多級防雷設計中，浪涌保護器互相配合的研究！

2022-06-20 · 閱讀321

1、概述

我們知道，為了更好的保護設備，在某些應用場合需要兩個(或更多)浪涌保護器以便使被保護設備的電應力減到一個可接受的值(較低的電壓保護水平)，并且減低該建筑物內的瞬態電流。

依據兩個SPD的能量耐受值,為了獲得可接受的電應力分配,有必要進行配合。

比如目前主流的建筑物三級防雷設計：

①總配電柜安裝第一級浪涌保護器，吸收從變壓器過來的大部分浪涌能量；

②樓層分配電柜安裝第二級浪涌保護器，進一步降低第一級浪涌保護器泄放后的殘壓；

③機房等重要設備前，安裝第二級浪涌保護器，將殘壓限制到設備可以耐受的水平。

注1：上圖顯示了設備沒有連接的最嚴重的情況。沒有任何的電流流過設備，兩個浪涌保護器分配了所有的壓力。如果電涌來自于浪涌保護器的終端和負載之間，應該需要進一步考慮。

注2：本示例中連接導線被忽略。實際上，它們對兩個浪涌保護器之間的電應力分配可能有影響。

注3：在導線進出比較緊密的地方，回路比較小，那么其電感比1 μH/m小，可低至0.5 μH/m。

注4：1μH/m的值已經包含了進出線導線電感。

兩個浪涌保護器之間的阻抗Z(通常是一個電感)是一個物理阻抗(插在導線上的特殊元件，可促進兩個浪涌保護器之間能量的分配)或代表兩個浪涌保護器之間電纜長度的電感(通常我們認為1μH/m)。當Z代表一個
物理阻抗，導線的電感可以忽略,因為和Z比較起來，導線的電感很低。Z代表兩種情況，并用圖解的方式表示在上圖中。

2、配合問題

多個浪涌保護器的配合問題可初步歸納為以下問題：當進人電涌電流為i時，其中有多少流入第一級浪涌保護器，有多少流入第二級浪涌保護器？此外，兩個浪涌保護器能否耐受這些電應力？

如果兩個浪涌保護器之間的距離相對于電涌持續時間很短，那么電感的影響可忽略，則第二級浪涌保護器可能承擔較多的電應力。

選擇合適的浪涌保護器應考慮兩個浪涌保護器之間的阻抗，把i2的值降低到可接受的水平，以達到良好的配合。當然，這個工作也能把第2個浪涌保護器的殘壓降低到期望的值。

應避免以下配合：

①第二級浪涌保護器過于安全的設計;

②如果i2過高，一些EMC干擾就會在建筑物引起一些麻煩。

可是依據電流處理它們之間的協調并不是很充分。有必要依據能量處理它們之間的協調。

為了確保兩個浪涌保護器都很好地配合，有必要滿足以下的要求，即能量判據。如果電涌電流在0和Imxl(Ipekl)之間取任意值時，通過第二級浪涌保護器耗散的能量小于或等于其最大能量耐受值(Emax2)，能量配合就可實現。

3、應用情況

配合研究可能會復雜，如果所有浪涌保護器由同一制造廠生產，最簡單的辦法是根據所選的浪涌保護器之間的距離或阻抗向制造廠提出要求進行合理配合。

否則,有必要進行配合研究并且提供4種可能性：

①用長波和短波兩種波形從0開始到相當于Emaxll雷電流范圍內進行幾次試驗，要記住每一部件的公差對試驗結果都有很大影響(試驗待定)；

②進行模擬時應考慮到實際安裝線路的特殊性，注意應具有SPD特性的精確數據；

③當兩個浪涌保護器屬于電壓限制型時，應對其U-I曲線進行分析研究；

④使用另一種叫通過能量(LTE)的方法，在大多數情況下，可給出一個保守的結果。

總結：以上就是關于多級浪涌保護器配合使用的介紹，希望對大家在設計多級防浪涌方案時，起到一定的幫助作用。

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