避雷器参数定义

避雷器参数定义
1、标称电压Un:被保护系统的额定电压相符,在信息技术系统中此参数表明了应该选用的保护器的类型,它标出交流或直流电压的有效值。
2、额定电压Uc:能长久施加在保护器的指定端,而不引起保护器特性变化和激活保护元件的最大电压有效值。
3、额定放电电流Isn:给保护器施加波形为8/20μs的标准雷电波冲击10次时,保护器所耐受的最大冲击电流峰值。
4、最大放电电流Imax:给保护器施加波形为8/20μs的标准雷电波冲击1次时,保护器所耐受的最大冲击电流峰值。
5、电压保护级别Up:保护器在下列测试中的最大值:1KV/μs斜率的跳火电压;额定放电电流的残压。
6、响应时间tA:主要反应在保护器里的特殊保护元件的动作灵敏度、击穿时间,在一定时间内变化取决于du/dt或di/dt的斜率。
7、数据传输速率Vs:表示在一秒内传输多少比特值,单位:bps;是数据传输系统中正确选用防雷器的参考值,防雷保护器的数据传输速率取决于系统的传输方式。
8、插入损耗Ae:在给定频率下保护器插入前和插入后的电压比率。
9、回波损耗Ar:表示前沿波在保护设备(反射点)被反射的比例,是直接衡量保护设备同系统阻抗是否兼容的参数
10、最大纵向放电电流:指每线对地施加波形为8/20μs的标准雷电波冲击1次时,保护器所耐受的最大冲击电流峰值。
11、最大横向放电电流:指线与线之间施加波形为8/20μs的标准雷电波冲击1次时,保护器所耐受的最大冲击电流峰值。
12、在线阻抗:指在标称电压Un下流经保护器的回路阻抗和感抗的和。通常称为“系统阻抗”。
13、峰值放电电流:分两种:额定放电电流Isn和最大放电电流Imax。
14、漏电流:指在75或80标称电压Un下流经保护器的直流电流。
避雷器分类/避雷器价格/避雷器分类
避雷器有高压和低压避雷器之分,本节介绍的是低压配电系统中的避雷器(电涌保护器SPD)
  1. 电涌保护器器的种类名目繁多的避雷器在我国的市场上已经超过了上百种,如何对不同品牌、不同型号的避雷器进行分类也许就摆在我们面前。
  从组合结构分;现在市场上的避雷器有几下几种:
  1) 间隙类————开放式间隙、密闭式间隙
  2) 放电管类———开放式放电管密封式放电管
  3) 压敏电阻类——单片、多片
  4) 抑制二极管类
  5) 压敏电阻/气体放电管组合类----简单组合、复杂组合
  6) 碳化硅类
  按照其保护性质有可以分为:开路式避雷器、短路式避雷器或开关型、限压型;
  按照工作状态(安装形式)又可分为:并联避雷器和串联式避雷器。
  2避雷器的结构及特性
  2.1.1开放式间隙避雷器
  间隙避雷器的工作原理:基于电弧放电技术,当电极间的电压达到一定程度时,击穿空气电弧在电极上进行爬电。
  优点:放电能力强,通流量大(可以达到100KA)漏电流小
  热稳定性好
  缺点:残压高,反映时间慢,存在续流
  工艺特点:由于金属电极在放电时承受较大电流,所以容易造成金属的升华,使放电腔内形成金属镀膜影响避雷器的启动和正常使用。放电电极的生产主要还是集中在国外一些避雷器生产企业,,电极的主要成分是钨金属的合金。
  工程应用:该种结构的避雷器主要应用在电源系统做B级避雷器使用。但由于避雷器自身的原因容易引起火灾,避雷器动作后(飞出)脱离配电盘等事故。根据型号的不同适合与
各种配电制式。
  工程安装时一定要考虑安装距离,避免引起不必要的损失和事故。
  2.1.2 密闭式间隙避雷器
