廣西地凱科技有限公司
產(chǎn)品型號(hào)
品 牌地凱
廠商性質(zhì)生產(chǎn)商
所 在 地南寧市
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更新時(shí)間:2023-06-26 15:14:31瀏覽次數(shù):106次
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隨著現(xiàn)代化技術(shù)的發(fā)展,信息化系統(tǒng)集成度越來越高。設(shè)備敏感度高,抗沖擊能力低,極易受到電涌脈沖的危害。
隨著現(xiàn)代化技術(shù)的發(fā)展,信息化系統(tǒng)集成度越來越高。設(shè)備敏感度高,抗沖擊能力低,極易受到電涌脈沖的危害。電涌保護(hù)器(SPD)作為專業(yè)的防電涌產(chǎn)品,應(yīng)用越來越廣,SPD的應(yīng)用涉及很多的專業(yè)知識(shí),如雷電防護(hù)分區(qū)、SPD的合理選擇、多級(jí)SPD的能量配合、SPD的安裝與接地、電源SPD后備保護(hù)等。其中,電源SPD后備保護(hù)是容易被大家忽視的問題之一,在這里跟大家總結(jié)一下電源SPD后備保護(hù)的相關(guān)問題。
1. 為什么電源SPD需要地凱科技后備保護(hù)器?
電源SPD一般采用并聯(lián)安裝的方式,簡單示意如下。
SPD的選擇,應(yīng)滿足3個(gè)要求:
1)無電涌時(shí),SPD不能對現(xiàn)有系統(tǒng)有任何影響(對于并聯(lián)安裝的SPD而言,只需要選型時(shí)保證SPD的大持續(xù)工作電壓Uc不小于電力線上可能出現(xiàn)的大持續(xù)工作電壓即可)。
2)電涌產(chǎn)生時(shí),SPD能迅速泄放電涌,起到保護(hù)作用(要求SPD放電能力足夠滿足系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求,電壓保護(hù)水平Up與被保護(hù)系統(tǒng)耐壓等級(jí)Uw匹配(通常要求Up≤0.8Uw)) ;
3)電涌消失后,SPD能快速“復(fù)原",回到第1條所述的狀態(tài)(這一條主要針對開關(guān)型電源SPD而言,要求SPD導(dǎo)通放電之后,能盡快切斷續(xù)流,恢復(fù)到“開路"狀態(tài)) 。
SPD根據(jù)其采用的元器件不同,可以分為電壓開關(guān)型SPD(以下簡稱開關(guān)型SPD)、電壓限制型SPD(以下簡稱限壓型SPD)和組合型SPD:
開關(guān)型SPD采用開關(guān)型防雷元件如氣體放電管、放電間隙制作而成。開關(guān)型,顧名思義,可以理解為其工作在"開"和"關(guān)"兩種狀態(tài)。當(dāng)電力線上的電壓小于Uc時(shí),其工作在開路狀態(tài),當(dāng)電涌產(chǎn)生時(shí),其工作在“短路"狀態(tài),可以泄放很大的電流。但是開關(guān)型元件有一個(gè)致命缺點(diǎn),就是會(huì)產(chǎn)生工頻續(xù)流,其“短路"狀態(tài)通常是氣體弧光放電的過程,因?yàn)榫S持弧光放電的電壓只需要幾十V(遠(yuǎn)低于電力線的額定工作電壓)。電涌消失后,施加在SPD上的電力線電壓使得弧光放電得以維持,這就是工頻續(xù)流。續(xù)流會(huì)導(dǎo)致SPD發(fā)熱甚至炸裂,引發(fā)火災(zāi)事故。這就要求應(yīng)用在電力線上的開關(guān)型SPD必須具備續(xù)流遮斷能力,同時(shí)要給SPD配后備保護(hù)以防止其無法及時(shí)遮斷續(xù)流。由于開關(guān)型SPD續(xù)流遮斷問題,電源SPD大多采用限壓型,其常用的元件為壓敏電阻。壓敏電阻,顧名思義,就是其電阻的大小對電壓極為敏感。當(dāng)電力線電壓低于Uc時(shí),其為高阻狀態(tài),近似開路。當(dāng)電涌產(chǎn)生時(shí),電壓遠(yuǎn)高于Uc,其呈現(xiàn)低阻狀態(tài),近似短路。當(dāng)電涌消失后,其立刻恢復(fù)到高阻狀態(tài),不會(huì)有續(xù)流產(chǎn)生。
