防雷器件吳振國時間年月課件

教師：吳振國

時間：2021年11月防雷器件

Lightningprotectiondevice

常見防雷元件抗：泄：使用避雷裝置，把雷電引向自身泄入大地，以削弱其破壞能力。要求各種電氣設(shè)備具有一定的絕緣水平，以提高其抵抗雷電破壞的能力避雷裝置接閃器避雷器消雷器閥式、管式、角式、MOA避雷針、避雷線、避雷帶、避雷網(wǎng)

常見防雷元件常見的防雷元器件有：接閃器、消雷器和避雷器三類。1.接閃器是專門用來接收直擊雷的金屬物體。2.消雷器是一種新型的主動抗雷設(shè)備。3.避雷器通常是指防護由于雷電過電壓沿線路入侵損害被保護設(shè)備的防雷元件。

1－離子化發(fā)射裝置2－連接物3－地電收集裝置4－被保護物圖10-10消雷器結(jié)構(gòu)示意圖圖10-11避雷器的連接

常見的防雷元器件接閃的金屬桿稱為避雷針接閃的金屬線稱為避雷線接閃的金屬帶金屬網(wǎng)稱為避雷帶或避雷網(wǎng)。所有接閃器必須接有接地引下線與接地裝置良好連接。接閃器一般用于建筑防雷。

常見防雷元件常見的避雷器有閥式避雷器、排氣式避雷器和金屬氧化物避雷器等。閥式避雷器由火花間隙和閥片組成，裝在密封的磁套管內(nèi)。閥式避雷器

常見防雷元件排氣式避雷器排氣式避雷器通稱管型避雷器，由產(chǎn)氣管、內(nèi)部間隙和外部間隙等三部分組成。

壓敏電阻避雷器工作原理金屬氧化物避雷器（MOA）又稱為壓敏電阻避雷器。這是一種沒有火花間隙，只有壓敏電阻片的新型避雷器。壓敏電阻片是由氧化鋅或氧化鉍等金屬氧化物燒結(jié)而成的多晶半導(dǎo)體陶瓷元件，具有理想的閥阻特性。在工頻電壓下，它呈現(xiàn)出極大的電阻，能迅速有效地抑制工頻續(xù)流，因此無需火花間隙來熄滅由工頻續(xù)流引起的電??；而在過電壓的情況下，其電阻又變得很小，能很好地泄放雷電流。

常見防雷元件金屬氧化物避雷器（MOA）金屬氧化物避雷器又稱為壓敏電阻避雷器。這是一種沒有火花間隙，只有壓敏電阻片的新型避雷器。

浪涌保護器雷電流在放電瞬間浪涌電流高達1kA～100kA，其上升時間不到1μs，其能量巨大，可損壞建筑物，中斷通信，危害人身安全等。但因遭受直接雷擊范圍小，故在造成的破壞中不是主要的危險,而其間接危害則不容忽視。當代微電子設(shè)備的應(yīng)用已十分普及，由于雷擊浪涌電流的影響而使設(shè)備耐過壓、耐過電流水平下降，并已在某些場合造成了雷電災(zāi)害。

浪涌保護器防止雷害除了按設(shè)計規(guī)范采用避雷針，埋設(shè)接地裝置外，還采用過電壓抑制器件，即浪涌保護器，也稱防雷器或電涌保護器。安裝浪涌保護器可在最短時間內(nèi)將被保護的線路接入等電位系統(tǒng)中，使設(shè)備各端口等電位，同時將電路中因雷擊而產(chǎn)生的大量脈沖能量泄放到大地，降低設(shè)備各端口的電位差，從而保護線路上的用電設(shè)備。

浪涌保護器對系統(tǒng)設(shè)備而言，電源線路和通信線路是雷電襲擊產(chǎn)生過電壓并進行傳導(dǎo)的兩條主要通道，因此浪涌保護器分電源系統(tǒng)浪涌保護器和通信系統(tǒng)浪涌保護器兩種。又稱為電涌保護器，是通過抑制瞬態(tài)過電壓以及旁路浪涌電流來保護設(shè)備的裝置，它至少含有一個非線性元件。在通信站，SPD用于各類通信系統(tǒng)對各種雷電電流、操作過電壓等進行保護。浪涌保護器（SPD）

