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星空体育篮球:什么是防雷器

来源:星空体育篮球    发布时间:2026-01-20 20:43:13

防雷器包括:电源防雷器(http:\/\/.hzgsdz\/)和信号防雷器,...

产品介绍

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什么是防雷器

  防雷器包括:电源防雷器(http:\/\/.hzgsdz\/)和信号防雷器,防雷器也称避雷器,浪涌保护器(http:\/\/.hzgsdz\/),电涌保护器(SurgeProtectionDevices,简称SPD),过电压保护器。防雷器是通过现代电学以及别的技术来防止被雷击中的设备。避雷器中的雷电能量吸收,主要是氧化锌压敏电阻和气体放电管。防雷器主要是包括:电源防雷器和信号防雷器.

  防雷器(http:\/\/.hzgsdz\/)包括:电源防雷器和信号防雷器,防雷器也命名为:避雷器,浪涌保护器,电涌保护器,在信息时代的今天,电脑网络和通讯设备越来越精密,其工作环境的要求也慢慢变得高,而雷电以及大型电气设备的瞬间过电压会慢慢的频繁的通过电源、天线、无线电信号收发设备等线路侵入室内电气设备和网络设备,造成设备或元器件损坏,人员受伤或死亡,传输或储存的数据受到干扰或丢失,甚至使电子设备产生误动作或暂时瘫痪、系统停顿,数据传输中断,局域网乃至广域网遭到破坏。其危害触目惊心,间接损失一般远大于直接经济损失。防雷器是通过现代电学以及别的技术来防止被雷击中的设备。

  最原始的防雷器是羊角形间隙,出现于19世纪末期,用于架空输电线路,防止雷击损坏设备绝缘而造成停电,故称“防雷器(http:\/\/.hzgsdz\/)”。20世纪20年代,出现了铝防雷器,氧化膜防雷器和丸式防雷器。30年代出现了管式防雷器。50年代出现了碳化硅防雷器。70年代又出现了金属氧化物防雷器。现代高压防雷器,不仅用于限制电力系统中因雷电引起的过电压,也用于限制因系统操作产生的过电压。

  防雷器的作用是用来保护电力系统中各种电器设备免受雷电过电压、操作过电压、工频暂态过电压冲击而损坏的一种电器。防雷器的类型主要有保护间隙、阀型防雷器和氧化锌防雷器。保护间隙大多数都用在限制大气过电压,通常用于配电系统、线路和变电所进线段保护。阀型防雷器与氧化锌防雷器用于变电所和发电厂的保护,在500KV及以下系统大多数都用在限制大气过电压,在超高压系统中还将用来限制内过电压或作内过电压的后备保护。