  现在国内市场有一种多层石墨间隙避雷器,这种避雷器主要利用的是多层间隙连续放电,每层放电间隙相互绝缘,这种叠层技术不仅解决了续流问题而且是逐层放电,无形中增大了产品自身的通流能力。
  优点:放电电流大 测试最大50KA(实际测量值)漏电流小
  无续流 无电弧外泻 热稳定性好
  缺点:残压高,反映时间慢
  工艺特点:石墨为主要材料,产品内采用全铜包被解决了避雷器在放电时的散热问题,不存在后续电流问题,最大的特点是没有电弧的产生,且残压与开放式间隙避雷器比较要低很多。
  工程应用:该种避雷器应用在各种B、C类场合,与开放式间隙比较不用考虑电弧问题。根据型号的不同该种产品适合与各种配电制式。
  2.2放电管类避雷器
  2.2.1开放式放电管避雷器
  开放式放电管避雷器,实质与开放式间隙避雷器是一样的产品,都属于空气放电器。但是与间隙放电器比较它的通流能力就降了一个等级。
  优点:体积小 通流能力强(10-15KA) 漏电流小 无电弧喷泻
  缺点:残压较高 有续流 产品一致性差(启动电压、残压)反映时间慢
  2.2.2密闭式气体放电管
  密闭式气体放电管也叫惰性气体放电管,主要是内部充盈了惰性气体,放电方式是气体放电,靠击穿气体来起到一次性泻放电流的目的。一般有2极和3极两种结构。外型与上图相似。
  优点:体积小(气体管可以很小)通流量大 无电弧
  缺点:产品一致性差(启动电压、残压)有续流残压较高
  工艺特点:空气放电管还是属于开放式产品,在工作时不保证绝对没有点火花从排压孔喷出,气体放电管是密封结构,一般有2极和3极良种结构形式,一般3极有热保护装置(短路装置),在放电管工作时温度超过了一定范围,短路装置启动使放电管整体导通。防止温度过高造成放电管内气压生高器件爆裂。
  工程应用:一般空气放电管现在很少应用,而气体放电管现在被广泛的应用在信号防雷器上。型号的不同也有在电源避雷器上使用。
  2.3氧化锌电阻类避雷器
  2.3.1单片压敏电阻避雷器
  单片压敏电阻避雷器是80年代有日本最先发明使用。直到现在,单片敏电阻的使用率也是避雷器中最高的。压敏电阻避雷器的工作原理是利用了压敏电阻的非线性特点。当电压没
有波动时氧化锌呈高阻态,当电压出现波动达到压敏电阻的启动电压时压敏电阻迅速呈现低阻态,将电压限制在一定范围内。
  2.3.2多片压敏电阻避雷器
  由于单片压敏电阻的通流量一直不够理想(一般单片压敏电阻最大放电电流在20KA\8/20uS),在这种前提下多片组合压敏电阻避雷器产生,多片压敏电阻组合避雷器主要是解决了单片压敏电阻的通流量较小,不能满足B级场合的使用。多片压敏电阻的产生从根本上解决了压敏电阻通流量的问题。
  优点:通流容量大,残压较低,反应时间较快(≤25ns),
  无跟随电流(续流)
  缺点:漏电流较大,老化速度快。热稳定一般
  工艺特点:多数采用积木结构。
  工程应用:根据结构不同,压敏电阻避雷器广泛的应用在B、C、D级以及信号避雷器。但
是应解决的问题是工程中有个别产品存在燃烧现象,所以在产品选型时应注意厂家使用的外壳材料。
  2.4 抑制二极管类防雷器
  抑制二极管类防雷产品主要是网络等信号避雷产品中大量的应用,主要采用的器件有P*KE(雪崩管)等系列等产品。工作原理是基于PN结反向击穿保护。
  优点:残压低 动作精度高 反应时间快无续流 体积小
  缺点:通流量小
  2. 5压敏电阻/气体放电管组合类
  2.5.1简单组合避雷器
