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第三級防雷器是對LEMP和通過第二級防雷器的殘余雷擊能量進行保護。級保護目的是防止浪涌電壓直接從LPZ0區傳導進入LPZ1區,將數萬至數十萬伏的浪涌電壓限制到V。入戶電力變壓器低壓側安裝的電源防雷器作為級保護時應為三相電壓開關型電源防雷器,其雷電通流量不應低于60KA。
該級電源防雷器應是連接在用戶供電系統入口進線各相和大地之間的大容量電源防雷器。一般要求該級電源防雷器具備每相100KA以上的大沖擊容量,要求的限制電壓小于1500V,稱之為CLASSI級電源防雷器。這些電磁防雷器是專為承受雷電和感應雷擊的大電流以及吸引高能量浪涌而設計的,可將大量的浪涌電流分流到大地。
它們僅提供限制電壓(沖擊電流流過電源防雷器時,線路上出現的大電壓稱為限制電壓)為中等級別的保護,因為CLASSI級保護器主要是對大浪涌電流進行吸收,僅靠它們是不能完全保護供電系統內部的敏感用電設備的。
級電源防雷器可防范10/350μs、100KA的雷電波,達到IEC規定的高防護標準。其技術參考為:雷電通流量大于或等于100KA(10/350μs);殘壓值不大于2.5KV;響應時間小于或等于100ns。
第二級防護目的是進一步將通過級防雷器的殘余浪涌電壓的值限制到V,對LPZ1-LPZ2實施等電位連接。分配電柜線路輸出的電源防雷器作為第二級保護時應為限壓型電源防雷器,其雷電流容量不應低于20KA,應安裝在向重要或敏感用電設備供電的分路配電處。
電涌保護器的類型和結構按不同的用途有所不同,但它至少應包含一個非線性電壓限制元件。用于電涌保護器的基本元器件有:放電間隙、充氣放電管、壓敏電阻、抑制二極管和扼流線圈等。
一、SPD的分類:1.電涌保護器按工作原理分:
(1)開關型:其工作原理是當沒有瞬時過電壓時呈現為高阻抗,但一旦響應雷電瞬時過電壓時,其阻抗就突變為低值,允許雷電流通過。用作此類裝置時器件有:放電間隙、氣體放電管、閘流晶體管等。
(2)限壓型:其工作原理是當沒有瞬時過電壓時為高阻擾,但隨電涌電流和電壓的增加其阻抗會不斷減小,其電流電壓特性為強烈非線性。用作此類裝置的器件有:氧化鋅、壓敏電阻、抑制二極管、雪崩二極管等。
(3)分流型或扼流型
分流型:與被保護的設備并聯,對雷電脈沖呈現為低阻抗,而對正常工作頻率呈現為高阻抗。
扼流型:與被保護的設備串聯,對雷電脈沖呈現為高阻抗,而對正常的工作頻率呈現為低阻抗。
用作此類裝置的器件有:扼流線圈、高通濾波器、低通濾波器、1/4波長短路器等。
2.電涌保護器的類型和結構按不同的用途有所不同,但它至少應包含一個非線性電壓限制元件。用于電涌保護器的基本元器件有:放電間隙、充氣放電管、壓敏電阻、抑制二極管和扼流線圈等。按用途分:
(1)電源保護器:交流電源保護器、直流電源保護器、開關電源保護器等。
(2)號保護器:低頻號保護器、高頻號保護器、天饋保護器等。電涌的來源有兩類:外部電涌和內部電涌。外部電涌主要來源于雷電,另一個來源是電網中開關操作等在電力線路上產生的過電壓。內部電涌:經研究發現,低壓電源線上88%的電涌產生于建筑物內部設備,如:空調、電梯、電焊機、空氣壓縮機和其它感應性負荷。根據統計,在美國:由于電涌給各行業造成的停產、時間的損失、設備維修、過早地更換設備等直接損失每年高達260億美金,在中國,據有關統計,在保修期內出現問題的電氣產品中,有63%是由于電涌產生的。
⑹響應時間:10-11s⒌扼流線圈:扼流線圈是一個以鐵氧體為磁芯的共模干擾抑制器件,它由兩個尺寸相同,匝數相同的線圈對稱地繞制在同一個鐵氧體環形磁芯上,形成一個四端器件,要對于共模號呈現出大電感具有抑制作用,而對于差模號呈現出很小的漏電感幾乎不起作用。
⑷反向變位電壓:它是指管子在反向泄漏區,其兩端所能施加的大電壓,在此電壓下管子不應擊穿。⑸大泄漏電流:它是指在反向變位電壓作用下,管子中流過的大反向電流。扼流線圈在制作時應滿足以下要求1)繞制在線圈磁芯上的導線要相互絕緣,以保證在瞬時過電壓作用下線圈的匝間不發生擊穿短路。
⒍1/4波長短路器1/4波長短路器是根據雷電波的頻譜分析和天饋線的駐波理論所制作的波號浪涌保護器,這種保護器中的金屬短路棒長度是根據工作號頻率(如900MHZ或1800MHZ)的1/4波長的大小來確定的。
由于1/4波長短路棒的直徑一般為幾毫米,因此耐沖擊電流性能好,可達到30KA(8/20μs)以上,而且殘壓很小,此殘壓主要是由短路棒的自身電感所引起的,其不足之處是工頻帶較窄,帶寬約為2%~20%左右,另一個缺點是不能對天饋設施加直流偏置,使某些應用受到限制。
3)線圈中的磁芯應與線圈絕緣,以防止在瞬時過電壓作用下兩者之間發生擊穿。級防雷器可以對于直接雷擊電流進行泄放,或者當電源傳輸線路遭受直接雷擊時傳導的巨大能量進行泄放,對于有可能發生直接雷擊的地方,必須進行CLASS-I的防雷。
第二級防雷器是針對前級防雷器的殘余電壓以及區內感應雷擊的防護設備,對于前級發生較大雷擊能量吸收時,仍有一部分對設備或第三級防雷器而言是相當巨大的能量會傳導過來,需要第二級防雷器進一步吸收。同時,經過級防雷器的傳輸線路也會感應雷擊電磁脈沖輻射LEMP,當線路足夠長感應雷的能量就變得足夠大,需要第二級防雷器進一步對雷擊能量實施泄放。
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