電涌保護器
(Surge Protection Devices,簡稱SPD),也稱浪涌保護器、過電壓保護器,俗稱避雷器、防雷器。
針對現在市場上出現了各種各樣的防雷器,質量參差不齊,有一些甚至聞所未問(如:不用接地的避雷器,到現在為止,都弄不明白它工作原理),因此,通過介紹避雷器的工作原理及組成,對客戶甄別真假、優劣,有所幫助。
防雷器元件從響應特性看,有軟硬兩種。屬于硬響應特性的放電元件有火花間隙(基于斬弧技術的角型火花隙和同軸放電火花隙)和氣體放電管,屬于軟響應特性的放電元件有金屬氧化物壓敏電阻和瞬態抑制二極管。這些元件的區別在于放電能力、響應特性和殘壓,避雷器就是利用它們不同的優缺點,揚長避短,組合成各種避雷器,保護電路。
一、火花間隙(Arc chopping)
1、放電間隙:
原理是兩個如牛角現狀的電極,距離很短,用絕緣材料分開,當兩個電極間的電場強度達到擊穿強度時,電極之間形成電流通路。當雷電波來到的時候首先在間隙處擊穿,使間隙的空氣電離,形成短路,雷電流通過間隙流入大地,而此時間隙兩端的電壓很低,從而達到保護線路的目的。電場強度低于擊穿間隙時,放電間隙型避雷器又恢復絕緣狀態。常用于高壓線路的避雷防護中。在低壓系統,
常用于電源的前級保護。火花間隙型避雷器產品的優劣,在于制成電極的材料、間隙距離及絕緣材料。
優點:
具有很強放電能力、通流量大,10/350μs脈沖波形能夠疏導50KA的脈沖電流,用于8/20μs脈沖電流,可以大于100KA,很高的絕緣電阻以及很小的寄生電容,漏電流小。對正常工作的設備不會帶來任何有害影響。
缺點:
殘壓高(2.5~3.5KV),反應時間長(≦100ns),動作電壓精度較低,有工頻續流,因此在保護電路中應串聯一個熔斷器,使得工頻續流迅速被切斷。
注:由于兩只放電管分別裝在一個回路的兩根導線上,有時會不同時放電,使兩導線之間出現電位差,為了使兩根導線上的放電管能接近統一時間放電,減少兩線之間的電位差,又研制了三級放電管。可以看作是由兩只二級放電管合并在一起構成的。三級放電管中間的一級作為公共地線,另兩級分別接在回路的兩條導線上。
2、氣體放電管(Gas discharge tube,GDT):是一種陶瓷或玻璃封裝,管內再充以一定壓力的惰性氣體(如氬氣),開關型的保護元件
,有二電極和三電極兩種結構。當電場強度達到擊穿惰性氣體強度時,就引起間隙放電,從而限制極間的電壓。8/20μs脈沖電流能夠疏導10KA。放電電壓不穩定,當電壓大于12V、電流電壓100mA時,會產生后續電流。通常用于測量、控制、調節技術電路和電子數據處理傳輸電路中。
二、金屬氧化物壓敏電阻(Metal oxide varistor,MOV): 以氧化鋅為主要成分的金屬氧化物半導體非線性電阻,當加在電阻兩端的電壓小于壓敏電壓時,壓敏電阻呈高阻狀態,如果并聯在電路上,該閥片呈斷路狀態;當加在壓敏電阻兩端的電壓大于壓敏電壓時,壓敏電阻就會擊穿,呈現低阻值,甚至接近短路狀態。壓敏電阻這種被擊
