一种新型信号电涌保护器的设计

信号电涌保护器(信号SPD)是广泛应用于信号系统终端设备的一种雷电防护装置。为了提高其自身元器件安全性和实现故障指示功能,同时考虑到电路的复杂程度和内部结构空间的有限性,本文设计研究了一种新型的信号SPD,该产品使用了高分子正温度系数电阻(PTC)来保护其他的元器件,并增加了集成故障指示器。将该产品进行瞬态抑制二极管(TVS)、串联电阻的过热保护模拟试验以及信号SPD测试标准中的冲击电流、传输特性和过载失效模式3项试验,试验结果表明:新产品具有热保护功能,且参数指标完全满足信号SPD测试标准的要求。同时,产品具有无源的故障指示器,适用于信号可以短时中断的系统。     

电涌保护器(SPD)的安全性能分析及其解决措施

介绍了电涌保护器(SPD)的基本作用、基本结构、工作原理及失效原理,并结合限压型SPD中使用的氧化锌压敏电阻的特点,运用理论计算及大量实验数据分析,提出了限压型SPD在使用过程中的关键参数以及与熔断器的匹配方法。     

电涌保护器的选择及使用中应注意的问题

正确选择和使用电涌保护器(SPD)是保护电子设备的关键,SPD的选择及安装是防雷工程最重要的环节,如不能正确选择和安装电涌保护器就不可能起到保护设备的功能,甚至还会出现损坏设备的事故。从对电子设备进行雷击电磁脉冲防护的角度,重点阐述了安装多级SPD的依据以及在使用过程中应注意的事项。     

雷电脉冲下金属氧化物压敏电阻并联的性能分析

金属氧化物压敏电阻(MOV)是电涌保护器(SPD)的核心部件,为了提高SPD的通流量,厂家通常采用MOV并联的方式。为了研究MOV并联的耐压性能,本文利用组合波发生设备,分别对单片MOV与双片并联MOV加载雷电脉冲。研究发现:并联组合的MOV的残压比单片MOV要低;并联组合MOV保护水平高于单片MOV;保护水平的不同是MOV的电流偏差引起的;对MOV均流性并联能尽量降低电流偏差。     

基于组合型电涌保护器能量配合的实验研究

针对组合型电涌保护器(SPD)中主要防雷元件之间的能量配合问题,依据IEC 62305-4与GB 50343—2010的规定要求,通过对气体放电管(GDT)、金属氧化物压敏电阻(MOV)、瞬态抑制二极管(TVS)进行理论概述,再对这3种常见的防雷元器件进行并联组合后,分别进行多次冲击实验,发现不同的防雷元件的合理并联配合使用对于提高SPD整体的响应速度,缩短动作过程时间,提高SPD的通流容量与限压水平具有明显的效果.实验结论对于组合型SPD的设计具有一定的实际参考价值.     

基于不同组合方式下电源系统SPD的试验

通过对电源系统SPD几种常见的组合方式用8/20μs电流进行冲击试验,测出每种组合的残压和通流以及冲击前后的静态参数,通过试验并对试验数据进行分析发现:常见的电源系统SPD组合方式中两压敏电阻并联时的通流最大、残压最小,而压敏电阻串联时的残压最大、通流最小;采用多个压敏电阻并联适用于暂态过电流较大的保护场合;压敏电阻与气体放电管串联时,残压稍高,通流量增大,无漏电流,但反应时间变长,适用对SPD响应时间要求不太高的电路中;压敏电阻漏电流随着冲击电压的增大不断升高,所以应定期检测,及时更换。     

十脉冲下限压型SPD级间串联退耦电感前后能级匹配研究

退耦电感是限压型浪涌保护器(SPD)级联配合核心元件, 对于限压型SPD能级匹配具有重要影响。针对退耦电感与限压型SPD能级匹配问题, 基于行波传输理论建立多级限压型SPD能量匹配模型, 并结合更接近自然雷击的10个8/20μs多脉冲试验进行研究, 试验结果可知: 恒定波阻抗下, 增大SPD线路间退耦电感值, 可有效减缓雷电瞬态过电压上升速率。SPD并联时, 氧化锌压敏电阻压敏电压对前后级分流比影响较小, 与残压值呈正相关关系。SPD级联电感值越大, 前级SPD泄流越多, 后级SPD箝压水平越高, 能级匹配效果越好。当出现磁饱和时, 前级SPD泄流显著降低, 后级SPD的泄流显著增加, 为避免出现该现象, 实际装设SPD时, 级间选装的退耦电感值在合理范围内应稍大于理论电感值。      