限壓型SPD雖無續(xù)流問題,但是由于多種原因,會(huì)產(chǎn)生故障,故障狀態(tài)通常有2種:短路狀態(tài)和可變電阻狀態(tài)。SPD的開路狀態(tài)被認(rèn)為是一種安全的狀態(tài),當(dāng)SPD發(fā)生以上兩種故障狀態(tài)時(shí),我們需要通過SPD內(nèi)部和(或)外部脫落機(jī)構(gòu)使SPD進(jìn)入開路狀態(tài),將SPD從回路上切除,避免產(chǎn)生SPD起火、主回路斷電等事故。壓敏電阻型SPD,長期被施加電力線電壓,由于電網(wǎng)波動(dòng)以及電涌沖擊,其性能會(huì)逐步下降,Uc值會(huì)慢慢減小,漏電流逐步增大,即進(jìn)入可變電阻狀態(tài)。當(dāng)流過SPD的電流達(dá)到mA并逐步增大時(shí),就可以讓SPD發(fā)熱、起火。由于mA電流不足以觸發(fā)SPD后備保護(hù)動(dòng)作,所以針對這種故障,一般通過SPD內(nèi)部的熱保護(hù)脫扣裝置動(dòng)作來使SPD開路,這就是為什么限壓型電源SPD都要求設(shè)置內(nèi)部脫離裝置的原因了。目前,市場上SPD產(chǎn)品抽樣合格率很低(上海防雷中心有統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)),因此,建議用戶在選擇SPD時(shí),優(yōu)先選擇品質(zhì)好的產(chǎn)品,以免發(fā)生SPD起火燃燒的事故。
壓敏電阻型SPD也可能直接進(jìn)入短路狀態(tài),常見的原因有2個(gè):
1)電網(wǎng)暫態(tài)過電壓(TOV)。高壓TOV可能直接將壓敏電阻擊穿,使SPD短路。
2)SPD受到超過其承受能力的電涌沖擊,被擊穿短路。
當(dāng)SPD進(jìn)入短路狀態(tài)時(shí),流過SPD的電流很大,可能達(dá)到數(shù)百甚至數(shù)千安培,大電流使得SPD快速發(fā)熱,這種情況下,SPD內(nèi)部的脫離裝置可能來不及積累熱量實(shí)現(xiàn)脫離,SPD就已經(jīng)起火了。針對這種故障,就需要給SPD配置后備保護(hù)來解決。
因此,不論是開關(guān)型SPD的續(xù)流問題,還是限壓型SPD的短路故障問題,都需要我們在使用SPD時(shí),配置后備保護(hù)。
2. SPD常用的后備保護(hù),有熔斷器和斷路器兩種,該如何選擇?
在此我們需要先來了解一下熔斷器和斷路器不同的工作原理,以及應(yīng)用上的差別。
熔斷器,俗稱保險(xiǎn)絲,是依靠能量的累積,熔絲到一定的溫度時(shí)實(shí)現(xiàn)熔斷,其熔斷不光與電流大小有關(guān),也和時(shí)間有關(guān)。斷路器,則是靠電流流過線圈時(shí)產(chǎn)生的電磁力來吸附可動(dòng)的觸頭實(shí)現(xiàn)動(dòng)作,主要和電流(峰值)大小有關(guān)。
電涌沖擊的電流峰值很大而持續(xù)時(shí)間較短,一般為us級(jí),通常用8/20us和10/350us波形來模擬雷電流波形。這樣的波形特點(diǎn),使得采用斷路器時(shí),沖擊電流峰值越大,波形時(shí)間越長,斷路器越容易動(dòng)作,所以一般只是在沖擊電流較小時(shí),采用斷路器(微型)。以下我們來比較一下熔斷器和微型斷路器各自的優(yōu)缺點(diǎn)。
熔斷器
優(yōu)點(diǎn):可實(shí)現(xiàn)主F1和F2匹配,滿足F1:F2≥1.6:1即可,如F1=100A,F(xiàn)2=63A;限流性好,分?jǐn)嗄芰?qiáng);感抗小,經(jīng)受電涌沖擊時(shí),不會(huì)額外提升被保護(hù)設(shè)備兩端電壓;成本低。
主要缺點(diǎn):不能在35mm導(dǎo)軌上安裝;熔斷后需要更換熔芯;熔斷后指示性較差。
微型斷路器
優(yōu)點(diǎn):安裝方便;故障斷開后,如無特殊原因,手動(dòng)復(fù)位即可;斷開后指示性好。
缺點(diǎn):不能保證F1和F2的匹配,即使F1額定值大于F2,也不能保證F2先于F1動(dòng)作;在電涌沖擊時(shí),容易跳閘,需要及時(shí)檢查復(fù)位;內(nèi)部有線圈,感抗大,電涌沖擊時(shí),會(huì)在斷路器上產(chǎn)生較高的電壓,該電壓和SPD的殘壓一起施加到被保護(hù)設(shè)備上,對保護(hù)效果不利;成本相對較高。 因此,熔斷器更適合作為SPD的后備保護(hù)(目前市面上專用的后備微型斷路器還無相關(guān)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn),或者價(jià)格昂貴)。
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