  组合式避雷器典型结构是N-PE结构形式,这种避雷器与单一结构的避雷器相比,综合了两种不同产品的优点,而减少了单一器件的缺点。
  优点:通流量大 反应时间快
  缺点:残压相对较高
  工程应用:仅在N-PE制式使用的避雷器,适合电压波动率较大地区使用。
  2.5.2复杂型组合式避雷器
  这种避雷器充分发挥各种元器件的优点,再结构上一般使用数量较多的压敏电阻和气体放电管。这种结构的避雷器一般具有较高的通流能力,且残压较低。行业内也称这种结构的避雷器为一体化避雷器。
信号浪涌保护器  优点:通流量大 反映时间快 残压低无续流 热稳定性好
  缺点:无声音报警 无计数器
  工艺特点:一体化避雷器的电路结构紧凑,充分发挥了氧化锌电阻反映时间快的特点,有结合了气体放电管具有较高通流能力的优点。在电路上避雷器使用了较多的氧化锌电阻来提高整体避雷器的通流能力,用气体放电管作为备用放电通道。基于这种完善的电路结构使避雷器的使用寿命大大提高。
  工程应用:
  一体化避雷器根据型号的不同广泛应用与B、C、D各种安装环境。由于是一体化设计,所以更适合在不具备安装距离的场合使用。(IEC规定B、C、D模块化避雷器三级间的最短距离在10M以上)
  3. 6碳化硅避雷器(阀式避雷器)
碳化硅避雷器主要应用于高压电力防雷,目前仍是电力系统使用率较高的电力防雷产品。[1
雷电的产生:地面湿气受热上升,或空中不同冷热气团相遇,凝成水滴或冰晶,形成积云,在运动时使电荷发生分离,当电荷积聚到足够数量时,就在带有不同电荷的云间,或由于静电感应而产生不同电荷的云地间发生放电现象。雷电流流过地表的被击物时,具有极大的破坏性,其电压可达数百万至数千万伏,电流达几十万安。造成人畜伤亡,建筑物炸毁或燃烧,线路停电及电气设备损坏等严重事故。
    由雷云直接对设备放电或对设备附近物体放电而产生对电气绝缘有危险的电位升高,称
为外部过电压或称大气过电压。当送电线路受到雷击时,在送电线路上产生的冲击波向导线两侧流动和传播。进行波在传导过程中受电晕及其它损耗的影响而畸变,当它到达了变电所或其他结点时,还产生折射和反射等现象。
用快速电子示波器测得的雷电流波形用数学式表达为:i=I/2(1—cosωt)
雷电流由零增长至最大幅值的第一部分称为波头,通常只有1~4μs的时间,电流值下降的部分称为波尾,长达数十微妙。输电线可以看作是由许多LC元件组成的,可以用分布参数回路来表示。如果从输电线一侧加冲击波电压,则第一个电容将立即充电但是第二个电容以及后边的电容,受到各个电感的影响,电压并不能立即升高,而是在时间上有一定的延后,电容距离起始点越远,冲击波到达的时间越晚,这样,冲击波就在线路上以一定的速度传播开来,从而形成进行波。由于电压冲击波对电容依次充电后再放电,可以得出,伴随电压冲击波也必然有电流冲击波,电流波是和电压波同时,同速度,同方向的在送电线路上传播。当冲击波沿无损线传播时,沿导线单位长空间中储存的磁能,恰好等于单位长空间储存的电能。也就是说,冲击波沿导线传播,当无损失时,其能量中的一半用来建立电场,而另外的一半则用来建立磁场。当冲击波传播到结点时,由于不同,波阻抗改变,
则在保持建立电场和磁场耗用能量相等的规律下,进入结点另一侧的电压幅值必然发生相应的改变。线路终端串有电感L是变电所装有限流/电抗器的实际情况。其等值集中参数电路基本方程:

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