电涌保护器分类试验与电源防雷应用

介绍电涌保护器的分类试验,通过对试验波形的比较,建立不同试验波形产品同值电流下的能量关系,并就电源防雷器的雷击毁坏原因进行分析,阐述SPD的使用要求和器件抗冲击性选取方法。     

“3+NPE”模式中SPD与RCD的关系

通过对<建筑物防雷设计规范>GB 50057-94(2000版)标准中电涌保护器设计图的分析,比较了剩余电流动作保护器(RCD)装在SPD的电源侧和装在SPD的负载侧的不同,得出当采用"3+NPE"模式进行保护时,由于NPE模块是一种放电间隙型模块,不会在线路中导致接地故障,因此可解决电涌保护器(SPD)安装位置受限制及高接地电阻地区电涌保护器(SPD)因串联断路器无法脱扣导致的烧毁等设计问题.     

电源通道SPD的技术参数选择

文章介绍了SPD的基本功能后,阐述SPD的电压保护水平、通流容量、最大持续运行电压三个主要参数的重要性、基本概念、术语、相关标准和选择方法。可作为电气、电子设备电源侧电涌保护设计的基础。     

电涌保护器分类试验与电源防雷应用

介绍电涌保护器的分类试验，通过对试验波形的比较，建立不同试验波形产品同值电流下的能量关系，并就电源防雷器的雷击毁坏原因进行分析，阐述SPD的使用要求和器件抗冲击性选取方法。     

计算机网络的雷电防护

论述了雷击灾害的新特点、雷击危害的主要形式、雷电防护的原则。认为防护实施前应先进行雷击风险评估，以做到经济性和科学性兼顾。防护措施分外部防雷和内部防雷两部分，包括直击雷防护、屏蔽、等电位连接、共用接地等。电涌防护是等电住连接的重要组成部分，应在信号部分和电源部分都安装电涌保护器(SPD)，SPD的选择除了根据其自身的性能外，还应根据计算机网络系统的性能，既起到保护作用，又不影响设备的正常运行。同时还应考虑各级SPD的配合。     

MOV长波和短波通流容量的折算关系探讨

目前IEC(国际电工委员会)和我国国家标准对SPD(电涌保护器)的通流容量要求(工程中常以最大放电电流Imax表征通流容量)有两种波形:10/350和8/20μS,分别用于SPD的Ⅰ类和Ⅱ类试验中.     

TT制式低压配电系统SPD安装方式

低压配电系统因接地形式不同而被分为IT、TT、TN几种供配电制式,不同的配电制式在安装电涌保护器（SPD）时有不同的SPD接线方式。对于这些SPD接线方式应当正确理解,合理运用,如使用不当,则常常导致SPD故障,甚至起火,有时还公破坏配电系统的安全保护。     

基于自然闪电下的限压型SPD残压特征分析

选取2017年6月15日和7月8日的2次人工引雷试验人工触发闪电数据,对采集系统记录了2次有明显残压波形的数据进行分析,结果表明:2次人工触发闪电的平均回击雷电流幅值为11.00kA,平均雷电流波形10%~90%的上升时间为0.24μs,平均雷电流的半峰宽度为10.98μs,平均雷电流的回击波形10%~90%的上升陡度38.20GA/s。2次人工触发闪电的平均残压持续时间为387.1μs,残压峰值平均值为969.4V,残压平均值为759.6V。自然闪电通常具有多回击、回击间隔时间短、放电过程复杂多样等特点,有可能破坏SPD热稳定性,加速老化,甚至可能被击穿;而该试验中SPD没有被损坏,主要是因为:人工触发闪电造成架空线路近距离发生闪电感应,尽管SPD的残压值高,但是电流比较小,所以SPD承受的能量不大。     

