高仿罗格朗(TCL)防雷器 TLU1/TLU2-20-40-65/440/385/4P

 二、SPD的基本元器件及其工作原理：

  1．放电间隙(又称保护间隙)：

  它一般由暴露在空气中的两根相隔一定间隙的金属棒组成(如图15a)，其中一根金属棒与所需保护设备的电源相线L1或零线（N）相连，另一根金属棒与接地线(PE)相连接，当瞬时过电压袭来时，间隙被击穿，把一部分过电压的电荷引入大地，避免了被保护设备上的电压升高。这种放电间隙的两金属棒之间的距离可按需要调整，结构较简单，其缺点时灭弧性能差。改进型的放电间隙为角型间隙，它的灭弧功能较前者为好，它是*回路的电动力F作用以及热气流的上升作用而使电弧熄灭的。

  2．气体放电管：

  它是由相互离开的一对冷阴板封装在充有一定的惰性气体(Ar)的玻璃管或陶瓷管内组成的。为了提高放电管的触发概率，在放电管内还有助触发剂。这种充气放电管有二极型的，也有三极型的，

  气体放电管的技术参数主要有：直流放电电压Udc;冲击放电电压Up(一般情况下Up≈(2～3)Udc;工频而授电流In;冲击而授电流Ip；绝缘电阻R(>109Ω)；极间电容(1-5PF)

  气体放电管可在直流和交流条件下使用，其所选用的直流放电电压Udc分别如下：在直流条件下使用：Udc≥1.8U0（U0为线路正常工作的直流电压）

  在交流条件下使用：U dc≥1.44Un(Un为线路正常工作的交流电压有效值)

  3．压敏电阻：

  它是以ZnO为主要成分的金属氧化物半导体非线性电阻，当作用在其两端的电压达到一定数值后，电阻对电压十分敏感。它的工作原理相当于多个半导体P-N的串并联。压敏电阻的特点是非线性特性好（I=CUα中的非线性系数α），通流容量大（～2KA/cm2），常态泄漏电流小（10-7～10-6A），残压低（取决于压敏电阻的工作电压和通流容量），对瞬时过电压响应时间快（～10-8s），无续流。

  压敏电阻的技术参数主要有：压敏电压（即开关电压）UN，参考电压Ulma；残压Ures；残压比K(K=Ures/UN)；通流容量Imax；泄漏电流；响应时间。

  压敏电阻的使用条件有：压敏电压：UN≥[（√2×1.2）/0.7]U0（U0为工频电源额定电压）

  小参考电压：Ulma≥（1.8～2）Uac (直流条件下使用)

  Ulma≥（2.2～2.5）Uac（在交流条件下使用，Uac为交流工作电压）

  压敏电阻的参考电压应由被保护电子设备的耐受电压来确定，应使压敏电阻的残压低于被保护电子设备的而损电压水平，即(Ulma)max≤Ub/K，上式中K为残压比，Ub为被保护设备的而损电压。

  4．抑制二极管：

  抑制二极管具有箝位限压功能，它是工作在反向击穿区（图19），由于它具有箝位电压低和动作响应快的优点，特别适合用作多级保护电路中的末几级保护元件。抑制二极管在击穿区内的伏安特性可用下式表示：I=CUα，上式中α为非线性系数，对于齐纳二极管α=7～9，在雪崩二极管α=5～7。

  抑制二极管的技术参数主要有

  （1）额定击穿电压，它是指在指定反向击穿电流（常为lma）下的击穿电压，这于齐纳二极管额定击穿电压一般在2.9V～4.7V范围内，而雪崩二极管的额定击穿电压常在5.6V～200V范围内。

  （2）箝位电压：它是指管子在通过规定波形的大电流时，其两端出现的电压。

  （3）脉冲功率：它是指在规定的电流波形（如10/1000μs）下，管子两端的箝位电压与管子中电流等值之积。

  （4）反向变位电压：它是指管子在反向泄漏区，其两端所能施加的电压，在此电压下管子不应击穿。此反向变位电压应明显高于被保护电子系统的运行电压峰值，也即不能在系统正常运行时处于弱导通状态。

  （5）泄漏电流：它是指在反向变位电压作用下，管子中流过的反向电流。

  （6）响应时间：10-11s

  5．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，如图15e所示，要对于共模信号呈现出大电感具有抑制作用，而对于差模信号呈现出很小的漏电感几乎不起作用。扼流线圈使用在平衡线路中能有效地抑制共模干扰信号（如雷电干扰），而对线路正常传输的差模信号无影响。

  这种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。

  2）当线圈流过瞬时大电流时，磁芯不要出现饱和。

  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。

  4）线圈应尽可能绕制单层，这样做可减小线圈的寄生电容，增强线圈对瞬时过电压的而授能力。

  6． 1/4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微波信号电涌保护器，其结构如图21所示。这种保护器中的金属短路棒长度是根据工作信号频率（如900MHZ或1800MHZ）的1/4波长的大小来确定的。此并联的短路棒长度对于该工作信号频率来说，其阻抗无穷大，相当于开路，不影响该信号的传输，但对于雷电波来说，由于雷电能量主要分布在n+KHZ以下（如图22所示），此短路棒对于雷电波阻抗很小，相当于短路，雷电能量级被泄放入地。