開關(guān)型（間隙型）SPD

氣體放電管的結(jié)構(gòu)是在陶瓷或玻璃（多為陶瓷）管內(nèi)安裝電極，電極之間充有惰性氣體，如氬或氖。器件平時阻抗很高，當外加電壓達到擊穿電壓時，氣體放電，變?yōu)榈妥瑁诨」夥烹姞顟B(tài)管壓降可低至10～30V，浪涌電壓消失后電弧熄滅。氣體放電管的缺點，一是擊穿電壓值與浪涌電壓的上升率有關(guān)，二是浪涌電壓消失后，如果工作電壓較大，可能存在后續(xù)電流。開關(guān)型（間隙型）浪涌保護器是無浪涌時呈高阻狀態(tài)，對浪涌響應(yīng)時突變?yōu)榈妥璧囊环NSPD。常用器件有氣體放電管、放電間隙等。氣體放電管常在低壓三相交流電源防雷的“3+1”保護模式中用作零線（N）與保護地線（PE）間的SPD。

限壓型SPD

壓敏電阻（MOV）是一種以氧化鋅（ZnO）為主要成份的金屬氧化物半導(dǎo)體過電壓抑制器件，是典型的限壓型浪涌保護器。它是無浪涌時呈高阻狀態(tài)，但隨著浪涌的增大，其阻抗不斷降低的SPD。常用器件有氧化鋅壓敏電阻、瞬態(tài)抑制二極管等。壓敏電阻具有非線性特性好、通流容量大、常態(tài)泄漏電流小、殘壓水平低、動作響應(yīng)快（一般為幾十納秒）和無后續(xù)電流等諸多優(yōu)點。氧化鋅壓敏電阻是通信電源設(shè)備中采用的主要防雷器件。其缺點是長期運行后會老化，使標稱導(dǎo)通電壓降低。

限壓型SPD（續(xù)）

壓敏電阻的伏安特性正負對稱。當壓敏電阻兩端的電壓小于標稱導(dǎo)通電壓時，電流很小（μA數(shù)量級），呈現(xiàn)近似開路狀態(tài)；當所加電壓大于標稱導(dǎo)通電壓時，壓敏電阻擊穿導(dǎo)通，呈低阻狀態(tài)，它能泄放大量的雷電流，對過電壓起到鉗制限壓作用。過電壓消失后，壓敏電阻立即恢復(fù)到原來的高阻狀態(tài)。

混合型SPD

混合型浪涌保護器是由開關(guān)型和限壓型器件混合組成的SPD。

SPD的參數(shù)

標稱導(dǎo)通電壓式中，U為最大運行工作電壓有效值。相線對地（或視具體情況對零線）也可采用標稱導(dǎo)通電壓600V的限壓型SPD。在施加恒定1mA直流電流情況下，氧化鋅壓敏電阻的啟動電壓，稱為標稱導(dǎo)通電壓，又稱為壓敏電壓，常用Un或U1mA來表示。用于低壓交流供電系統(tǒng)的限壓型SPD，其標稱導(dǎo)通電壓U1mA宜按下式選取U1mA=2.2U最大通流容量Imax

SPD的參數(shù)

最大通流容量（又稱沖擊通流容量）Imax是SPD不發(fā)生實質(zhì)性破壞，每線（或單模塊）能通過規(guī)定次數(shù)、規(guī)定波形（8/20s）模擬雷電波的最大電流峰值。最大通流容量一般大于標稱放電電流的2.5倍。Imax的優(yōu)選值系列為：5、10、15、20、30、40、50、60、80、100、120、150、200kA。選擇較大通流容量的SPD可以獲得較長的使用壽命。限壓型電源用SPD沖擊測試電流等級分類，見教材P64表3.4。標稱放電電流In是表明SPD通流能力的指標，對應(yīng)于8/20s模擬雷電波的電流峰值。In的優(yōu)選值系列為：2、3、5、10、15、20、25、30、40、50、60、80kA。標稱放電電流In

SPD的參數(shù)

最大持續(xù)運行電壓Uc是SPD在運行中能持久耐受的最大直流電壓或工頻電壓有效值。Uc的優(yōu)選值系列為：45、52、75、85、150、175、275、320、385、420、460、510、600V。最大