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防雷常識

浪涌保護器原理

2015-4-22 10:46| 查看: 1558| 評論: 0

業內人士都知道雷電具有很強的破壞性,主要有直擊雷、雷電感應、雷電波侵入和地電壓反擊四種形式。其中又以感應雷和電壓反擊對弱電設備破壞能力最強。當天空的雷雨產生雷擊時,其將攜帶高負荷雷電脈沖、電壓及電流,以電磁波形式無規則釋放,從而導致雷區域15公里范圍內(視雷電波強度而定)所有帶金屬的導線(如高空架設天線、有線電視電纜、通信電纜、供電系統電纜等),在瞬間內感應到相應強度的脈沖電壓及電流,這些電流沿著電器設備上的各種電源電線或信號電纜進入電器設備內部,在雷擊電壓超過電器設備額定抗電壓的瞬間擊壞內部器件;主要原因是由于連接在電器上所有電線電纜所帶的電壓高低不等,高電壓就會往低壓沖去,形成電流,從而將電器設備局部擊壞,造成整個設備系統癱瘓,嚴重時甚至把整機擊毀,甚至觸及到人身安全。

 一、雷電的幾種防護方法

對直擊雷的防護 雷雨云

對于直擊雷可以采用避雷針,其結構如圖所示:避雷針由三部份組成:最上部份叫受電端,中間是導電線,下部份是接地體。當雷雨云接近避雷針時,它會感應出大量的異性電荷,通過導電線和受電端向空中放電與雷雨云中的電荷中和減弱雷雨云的電場強度,達到防雷目的。如 受電端果是直擊雷,避雷針可以把雷電流引入大地,從而起到保護作用。

 對感應雷的防護

為了防護感應雷對供電線路,傳輸電纜和架空天線及高層 導電線建筑的破壞,可以在線路上安裝碳化硅閥型避雷器或金屬氧化物(如氧化鋅)避雷器如圖所示;對于高層建筑,可將建筑物內的金屬設施聯合接地;對于非金屬屋頂,可加裝金屬防護網并可靠接地。這些措施雖然有效,但有時也難免遭受雷擊,究其原因關鍵在于存在接地電阻,雷擊電接地體流經接地電阻產生很高電壓,仍可將設備擊壞,故避雷效果不理想。現在隨著社會的進步,特別是電子技術迅速發展,防雷技術也在不斷完善和提高。生產避雷器的廠家有增無減,各種類型用途的新型避雷器不斷問世。等電位避雷器就是其中之一。

 目前我國雖然有多種防雷技術,但原理不外乎兩種方法避雷。

第一、分合式避雷器采用斷開法,在雷擊時快速將電源斷開,保護設備。優點:工程簡單。缺點:雷擊時間極短(以納秒計算),有時還來不及完全斷開,雷電脈沖電流已經讓電器設備遭到重創,同時當今人們的生活和工作,也不允許電器設備隨意斷電;因此缺點非常明顯,并不能夠較好防雷,效果也就可想而知。

第二、接地式避雷器是利用地泄法,原理:把雷擊電流直接引入大地,避免電器受到雷擊,但是需要有完善的埋地線工程。優點:幾乎不存在技術成份,安裝方便快捷。缺點:會給高層樓宇的住戶、或高山、黃土等放電不理想地方的安裝帶來一定的施工不便

在最常見的浪涌保護器中,都有一個稱為金屬氧化物變阻器(Metal Oxide Varistor,MOV)的元件,用來轉移多余的電壓。MOV將火線和地線連接在一起。 MOV由三部分組成:中間是一根金屬氧化物材料,由兩個半導體連接著電源和地線。 這些半導體具有隨著電壓變化而改變的可變電阻。當電壓低于某個特定值時,半導體中的電子運動將產生極高的電阻。反之,當電壓超過該特定值時,電子運動會發生變化,半導體電阻會大幅降低。如果電壓正常,MOV會閑在一旁。而當電壓過高時,MOV可以傳導大量電流,消除多余的電壓。 一個由線路調節部分和保險絲組成的簡單MOV浪涌保護器 隨著多余的電流經MOV轉移到地線,火線電壓會恢復正常,從而導致MOV的電阻再次迅速增大。按照這種方式,MOV僅轉移電涌電流,同時允許標準電流繼續為與浪涌保護器連接的設備供電。打個比方說,MOV的作用就類似一個壓敏閥門,只有在壓力過高時才會打開,起到保護后端電子設備的作用。

 

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