  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。

  三、SPD的基本电路

  电涌保护器的电路根据不同需要，有不同的形式，其基本元器件就是上面介绍的几种，一个技术精通的防雷产品研究工作者，可设计出五花八门的电路，好似一盒积木可搭出不同的结构图案。研制出既有效又性能价格比好的产品，是防雷工作者的重任。

  四、电涌保护器的主要参数

  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，保护器所耐受的冲击电流峰值。

  4、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，保护器所耐受的冲击电流峰值。

  5、电压保护级别Up：保护器在下列测试中的值：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、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，保护器所耐受的冲击电流峰值。

  11、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

                  浪涌保护器选型

　　随着国际信息潮流的冲击、微电子科技的沸腾和通讯、计算机及自动控制技术的日新月异，建筑开始走向高品质、高功能领域，形成了一种新的建筑形式——智能建筑。由于在智能建筑中存在众多信息系统，《建筑物防雷设计规范》GB50057-94（2002年版）（以下简称《防雷规范》）提出了安装电涌保护器的相关要求，以保证信息系统的安全稳定运行，这里仅对其中使用的电涌保护器的产品选型提几点个人的看法。

　　电涌保护器从本质上看就是一种等电位连接用的材料而已，其选型就是指在不同的防雷区内，按照不同雷击电磁脉冲的严重程度和等电位连接点的位置，决定位于该区域内的电子设备采用何种电涌保护器，实现与共用接地体等电位联结。这里将从电涌保护器的放电电流Imax、持续工作电压Uc、保护电压Up、漏电流Ip、告警方式等方面进行论述。

　　按照《防雷规范》第6.4.4条规定“电涌保护器必须能承受预期通过它们的雷电流，并应符合以下两个附加要求：通过电涌时的钳位电压，有能力熄灭在雷电流通过后产生的工频续流。”即电涌保护器的钳位电压加上其两端的感应电压应与所属系统的基本绝缘水平和设备允许的电涌电压协调一致。

　　放电电流按照《防雷规范》第6.4.6条规定，在LPZOA、LPZOB与LPZ1区的交界处安装电涌保护器其放电电流计算如下：根据《防雷规范》规定的“全部雷电流的50%流入建筑物的防雷装置。另50%流入引入建筑物的各种外来导电物、电力线缆、通信线缆等设施”。

　　附录六摘要如表一：

　　首次雷击的雷电流参量、 雷电流参数 、一类防雷建筑物、二类防雷建筑物 、三类防雷建筑物 I幅值（KA）00 T1波头时间（ s）50 雷电波经建筑物引入的电力线缆、信息线缆、金属管道等分解，总配电间的低配供电线缆雷电流的分流值计算表如表二，线路屏蔽时，通过的雷电流降低到原来的30%，根据《通信局（站）雷电过电压保护工程设计规范》YD/T5098-2001中规定的脉冲为10/350 s波形的电荷量约为8/20 s模拟雷电波波形电荷量的20陪，具体计算如下：

　　表二：供电线缆雷电流分流值表、 雷电流参数、 一类防雷建筑 、二类防雷建筑 、三类防雷建筑 I幅值（KA）00 供电线缆总分流值（kA） 33.33 25 16.67 每根电缆分流值（kA） 11.11 8.33 5.56 穿管屏蔽分流值（kA） 3.33 2.49 1.67 8/20 s波型转换值（kA） 66.6 49.8 33.4 电涌保护器放电电流（kA） 保护（建议）﹡ (kA) 二级保护（建议）﹡(kA) 40 40 40 ﹡均为放电电流电涌保护器的放电电流如表二.《防雷规范》第6.4.8条、第6.4.9条规定，在LPZ1区与LPZ2区（机房配电箱）安装的电涌保护器，其标称放电电流（额定放电电流）大于5kA，选用放电电流为40kA、标称放电电流为10kA的电涌保护器作为二级保护器。

　　2、保护电压选择保护器合适的残压固然很重要，但当电源保护器安装在低压电网中时，我们更应该考虑系统的残压，即在考虑保护器残压的同时也要考虑到电涌保护器的安装方式对系统残压的影响，设保护器如图（一）安装，因雷电波在系统中的电流平均梯度不是在首次雷击，而是在后续雷击中，如按照《通信局（站）雷电过电压保护工程设计规范》YD/T5098-2001中规定的模块式保护器的接线端子与相线和零线之间的连接线长度应小于0.5米，其接地线的长度应小于1米的要求，在低压柜中选择合适位置，使总连接线长度小于1.0米是有可能的，因此其平均梯度、系统残压、保护器保护电压等的计算如表三（保护器保护电压选择表）。