  1、标称电压Un:设备正常耐受电压,不动作。与被保护系统的额定电压相符,在信息技术系统中此参数表明了应该选用的保护器的类型,它标出交流或直流电压的有效值。

  2、额定电压Uc:能长久施加在保护器的指定端,而不引起保护器特性变化和激活保护元件的最大电压有效值。

  3、额定放电电流Isn:也称标称放电电流In,给保护器施加波形为8/20μs的标准雷电波冲击10次时,保护器所耐受的最大冲击电流峰值。

  4、最大放电电流Imax:给保护器施加波形为8/20μs的标准雷电波冲击1次时,保护器所耐受的最大冲击电流峰值。

  5、电压保护级别Up:保护器在下列测试中的最大值:1KV/μs斜率的跳火电压;额定放电电流的残压。

  6、响应时间tA:主要反应在保护器里的特殊保护元件的动作灵敏度、击穿时间,在一段时间内变化取决于du/dt或di/dt的斜率。

  7、数据传输速率Vs:表示在一秒内传输多少比特值,单位:bps;是数据传输系统中正确选用防雷器的参考值,防雷保护器的数据传输速率取决于系统的传输方式。

  9、回波损耗Ar:表示前沿波在保护设备(反射点)被反射的比例,是直接衡量保护设备同系统阻抗是否兼容的参数。

  12、在线阻抗:指在标称电压Un下流经保护器的回路阻抗和感抗的和。通常称为“系统阻抗”。

  2.本系列单相电源避雷器采用并联方式与被保护设备连接;请勿擅自拆卸本系列新产品。

  4.本系列产品出厂时配有安装配件,用户都能够根据实际情况安装、接线,检查有、无接

  避雷器正常时,工作指示灯(绿灯)亮,当避雷器上的劣化指示灯(红)亮时,表明

  该电源避雷器内部重要元器件失效,则请立即更换。6.电源防雷箱使用期间,应定期检测并查看指示灯工作状态:绿色指示灯为工作指示,

  防雷箱工作正常;红色指示灯正常工作时不亮,当防雷箱发生故障,红色指示灯亮,

  7.电源防雷箱的雷电计数器计数范围为0~99次,计数动作电流为不小于5KA;通电时

  显示为00次,当停电时不再显示,可以按“读数”按钮,显示雷击的次数。在防雷箱

  单相一体化电源防雷箱是当感应雷侵入电源传输线路时,避雷器的防雷组件以纳秒级

  (100ns)的响应速度呈现低电阻状态,迅速将雷电流泄放至大地,并把由雷电流

  引起的过电压限制在被保护设备允许承受的耐压范围内,以确保设备安全运作,使保护设备免于受损。

  氧化锌压敏电阻是限压型保护器件,没脉冲电压时呈现高阻状态,一旦响应脉冲电压,立即将电压限制到一定值,其阻抗突变为低阻状态。与气体放电管比较,它最大的优点是当它吸收脉冲电压时因残压高于工作电压,不会造成电源的瞬间短路,也不会产生续流。氧化锌压敏电阻的响应时间比气体放电管快。气体放电管的击穿电压对脉冲电压的上升速率十分敏感,电压上升速率越快,点火电压越高,响应时间越快。能够正确选择压敏电阻和气体放电管这二类元器件,并利用它们各自的优点进行组合的电源避雷器,其整机性能相对较好。电源避雷器中要求氧化锌压敏电阻,具有优良的能量耐受特性,而能量耐受特性主要用额定雷电冲击电流、最大雷电冲击电流和能量耐量三大指标来描述,这些特性与氧化锌压敏电阻的表面积有关,和元件的散热条件有关。同一种规格的压敏电阻,由于不同厂家的制造工艺、原料配方不同,其能量耐受能力会相差很大。

  气体放电管具有很强的承受大能量冲击的能力,但在具体使用时,由于气体放电管在放电时残压极低,近似于短路状态,因此不能单独在电源避雷器中使用,气体放电管的耐流能力与管径有关,管径越大,耐流能力越好。气体放电管的质量上的问题主要体现为慢性漏气,长时间使用的可靠性问题(即遭受多次雷电冲击后,直流击穿电压值发生偏移),光敏效应和离散性较大。虽然近年来国产的气体放电管有了较大的改进,质量在慢慢地提高,但整体质量上的问题任旧存在,特别是可靠性问题和慢性漏气问题。因此电源避雷器中选择进口名牌气体放电管的产品应作为首选,且气体放电管的管径在Ф8㎜以上为好。

  电源避雷器中的电容器和热熔保险丝的选择也很重要。电源避雷器长期工作在电网中,由于电容器的质量上的问题造成电源避雷器整机损坏的事例很多,因此,电容器的耐压选择很重要,特别是耐受脉冲高电压的冲击能力。相比之下,国外产品好于国内产品,日立公司,OKAYA公司的电容器质量为上好。电源避雷器中的热熔保险丝的作用是当雷电流大于电源避雷器最大承受能力时,由于过流作用,可使保险丝断开,同时由于过截使氧化锌压敏电阻温度上升亦可使保险丝断开,起到过流和温度双重保护作用。由于电源避雷器常态工作条件下,电流非常小,只是在雷电冲击或脉冲电压冲击时,在瞬态条件下起保护作用,因此与常规热熔保险丝的使用条件有所区别,所以,电源避雷器中的热熔保险丝应有独特性能,即在瞬态条件下的熔断特性。

  避雷器的设计的具体方案有了良好的元器件,先进的设计的具体方案是确保电源避雷器质量的必要条件。根据对国内外产品的分析比较,在设计电源避雷器时应最大限度地考虑以下几个方面问题。电源避雷器耐雷电电流冲击等级的合理定位,即电源避雷器额定浪涌电流值和最大浪涌电流值的确定。现在市场上有些电源避雷器的厂商,为了广告宣传和产品竞争等商业行为,随意提高耐雷电电流冲击的等级,这是一种对用户极不负责的态度。雷击灾害对现代电子设备具有极大的破坏性。某一地区雷电电流的大小,由于地理环境、气象条件和电子设备电源接线方式等诸多不确定因素,很难用一个数字量来确定,因此,厂家对电源避雷器的设计应有较大的余量。一般浪涌电流的设计应是该电源避雷器最大浪涌电流值的一倍,而最大浪涌电流值又应是该电源避雷器额定浪涌电流值的一倍,这样的设计余量才是对用户负责的态度。在厂家设计的具体线路中,应采用多路浪涌电流吸收的冗余式电路结构,即当某一路浪涌电流吸收回路由于某元器件损坏,自动退出电源避雷器的整机电路,不影响整个电源避雷器的正常工作。由于采用上述的设计余量,即使出现一路、甚至二路吸收回路退出整体电路,也不影响整个电源避雷器的防雷能力。这种冗余设计的具体方案将大大地提高电源避雷器的可靠性,是多雷区电源线路防雷的首选防护设备。

