浪涌保护器与防雷器的作用及性能解析

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浪涌保护器与避雷器的作用

  • 浪涌保护器(SPD)
    通过将瞬态浪涌或过电压产生的多余电流引入接地导线,保护电路中的电子设备免受功率浪涌和电压陡升的影响。浪涌保护器也被称为 瞬态电压浪涌抑制器浪涌保护装置浪涌抑制设备

  • 避雷器
    避雷器(又称雷电分流器或浪涌吸收器)通过限制雷击产生的浪涌电压,防止设备因过电压而损坏或服务中断,常用于高压电力系统的雷电保护。


功率浪涌的来源

  1. 雷击事件

    • 雷击是引发功率浪涌的主要原因,尤其是其产生的强电磁场,对电信系统和传输线路威胁最大。
    • 雷电电流可达 5kA~200kA,电压为 40kV~120kV。即便雷击发生在建筑物数英里之外,其引起的浪涌仍可能通过架空线路或地下线路传递至敏感设备。
  2. 其他原因

    • 设备波动或故障。
    • 错误接线方式或不良系统设计。
    • 环境危害(如高湿度、高温)。


浪涌保护器的技术性能指标

  1. 浪涌保护等级

    • 1级保护(雷电防护)
      10/350ms 电流波形疏导能量,额定电流为 10kA~35kA,通常采用高能金属氧化物压敏电阻(MOV)及气体放电管/气隙元件。
    • 2级保护(浪涌抑制)
      8/20ms 电流波形疏导能量,额定电流为 5kA~200kA,通常采用硅雪崩二极管(SAD)和金属氧化物压敏电阻。
  2. 核心参数

    • 最大连续工作电压(MCOV)
      浪涌保护器在不影响安全性的情况下可承受的最大稳态电压。要求在额定电压 110% 下正常工作,在 125% 的异常过电压下需安全失效。

    • 电压保护水平(VPL)
      指浪涌保护器在浪涌时的剩余电压。VPL 越低,反应时间越快,保护性能越高。

    • 钳位电压
      指浪涌保护器开始向接地导线疏导电流的临界电压,钳位电压越低,保护性能越佳。

    • 能量吸收/耗散容量
      表示浪涌保护器在失效前可吸收的能量,单位为焦耳(J)。值越高,表示设备的抗浪涌能力越强。

    • 响应时间
      指浪涌保护器触发时间与功率浪涌发生时间的延迟,响应时间越短,保护越及时。

    • 短路电流等级(SCCR)
      表示浪涌保护器在发生短路时能承受的最大均方根对称电流。

  3. 安全标准

    • 根据 UL 1449 第 4 版标准,所有交流浪涌保护器需提供针对 1000V 以内、50/60Hz 电源电路的多次瞬态浪涌限制功能。


射频浪涌保护器的要求

射频浪涌保护器需兼顾浪涌防护和信号完整性,在提供保护的同时,尽量减少对信号传输的影响,并对超出浪涌频率的信号实现少量串联衰减。


通过天盾雷电的解析,合理选择和部署浪涌保护器及避雷器,可有效降低设备因浪涌损坏的风险,提升电力和通信系统的稳定性和安全性。