　　表三：保护器保护电压选择表 后续雷击雷电流参数 一类防雷建筑物 二类防雷建筑 三类防雷建筑 I幅值（kA） 50 37.5 25 穿管屏蔽分流值（kA） 0.83 0.625 0.42 波头时间（ s） 3.32 2.5 1.68 1.0-1.5米连接线压降 L*di/dt（V）-2520 电源设备绝缘耐压（V） 6000 电涌保护器 保护电压（V） 2680-1020（17kA）3500-2250（12.5kA） 4320-3480（8.4kA）????由表三可以看出，电涌保护器的保护电压Up为4000V是不允许的，选择保护电压为2000V左右是合适的。电源供电到各个机房配电箱、重要用电设备、楼层配电箱时，已经经过了线缆的多次延时、解藕作用，其波头时间将远大于10微秒，雷电流能量也经过多次分流衰减，能量将小于5000A，因此每根线路的电流平均梯度=5kA/2*30%/10 s=0.075kA/ s，当电涌保护器如上图一安装时：A、B的电涌电压= UL1+Ur+UL2=0.1kV+ Ur，（设L1+L2=1.5m），因机房设备如服务器、计算机、交换矩阵等属于特殊保护设备，其耐冲击电压额定值为1500伏，此时，选择的电涌保护器的保护电压应小于1400伏，因此，二级电涌保护器的保护电压（在3-5kA下）小于1200伏是合适的。

　　3、连续工作电压Uc根据《防雷规范》第6.4.5条规定，在TN供电系统中其Uc大于1.15*220V=253伏，同时在第6.4.6条规定“在供电电压偏差超过10%以及谐波使电压幅值加大的场所，应根据具体情况对SPD提高持续耐压”，有些配电箱制造厂家只选择275V，我们认为TN供电系统持续工作电压选择275V是不合适的，其理由如下：

　　1）我们知道GB50057-94是按照IEC标准制定的，而IEC标准主要吸收的是欧美发达等国家的标准，其防雷依据主要是发达国家的电网的高质量，而我国电网质量与发达国家还存在比较大差距，尤其在故障电压、电压偏差、电压波动、电压畸变、谐波影响、三相不平衡系数等方面存在更大的差距，在某些地方供电电压超过+15%，也是正常的；

　　2）GA173-98《计算机信息系统防雷保安器》产品标准规定：电涌保护器的标称导通电压大于2.2倍的系统工作电压，即在220V工作系统中应大于484V；我们知道限压型SPD的主要元器件是压敏电阻，根据压敏电阻的分类标准中持续耐压与压敏电压（标称导通电压）关系表可以看出：压敏电压不是某一固定值，而是个范围，对比484V，我们可以得出持续耐压应大于350V。 表四：持续耐压与压敏电压（标称导通电压）关系表持续耐压UC 压敏电压（V） 压敏电压范围（V）0 0 0 0 5 0675-825 持续耐压与残压是一对矛盾体，持续耐压高，保护器的寿命高，而残压也高；持续耐压低，保护器的寿命低，而残压也低；但在5-10kA雷电流冲击下，持续耐压为350V的保护器与持续耐压为440V的保护器比较，其残压低不到100V，不会很快提高系统残压，因此我们认为选择持续耐压（如440V）比较高的保护器，以提高保护器使用寿命是合理的。

　　4、漏电流根据GA173-98《计算机信息系统防雷保护器》中第6.1.1条规定，并联型电源避雷器的漏电流应小于20A，漏电流I0越大，电涌保护器将聚集能量而发热的可能性增大，而漏电流又是随着压敏电阻的温度升高而增大的，因此，此时该压敏电阻就处于恶性循环状态，这也表明了漏电流随时间的变化率（增加率）越大，电涌保护器聚集能量将越快，从而性能会越差，保护器使用寿命下降，一般情况下，保护器的漏电流小于10A为宜。

　　5、告警方式目前能提供的告警方式共有三类，一类是遥信、遥测告警，适用于无人值守的工作场合；另一类是可视告警，通过机械设计实现告警功能，该告警方式应在雷雨过后对设施进行检查或定期检查，适用于所有的场合，也是目前使用多的告警方式；还有是声光告警，此告警方式需增加一个告警模块，目前许多建议谨慎使用。因为雷击时，有可能是声光告警模块首先被击坏而失去声光告警功能，如此时产品也正好被击坏，人们因依赖声光告警而未察觉，等第二次雷击时，雷电将会乘虚而入击坏后续保护设备。

　　6、结构形式电涌保护器的结构形式是非常重要，主要存在两种结构形式：整体式模块化设计和插拔式模块化设计。插拔式结构因存在插拔间隙而存在间隙放电，尤其在空气湿度比较大的地方，此现象将会更严重，使保护器的使用寿命降低。整体式模块化设计不存在任何间隙，同时因采用35mm导轨式安装，也方便更换。

图片	标题	负责人	所属分类	自定义分类	操作
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