  合理科学的生产的基本工艺是确保电源避雷器质量的保证条件。在电源避雷器的生产的基本工艺上,生产厂商应注意以下几个方面的问题。湿热一直是压敏电阻失效的一个重要原因,其反映出来的现象是压敏电阻在受长期潮湿环境的影响下,其泄露电流明显上升,压敏电压值显而易见地下降。对于整个电源避雷器来讲,由于潮湿环境的影响,一旦电网中出现瞬态过电压或雷电电流的冲击,很可能造成局部短路而损坏的现象。由于雷雨季

  节往往是一个湿热的气象环境条件,因此电源避雷器的防湿热工艺显得很重要。通常厂家采用环氧树脂灌封的生产的基本工艺。有些厂家能在环氧树脂灌封的过程中进行真空抽气,则效果更好。因此,在选择电源避雷器时,除观看厂家的元器件的选择,设计的具体方案和生产的基本工艺外,质量管理方面也很重要。这包括元器件采购、保管、检验、组装、老化、残压和泄露电流的测试制度、安全制度等方面。

  综上,选择质量优良的电源避雷器,不能只停留在厂家的广告宣传上,还应到厂家针对上述几个维度去看一看,特别是关键元器件的选择、设计的具体方案、生产的基本工艺是了解的重点。除此之外,当地的气象条件、年雷暴日数和雷暴造成财产损失的情况也应和选择电源避雷器的防护级别做综合考虑。

  针对现在市场上出现了各种各样的防雷器,质量参差不齐,有一些甚至闻所未问(如:不用接地的避雷器,到现在为止,都弄不明白它的工作原理),因此,通过介绍避雷器的工作原理及组成,对客户甄别真假、优劣,有所帮助。

  防雷器元件从响应特性看,有软硬两种。属于硬响应特性的放电元件有火花间隙(基于斩弧技术的角型火花隙和同轴放电火花隙)和气体放电管,属于软响应特性的放电元件有金属氧化物压敏电阻和瞬态抑制二极管。这些元件的不同之处在于放电能力、响应特性和残压,避雷器是利用它们不同的优缺点,扬长避短,组合成各种避雷器,保护电路。

  1、放电间隙:原理是两个如牛角现状的电极,距离很短,用绝缘材料分开,当两个电极间的电场强度达到击穿强度时,电极之间形成电流通路。当雷电波来到的时候首先在间隙处击穿,使间隙的空气电离,形成短路,雷电流通过间隙流入大地,而此时间隙两端的电压很低,进而达到保护线路的目的。电场强度低于击穿间隙时,放电间隙型避雷器又恢复绝缘状态。常用于高压线路的避雷防护中。在低压系统,常用于电源的前级保护。

  优点:有着非常强放电能力、通流量大,10/350μs脉冲波形能够疏导50KA的脉冲电流,用于8/20μs脉冲电流,可以大于100KA,很高的绝缘电阻以及很小的寄生电容,漏电流小。对正常工作的设备不会带来任何有害影响。

  缺点:残压高(2.5~3.5KV),反应时间长(≦100ns),动作电压精度较低,有工频续流,因此在保护电路中应串联一个熔断器,使得工频续流迅速被切断。

  注:由于两只放电管分别装在一个回路的两根导线上,有时会不同时放电,使两导线之间出现电位差,为了使两根导线上的放电管能接近统一时间放电,减少两线之间的电位差,又研制了三级放电管。可以看作是由两只二级放电管合并在一起构成的。三级放电管中间的一级作为公共地线,另两级分别接在回路的两条导线、气体放电管(Gas discharge tube,GDT):是一种陶瓷或玻璃封装,管内再充以很多压力的惰性气体(如氩气),开关型的保护元件,有二电极和三电极两种结构。当电场强度达到击穿惰性气体强度时,就引起间隙放电,从而限制极间的电压。8/20μs脉冲电流能够疏导10KA。放电电压不稳定,当电压大于12V、电流电压100mA时,会产生后续电流。通常用于测量、控制、调节技术电路和电子数据处理传输电路中。