电气系统中电涌保护器的雷电流能量配合设计

分析了电涌保护器(SPD)使用中所涉及到的雷电流能量配合设计。首先分析了单级SPD与被保护设备之间的配合,使用最大振荡距离和耦合距离的计算公式来测算配合的成功性;其次分析了多级SPD之间的配合,着重分析了两级SPD(开关型和限压型组合)的配合,并采用瞬态级间电压降微分方程作为能量配合中所必须遵循的关系式,以及用不同雷电流波形来计算解耦合器的大小,最后提出一个可行的SPD能量配合设计基本步骤。     

电感在两级电涌保护器设计中的应用

介绍了雷电波在遇到串联电感时,不同的时刻折、反射系数会发生变化,雷电波通过它们时将发生波形的改变.雷电波的陡度降低,雷电波的电压幅值也相应降低.根据这一原理,利用ICGS冲击平台进行大规模的试验,通过对实验数据进行对比分析,提出在多级电涌保护器的设计中,采用串联电感的方法可以降低电涌保护器的残压,相对地增加SPD的承受能力,提高电涌保护器的保护效果,对电力系统的防雷保护具有重要意义.     

初探SPD以挑梁主筋作接地引线存在的安全隐患

结合一次雷电灾害事故,针对SPD以挑梁主筋作为接地引线这一问题,通过对SPD的作用和工作原理、SPD连线要求及其对残压的影响、挑梁主筋与构造柱主筋连接部位电气连贯可靠性、挑梁主筋电阻低是否证明挑梁(或构造柱)主筋与接地体电气连接良好、结构钢筋经过绑扎或点焊后作为引下线或接地体的疑问等问题进行研究分析,初步探讨SPD以挑梁主筋作接地引线存在的安全隐患。为推进防雷工作提供一点参考。     

初探SPD以挑梁主筋作接地引线存在的安全隐患

结合一次雷电灾害事故，针对SPD以挑梁主筋作为接地引线这一问题，通过对SPD的作用和工作原理、SPD连线要求及其对残压的影响、挑梁主筋与构造柱主筋连接部位电气连贯可靠性、挑梁主筋电阻低是否证明挑梁（或构造柱）主筋与接地体电气连接良好、结构钢筋经过绑扎或点焊后作为引下线或接地体的疑问等问题进行研究分析，初步探讨SPD以挑梁主筋作接地引线存在的安全隐患。为推进防雷工作提供一点参考。     

一次触发闪电地电位抬升引发的氧化锌电涌保护器损坏事件分析

基于触发闪电开展了电流注入地网后地电位抬升反击氧化锌电涌保护器的试验研究。结合真实雷电环境下测量的电涌保护器两端残压和流经电流的数据, 对一次触发闪电引发的氧化锌电涌保护器损坏事件进行了分析。分析发现, 电流注入地网后, 回击过程瞬间的大能量和长连续电流过程累积的能量相互叠加共同作用损坏了氧化锌电涌保护器。回击发生时, 较大的地电位抬升反击特别是电压的快速上升阶段, 氧化锌电涌保护器内部半导体结构(晶界层或晶粒)很容易遭到局部破坏, 形成穿孔, 电压波沿着破坏的晶界层“漏洞”迅速通过, 氧化锌电阻片失去钳制作用, 而当电压缓慢下降时, 电压在氧化锌电涌保护器内部晶界层的分布趋于均匀, 没有损坏的晶界结构又恢复了氧化锌电涌保护器的钳制功能。长连续电流过程形成的残压较小, 但其持续时间很长, 可达几十甚至上百毫秒, 事件中多次致使SPD钳制功能的失效。4次回击过程地电位抬升反击流经氧化锌电涌保护器的电流峰值最大为7.1 kA, 平均值5.4 kA, 占触发闪电注入电流的28.9%。流经SPD的电量范围0.15~0.58 C, 平均值0.44 C, 其值大于8/20 μs标称放电电流20 kA单脉冲释放的电量(0.37 C)。