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电源系统中防雷器原理以及选用(2)

北极星电力网技术频道    作者:佚名   2012/7/13 13:31:06   

 关键词:  防雷器 电源系统 防雷

3.后续的评估模式用于评估LPZ1区以后防护区交界处的雷电流分配情况。由于用户侧绝缘阻抗远远大于防雷器放电支路与外引线路的阻抗,进入后续防雷区的雷电流将减少,在数值上不需特别估算。一般要求用于后续防雷区的电源防雷器的通流能力在20kA(8/20μs)以下,不需采用大通流能力的防雷器。

后续防雷区防雷器的选择应考虑各级之间的能量分配和电压配合,在许多因素难以确定时,采用串并式电源防雷器是个好的选择。串并式是根据现代雷电防护中许多应用场合、保护范围层次区分等特点提出的概念(相对于传统的并式防雷器而言)。其实质是经能量配合和电压分配的多级放电器与滤波器技术的有效结合。串并式防雷有如下特点:应用广泛。不但可以按常规进行应用,也适合保护区难以区别的场所。感生退耦器件在瞬态过电压下的分压、延迟作用,以帮助实现能量配合。减缓瞬态干扰的上升速率,以实现低残压与长寿命以及极快的响应时间。

4.防雷器的其它参数选择取决于各个被保护物所在防雷区的级别,其工作电压以安装在引电路中所有部件的额定电压为准。串并式防雷器还需注意其额定电流。

5.影响电子线雷电流分配的其它因素:变压器端接地电阻降低将使电子线中分配电流增大。供电线缆的长度的增加将使电力线中分配电流减少,并使几要导线中有平衡的电流分配。过短的电缆长度和过低的中性线阻抗将使电流不平衡,从而引起差模干扰。供电线缆并接多用户将降低有效阻抗,导致分配电流增大,在连成网状的供电状态下,雷临时性流主要流入电力线,这是多数雷损发生在电力线处的原因。

四、防雷器的安装

1.电源线应实现多级防护,多级防护是以各防雷区为层次,对雷电能量的逐级减弱(能量分配),使各级限制电压相互配合,最终使过电压值限制在设备绝缘强度之内(电压配合)。在下列情况下,多级防护成为必须:某一级防雷器失效或防雷器某一路失效。防雷器的残压不配合设备绝缘强度,线缆在建筑物内长度较长时。

2.几乎所有情况下的线缆防护,至少应分成两级以上,同一级防雷器还可能包含多级保护(如串并式防雷器)。为了达到有效的保护,可在各防雷区界面处设置相应的防雷器,防雷器可针对单个电子设备,或一个装有多个电子设备的空间,所有穿过通常具有空间屏蔽的防雷区的导线,在穿过防雷区界面同时接有防雷器。另外,防雷器的保护范围是有限的,一般防雷器与设备线路距离超过10m以后将使防护效果劣化,这是因为防雷器和需要保护的设备之间的电缆上有反射造成的振荡电压,其幅值与线路长度、负载阻抗成正比。

3.在使用电源孩子雷器的多级防护中,如果不注意能量分配,则可能引入更多的雷电能量进入保护区域。这要求防雷器应根据前述评估模式选择。一般防雷器都有通过雷电流越大,残压越高的特点,通过能量分配后未级防雷器流过的雷电流极小,有利于电压限制。注意,不考虑电压配合而仅仅选择低响应电压的防雷器作末级保护是危险的。

实现能量分配与电压配合的要点在于利用两级防雷器之间线缆本身的感抗。线缆本身的感抗有一定的阻碍埋电流及分压作用,使雷电流更多地被分配到前级泄放。一般要求两级防雷器之间线缆长度在15m左右,适??缆之内的情况。线缆上分支线路的长度对线缆要求长度有影响,当保护地线与被保护线缆有一定距离(>1m),这时要求线缆长度大于5m即可。在一些不适合采用线缆本身作退耦??可利用专门的退耦器件,这时无距离要求。

4.退耦器件是实现能量分配与电压配合的重要措施,以下几种材料可作为退耦器件:线缆、电感和电阻。

串并式电源防雷器就??为退耦器件的防雷器组合形式,适合于各种场合的应用。

5.在某些极端情况下,装上防雷器反而会增加设备损坏的可能,必须杜绝;这类情况发生。防雷器保护几条线,其中一条线上的防雷器失效或响应速度过慢。这可能使共模干扰转化为差模干扰而损坏设备。这要求必须实施多级防护及注意防雷器的维护。不考虑防雷保护区、能量配合及电压分配而随便安装防雷器,比如仅仅在设备前端装设一只防雷器,由于没有前级保护,强大的雷电流将被吸引到设备前端,致使防雷器残压超过设备绝缘强度。这要求防雷器必须按层次性原则安装。

6.在另外的一些情况下,错误的安装将使设备得不到有效保护。过长的防雷器连接线、防雷器工作时,连接线上由感抗引起的电压将极高,加在设备上的仍会危险电压,这个问题在末级防雷器的应用中更加明显。解决这个问题的方法是采用短的连接线,也要以采用两要以上分开的连接线以分担磁场强度,减少压降,单线加粗连接线是没有什么效果的。必要时可通过改变被保护线的布线,使其靠近等电位连接排(接地点)以减少连接线长度。

防雷器输出线和输入线、接地线靠近、并排敷设。这种情况对串并式防雷器的影响比较严重。当串并式电源防雷器的输出线(已保护的线)和输入线(未保护线)、地线靠近敷设,会使输出线内感应出瞬态浪涌,虽然其强度较原来小,但仍可能是危险的。解决这个问题的方法是将输入线、地线与输出线分开敷设或垂直敷设,尽量减少并行敷设的长度,拉开敷设的距离。

防雷器接地线没有与被保护设备的保护地相连,即采取单独的防雷接地。这将使被保护线与设备保护地之间在瞬态时存在危险电压,解决这个问题的方法是防雷器的接地应与设备保护地相连。

来源:慧聪网
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