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過電壓的產(chǎn)生及危害
過電壓的概念:由電源系統(tǒng)外部(主要是雷電)和系統(tǒng)內(nèi)部工作造成的工作電壓超過正常供電值,即稱為過電壓。暫態(tài)過電壓存在的時間非常短,只有幾十微秒的時間。
1.1 雷電(外部過電壓Lightning)的產(chǎn)生及危害
雷云形成的假說很多,至今沒有一種被公認為無懈可擊的完整學(xué)說,主要有威爾遜假說。
廣州的唐山樵先生的說法:雷電的出現(xiàn)除與氣流、風(fēng)速密切相關(guān),而且與地球磁場也有一定聯(lián)系。雷雨云內(nèi)部的不停運動和相互摩擦,使雷雨云產(chǎn)生大量的正、負電荷的小微粒,即所謂的摩擦生電。
供電系統(tǒng)浪涌的影響
供電系統(tǒng)浪涌的來源分為外部(雷電原因)和內(nèi)部(電氣設(shè)備啟停和故障等)。
雷擊對地閃電可能以兩種途徑作用在低壓供電系統(tǒng)上:
?。?)直接雷擊:雷電放電直接擊中電力系統(tǒng)的部件,注進很大的脈沖電流。發(fā)生的概率相對較低。
?。?)間接雷擊:雷電放電設(shè)備四周的大地,在電力線上感應(yīng)中等程度的電流和電壓。
內(nèi)部浪涌發(fā)生的原因同供電系統(tǒng)內(nèi)部的設(shè)備啟停和供電網(wǎng)絡(luò)運行的故障有關(guān):
供電系統(tǒng)內(nèi)部由于大功率設(shè)備的啟停、線路故障、投切動作和變頻設(shè)備的運行等原因,都會帶來內(nèi)部浪涌,給用電設(shè)備帶來不利影響。
電涌保護器故障情況
限壓型電涌保護器(SPD)產(chǎn)品的核心元件為氧化鋅壓敏(MOV)元件,其失效后故障表現(xiàn)有短路和開路兩類形式。短路故障產(chǎn)生原因主要為電涌電流通過MOV產(chǎn)生的熱擊穿或電涌電流在MOV表面產(chǎn)生的放電造成兩極間金屬性短路,其工頻短路電流值因系統(tǒng)容量不同從幾百至幾千安培。SPD產(chǎn)品短路故障的另一類表現(xiàn)即因為失效的 MOV并未完全短路且有一定阻抗,流過MOV的故障電流使其發(fā)熱燃燒,燃燒過程中在沒有完全開路前故障電流在幾百毫安至幾安培間。對于低壓配電系統(tǒng)而言,系統(tǒng)故障主要表現(xiàn)是相線通過SPD對PE線或N線過流故障。但電子信息設(shè)備常因元件被擊穿或燒毀而停止工作,重要的原因是這類設(shè)備的元件耐暫態(tài)過電壓的水平很低,如果設(shè)備的電源線和信號線上感應(yīng)暫態(tài)過電壓,而線路又未設(shè)置必要的暫態(tài)過電壓保護器,則設(shè)備的電子元件將被擊穿。
電涌保護器(英文名:Surge protection Device,簡稱SPD)是電子設(shè)備雷電防護中不可缺少的一種裝置,常稱為防雷器、避雷器、浪涌保護器、過壓保護器。
電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?,保護被保護的設(shè)備或系統(tǒng)不受電涌沖擊而損壞。最原始的電涌保護器是羊角形間隙,出現(xiàn)于19世紀末期,用于架空輸電線路,防止雷擊損壞設(shè)備絕緣而造成停電,故稱“浪涌保護器”。20世紀20年代,出現(xiàn)了鋁浪涌保護器,氧化膜浪涌保護器和丸式浪涌保護器。因此,一般在建筑物入口處選用如Asafe系列的開關(guān)型SPD來泄放雷電能量,然后,在后級電路使用如AM系列的限壓型SPD來限制因前級雷電能量瀉放后,在后級線路產(chǎn)生的高過電壓。