个内置式的电源防雷器,以达到消除微小的瞬态过电压的目的。该处使用的电源防雷器要求的冲击容量为每相20kA或更低一些,要求的限制电压应小于1000V。对于一些特别重要或特别敏感的电子设备具备第三级保护是必要的,同时也可以保护用电设备免受系统内部产生的瞬态过电压影响。对于微波通信设备、移动基站通信设备及雷达设备等使用的整流电源,宜视其工作电压的保护需要分别选用工作电压适配的直流电源防雷器作为未级保护。


4)根据被保护设备的耐压等级

假如两级防雷就可以做到限制电压低于设备的耐压水平,就只需要做两级保护,假如设备的耐压水平较低,可能需要四级甚至更多级的保护。第四级保护其雷电通流容量不应低于5kA。


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