多级防雷设计中，浪涌保护器互相配合的研究！

2022-06-20 · 阅读304

1、概述

我们知道，为了更好的保护设备，在某些应用场合需要两个(或更多)浪涌保护器以便使被保护设备的电应力减到一个可接受的值(较低的电压保护水平)，并且减低该建筑物内的瞬态电流。

依据两个SPD的能量耐受值,为了获得可接受的电应力分配,有必要进行配合。

比如目前主流的建筑物三级防雷设计：

①总配电柜安装第一级浪涌保护器，吸收从变压器过来的大部分浪涌能量；

②楼层分配电柜安装第二级浪涌保护器，进一步降低第一级浪涌保护器泄放后的残压；

③机房等重要设备前，安装第二级浪涌保护器，将残压限制到设备可以耐受的水平。

注1：上图显示了设备没有连接的最严重的情况。没有任何的电流流过设备，两个浪涌保护器分配了所有的压力。如果电涌来自于浪涌保护器的终端和负载之间，应该需要进一步考虑。

注2：本示例中连接导线被忽略。实际上，它们对两个浪涌保护器之间的电应力分配可能有影响。

注3：在导线进出比较紧密的地方，回路比较小，那么其电感比1 μH/m小，可低至0.5 μH/m。

注4：1μH/m的值已经包含了进出线导线电感。

两个浪涌保护器之间的阻抗Z(通常是一个电感)是一个物理阻抗(插在导线上的特殊元件，可促进两个浪涌保护器之间能量的分配)或代表两个浪涌保护器之间电缆长度的电感(通常我们认为1μH/m)。当Z代表一个
物理阻抗，导线的电感可以忽略,因为和Z比较起来，导线的电感很低。Z代表两种情况，并用图解的方式表示在上图中。

2、配合问题

多个浪涌保护器的配合问题可初步归纳为以下问题：当进人电涌电流为i时，其中有多少流入第一级浪涌保护器，有多少流入第二级浪涌保护器？此外，两个浪涌保护器能否耐受这些电应力？

如果两个浪涌保护器之间的距离相对于电涌持续时间很短，那么电感的影响可忽略，则第二级浪涌保护器可能承担较多的电应力。

选择合适的浪涌保护器应考虑两个浪涌保护器之间的阻抗，把i2的值降低到可接受的水平，以达到良好的配合。当然，这个工作也能把第2个浪涌保护器的残压降低到期望的值。

应避免以下配合：

①第二级浪涌保护器过于安全的设计;

②如果i2过高，一些EMC干扰就会在建筑物引起一些麻烦。

可是依据电流处理它们之间的协调并不是很充分。有必要依据能量处理它们之间的协调。

为了确保两个浪涌保护器都很好地配合，有必要满足以下的要求，即能量判据。如果电涌电流在0和Imxl(Ipekl)之间取任意值时，通过第二级浪涌保护器耗散的能量小于或等于其最大能量耐受值(Emax2)，能量配合就可实现。

3、应用情况

配合研究可能会复杂，如果所有浪涌保护器由同一制造厂生产，最简单的办法是根据所选的浪涌保护器之间的距离或阻抗向制造厂提出要求进行合理配合。

否则,有必要进行配合研究并且提供4种可能性：

①用长波和短波两种波形从0开始到相当于Emaxll雷电流范围内进行几次试验，要记住每一部件的公差对试验结果都有很大影响(试验待定)；

②进行模拟时应考虑到实际安装线路的特殊性，注意应具有SPD特性的精确数据；

③当两个浪涌保护器属于电压限制型时，应对其U-I曲线进行分析研究；

④使用另一种叫通过能量(LTE)的方法，在大多数情况下，可给出一个保守的结果。

总结：以上就是关于多级浪涌保护器配合使用的介绍，希望对大家在设计多级防浪涌方案时，起到一定的帮助作用。

ZVD中为防雷https://www.zvspd.com/knowledge/0620459.html