浪涌保护器和隔离变压器结合的设计

2021-11-20 · 阅读459

1隔离变压器防护

1.1隔离变压器设计

隔离变压器的优点在于，隔离变压器可以限制线圈间的分布电容，从而降低共模雷电过电压的耦合作用;还可以改变绕组方式，提高共模抑制比，使共模雷电压难以转换成差模雷电压。在设计隔离变压器电路时，考虑到雷电流残压较大，超出隔离变压器输入端电压承受范围，可以采取浪涌保护器和隔离变压器相结合的方法进行设计，先利于浪涌保护器降低雷电流残压,然后再接入变压器输入端，输出端也可以利于电涌保护器进一步限制过电压，具体的电路设计图如图5所示。

下面分析变压器的工作原理，变压器的输入端连接电源系统，输出端连接雷达设备。当有雷电流通过时，隔离变压器原边一侧的浪涌保护器动作，MOV1减小L线和N线之间的电位差，MOV2将L线上的残压雷电流泄放入地, MOV3将N线上的过电流泄放入地，放电间隙G1也是泄放雷电流的主要途径，通过这段保护，已经将绝大多数的雷电流泄放入流。隔离变压器的副边一侧先安装一套电容吸收装置，以吸收高频雷电流下变压器产生的过电容，MOV4、MOV5、MOV6、G2的功能和第一套浪涌保护器类似，它们可以进一步吸收残余雷电流能量，以确保雷达装备处于安全保护范围之内。隔离变压器还设计了计数控制装置，隔离变压器每遭受一次强电磁脉冲袭击，计数控制的感应线圈都会计数一次, 并且变压器.上的浪涌保护器指示灯还可以监测浪涌保护器的工作情况，避免因为浪涌保护器失效而使雷达装备遭受损失，隔离变压器副边还装有电压、电流指示仪，可以实时监测输入雷达设备电源的质量。根据隔离变压器的设计图，搭建了隔离变压器的实物图，如图6所示。

2.2实际测试

在武汉大学防雷检测中心，聘请第三方人员对隔离变压器的雷电和电磁脉冲防护效果进行了检测。在测试时，选用耦合去耦网络对雷电流进行模拟，用数字示波器分别测试输入端和输出端的雷电压波形，通过实验前后雷电压波形的对比来判断隔离变压器的防护效果，搭建好的测试平台如图7所示。
考虑到雷电流冲击测试是破坏性实验，每进行一次测试，对变压器中的设备肯定会带来冲击，防护效果可能会受到影响，所以本次实验只进行了两组测试，实验数据如表1所示。