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用于电涌保护器的基本元器件有:放电间隙、充气放电管、压敏电阻、抑制二极管和扼流线圈等。一、SPD的分类:1.电涌保护器按工作原理分:(1)开关型:其工作原理是当没有瞬时过电压时呈现为高阻抗,但一旦响应雷电瞬时过电压时,其阻抗就突变为低值,允许雷电流通过。
(2)限压型:其工作原理是当没有瞬时过电压时为高阻扰,但随电涌电流和电压的增加其阻抗会不断减小,其电流电压特性为强烈非线性。(3)分流型或扼流型分流型:与被保护的设备并联,对雷电脉冲呈现为低阻抗,而对正常工作频率呈现为高阻抗。
2.电涌保护器的类型和结构按不同的用途有所不同,但它至少应包含一个非线性电压限制元件。按用途分:(1)电源保护器:交流电源保护器、直流电源保护器、开关电源保护器等。(2)号保护器:低频号保护器、高频号保护器、天馈保护器等。
电涌的来源有两类:外部电涌和内部电涌。外部电涌主要来源于雷电,另一个来源是电网中开关操作等在电力线路上产生的过电压。内部电涌:经研究发现,低压电源线上88%的电涌产生于建筑物内部设备,如:空调、电梯、电焊机、空气压缩机和其它感应性负荷。
根据统计,在美国:由于电涌给各行业造成的停产、时间的损失、设备维修、过早地更换设备等直接损失每年高达260亿美金,在中国,据有关统计,在保修期内出现问题的电气产品中,有63%是由于电涌产生的。麦克风线路的标准号大值通常为5.5Vp-p,大频率低于10kHz。
在该频率下,不需要考虑抑制器的电容量。存在ESD电气危害。解决方案说明:如左图所示,可使用分立式多层压敏电阻,以便灵活布局。由于音频号具有模拟属性,因此建议仅在号负值为-0.5V或更小时使用单级瞬态抑制二极管阵列,因为它们可在量值较大时削减音频号的负值。
⑹响应时间:10-11s⒌扼流线圈:扼流线圈是一个以铁氧体为磁芯的共模干扰抑制器件,它由两个尺寸相同,匝数相同的线圈对称地绕制在同一个铁氧体环形磁芯上,形成一个四端器件,要对于共模号呈现出大电感具有抑制作用,而对于差模号呈现出很小的漏电感几乎不起作用。
⑷反向变位电压:它是指管子在反向泄漏区,其两端所能施加的大电压,在此电压下管子不应击穿。⑸大泄漏电流:它是指在反向变位电压作用下,管子中流过的大反向电流。扼流线圈在制作时应满足以下要求1)绕制在线圈磁芯上的导线要相互绝缘,以保证在瞬时过电压作用下线圈的匝间不发生击穿短路。
⒍1/4波长短路器1/4波长短路器是根据雷电波的频谱分析和天馈线的驻波理论所制作的波号浪涌保护器,这种保护器中的金属短路棒长度是根据工作号频率(如900MHZ或1800MHZ)的1/4波长的大小来确定的。
由于1/4波长短路棒的直径一般为几毫米,因此耐冲击电流性能好,可达到30KA(8/20μs)以上,而且残压很小,此残压主要是由短路棒的自身电感所引起的,其不足之处是工频带较窄,带宽约为2%~20%左右,另一个缺点是不能对天馈设施加直流偏置,使某些应用受到限制。
3)线圈中的磁芯应与线圈绝缘,以防止在瞬时过电压作用下两者之间发生击穿。第一级防雷器可以对于直接雷击电流进行泄放,或者当电源传输线路遭受直接雷击时传导的巨大能量进行泄放,对于有可能发生直接雷击的地方,必须进行CLASS-I的防雷。
第二级防雷器是针对前级防雷器的残余电压以及区内感应雷击的防护设备,对于前级发生较大雷击能量吸收时,仍有一部分对设备或第三级防雷器而言是相当巨大的能量会传导过来,需要第二级防雷器进一步吸收。同时,经过第一级防雷器的传输线路也会感应雷击电磁脉冲辐射LEMP,当线路足够长感应雷的能量就变得足够大,需要第二级防雷器进一步对雷击能量实施泄放。
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