  以氧化锌为主要成分的金属氧化物半导体非线性电阻,当加在电阻两头的电压小于压敏电压时,压敏电阻呈高阻状态,如果并联在电路上,该阀片呈断路状态;当加在压敏电阻两头的电压大于压敏电压时,压敏电阻就会击穿,呈现低阻值,甚至接近短路状态。压敏电阻这种被击穿状态是能恢复的,当高于压敏电压的电压被撤销以后,它又恢复高阻状态。当电力线被雷击时,雷电波的高电压使压敏电阻击穿,雷电流通过压敏电阻流入大地,使电力线上的类电压被钳制在安全范围内。

  氧化锌压敏电阻避雷器,现在市场上流通很多,我国在20世纪80年代末才大批生产,被认为目前最新型、技术最先进,会做专题详细的介绍。现在我国的输电线路的避雷器,都采用氧化锌避雷器。

  优点:开关电压范围宽:6V~1.5KV,反应速度快(25ns),残压低(能够达到终端设备的安全工作电压),通流量大(2KA/cm2),无续流,寿命长。

  缺点:容易老化,动作几次后,漏电流会增大,因此导致压敏电阻过热,最后导致老化失效。

  电容较大,许多情况下不在高频、超高频系统中使用。该电容又与导线电容构成一个低通。该低通会造成信号的严重衰减。但在频率低于30KHZ时,这种衰减可以忽略。

  1、二极放电管:有两种形式:一是齐纳型(为单向雪崩击穿),二是双向的硅压敏电阻。性能类似开关二极管等。在规定的反向电压作用下,两端电压大于门限电压时,其工作阻抗能立即降至很低的水平以允许大电流通过,并将两端电压钳制在很低的水平,从而有效地保护末端电子科技类产品中的精密元件避免损坏。双向TVS可在正反两个方向吸收瞬时大脉动功率,并把电压钳制在预定水平。适用于交流电路。

  优点:动作时间极快,达到皮秒级。限制电压低,击穿电压低,应用于各种电子领域。

  缺点:电流负荷量小,电容相当高,一般在20pF以下,现在的陶瓷放电管能做到3~5pF。

  电子信息系统所需的浪涌保护系统一般都会采用两级或三级组成。采用气体放电管、压敏电阻和抑制二极管,并利用各种浪涌抑制器的特点,实现可靠保护。气体放电管一般放在线路输入端作为一级浪涌保护器件,承受大的浪涌电流,属于泄流型器件。二级保护器件采用压敏电阻,可在极短时间内(ns)将浪涌电压限制在较低的水平。对于高度灵敏的电子电路,可采用抑制二极管作为三级保护。在更短的时间内将浪涌电压限制在末端电子设备的绝缘水平以内。如图,当雷电等浪涌到来时,抑制二极管首先导通,把瞬间过电压精确地控制在一定的水平,如果浪涌电流比较大,则压敏电阻启动并泄放一定的浪涌电流,这时压敏电阻两头的电压会有所升高,直至推动前级气体放电管放电,把大电流泄放到地。当三种器件在线路中的距离较远时,导通顺序会从气体放电管开始,依次导通。

  避雷器的工作,是从反应时间最快、设备的最末端开始的,然后逐级往前端启动的。

  ,单纯用气体放电管保护后端的设备会出现下列问题:导通时间过长,残压过大,有可能超过后端设备的耐压水平。放电后,会产生工频续流。为避免以上问题,采用另外一种电路(图三)。未解决产生工频续流的问题,同时也避免压敏电阻因漏电流过大而发热自爆或老化,我们在气体放电管上串联一个压敏电阻,这样就可避免产生工频续流,又可以有效的预防压敏电阻因漏电流而自爆、老化。但新的问题又产生了,这样避雷器的动作时间为气体放电管的导通时间和压敏电阻导通时间的总和。假设气体放电管的导通时间为100ns,压敏电阻的导通时间为25ns,则它们总的反应时间为125ns。为了减小反应时间,在电路中并入一个压敏电阻,这样可使总的反应时间为25ns。

  :当过电压出现时,抑制二极管作为动作最快的元件首先动作,线路设计为,在抑制二极管可能毁坏之前,放电电流即随着幅值的上升转换到前置的放电路径上,即充气式放电路上。

  如果放电电流小于该值,则充气放电管不动作。采用这种线路不但可以在低保护水平的条件下利用放电器动作迅速的优点,同时还能够达到很高的放电电容。这样就可以消除抑制二极管过载一级熔断器在出现电源续流时频繁切断电路的缺点。

  频率较高的线路也能够使用欧姆式电阻作为去耦元件,与低电容桥接线、三极放电管:在两根的导线上,安装两个二极放电管,会出现电位差,因此就有三极放电管,多了一极做公共接地,能够大大减少时间差(0.15~0.2μs),及由此产生的横向雷电压幅值。

  市场上普通电源避雷器器件一般都会采用压敏电阻,用于一级、二级和三级电源。这种组合方式在距离大于5米时,导通时间从第一级开始逐级向后导通。

  若第一级采用气体放电管,二级和三级采用压敏电阻,则一定要满足第一级与第二级满足大于十米的距离,第二级与第三级满足大于5米的距离,这样才可以保证前一级先动作。否则可能会引起第一级不动作的现象,而二级和三级避雷器又没那么大的通流量,导致避雷器无法切实保护设备。这点在工程设计中一定要引起注意。

  防雷器有高压和低压防雷器之分,本节介绍的是低压配电系统中的防雷器(电涌保护器SPD)

  1. 电涌保护器的种类名目繁多的防雷器在我国的市场上已超越了上百种,如何对不一样的品牌、不相同的型号的防雷器进行分类也许就摆在我们面前。

  间隙避雷器的工作原理:基于电弧放电技术,当电极间的电压达到某些特定的程度时,击穿空气电弧在电极上进行爬电。

  工艺特点:由于金属电极在放电时承受较大电流,所以易引起金属的升华,使放电腔内形成金属镀膜影响避雷器的启动和正常使用。放电电极的生产其实是集中在国外一些避雷器生产企业,,电极的主要成分是钨金属的合金。

  工程应用:该种结构的避雷器主要使用在在电源系统做B级避雷器使用。但由于避雷器自身的原因会造成火灾,避雷器动作后(飞出)脱离配电盘等事故。根据型号的不同适合与各种配电制式。

  现在国内市场有一种多层石墨间隙避雷器,这种避雷器主要利用的是多层间隙连续放电,每层放电间隙相互绝缘,这种叠层技术不仅解决了续流问题而且是逐层放电,无形中增大了产品自身的通流能力。

  工艺特点:石墨为主要材料,产品内采用全铜包被解决了避雷器在放电时的散热问题,不存在后续电流问题,最大的特点是没有电弧的产生,且残压与开放式间隙避雷器比较要低很多。

  工程应用:该种避雷器应用在各种B、C类场合,与开放式间隙比较不用考虑电弧问题。根据型号的不同该种产品适合与各种配电制式。

  开放式放电管避雷器,实质与开放式间隙避雷器是一样的产品,都属于空气放电器。但是与间隙放电器比较它的通流能力就降了一个等级。

  密闭式气体放电管也叫惰性气体放电管,主要是内部充盈了惰性气体,放电方式是气体放电,靠击穿气体来起到一次性泻放电流的目的。一般有2极和3极两种结构。外型与上图相似。

  工艺特点:空气放电管还是属于开放式产品,在工作时不保证绝对没有点火花从排压孔喷出,气体放电管是密封结构,一般有2极和3极良种结构及形式,一般3极有热保护设施(短路装置),在放电管工作时温度超过了一些范围,短路装置启动使放电管整体导通。防止温度过高造成放电管内气压生高器件爆裂。

  工程应用:一般空气放电管现在很少应用,而气体放电管现在被广泛的应用在信号防雷器上。型号的不同也有在电源避雷器上使用。

  单片压敏电阻避雷器是80年代由日本最先发明使用。直到现在,单片敏电阻的使用率也是避雷器中最高的。压敏电阻避雷器的工作原理是利用了压敏电阻的非线性特点。当电压没有波动时氧化锌呈高阻态,当电压出现波动达到压敏电阻的启动电压时压敏电阻迅速呈现低阻态,将电压限制在一些范围 内。 HYPERLINK

  由于单片压敏电阻的通流量一直不够理想(一般单片压敏电阻最大放电电流在20KA\8/20uS),在这种前提下多片组合压敏电阻避雷器产生,多片压敏电阻组合避雷器主要是解决了单片压敏电阻的通流量较小,不能够满足B级场合的使用。多片压敏电阻的产生从根本上解决了压敏电阻通流量的问题。

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