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防雷常识

浪涌保护器原理

2015-4-22 10:46| 查看: 1| 评论: 0

业内人士都知道雷电具有很强的破坏性,主要有直击雷、雷电感应、雷电波侵入和地电压反击四种形式。其中又以感应雷和电压反击对弱电设备破坏能力最强。当天空的雷雨产生雷击时,其将携带高负荷雷电脉冲、电压及电流,以电磁波形式无规则释放,从而导致雷区域15公里范围内(视雷电波强度而定)所有带金属的导线(如高空架设天线、有线电视电缆、通信电缆、供电系统电缆等),在瞬间内感应到相应强度的脉冲电压及电流,这些电流沿着电器设备上的各种电源电线或信号电缆进入电器设备内部,在雷击电压超过电器设备额定抗电压的瞬间击坏内部器件;主要原因是由于连接在电器上所有电线电缆所带的电压高低不等,高电压就会往低压冲去,形成电流,从而将电器设备局部击坏,造成整个设备系统瘫痪,严重时甚至把整机击毁,甚至触及到人身安全。

 一、雷电的几种防护方法

对直击雷的防护 雷雨云

对于直击雷可以采用避雷针,其结构如图所示:避雷针由三部份组成:最上部份叫受电端,中间是导电线,下部份是接地体。当雷雨云接近避雷针时,它会感应出大量的异性电荷,通过导电线和受电端向空中放电与雷雨云中的电荷中和减弱雷雨云的电场强度,达到防雷目的。如 受电端果是直击雷,避雷针可以把雷电流引入大地,从而起到保护作用。

 对感应雷的防护

为了防护感应雷对供电线路,传输电缆和架空天线及高层 导电线建筑的破坏,可以在线路上安装碳化硅阀型避雷器或金属氧化物(如氧化锌)避雷器如图所示;对于高层建筑,可将建筑物内的金属设施联合接地;对于非金属屋顶,可加装金属防护网并可靠接地。这些措施虽然有效,但有时也难免遭受雷击,究其原因关键在于存在接地电阻,雷击电接地体流经接地电阻产生很高电压,仍可将设备击坏,故避雷效果不理想。现在随着社会的进步,特别是电子技术迅速发展,防雷技术也在不断完善和提高。生产避雷器的厂家有增无减,各种类型用途的新型避雷器不断问世。等电位避雷器就是其中之一。

 目前我国虽然有多种防雷技术,但原理不外乎两种方法避雷。

第一、分合式避雷器采用断开法,在雷击时快速将电源断开,保护设备。优点:工程简单。缺点:雷击时间极短(以纳秒计算),有时还来不及完全断开,雷电脉冲电流已经让电器设备遭到重创,同时当今人们的生活和工作,也不允许电器设备随意断电;因此缺点非常明显,并不能够较好防雷,效果也就可想而知。

第二、接地式避雷器是利用地泄法,原理:把雷击电流直接引入大地,避免电器受到雷击,但是需要有完善的埋地线工程。优点:几乎不存在技术成份,安装方便快捷。缺点:会给高层楼宇的住户、或高山、黄土等放电不理想地方的安装带来一定的施工不便

在最常见的浪涌保护器中,都有一个称为金属氧化物变阻器(Metal Oxide Varistor,MOV)的元件,用来转移多余的电压。MOV将火线和地线连接在一起。 MOV由三部分组成:中间是一根金属氧化物材料,由两个半导体连接着电源和地线。 这些半导体具有随着电压变化而改变的可变电阻。当电压低于某个特定值时,半导体中的电子运动将产生极高的电阻。反之,当电压超过该特定值时,电子运动会发生变化,半导体电阻会大幅降低。如果电压正常,MOV会闲在一旁。而当电压过高时,MOV可以传导大量电流,消除多余的电压。 一个由线路调节部分和保险丝组成的简单MOV浪涌保护器 随着多余的电流经MOV转移到地线,火线电压会恢复正常,从而导致MOV的电阻再次迅速增大。按照这种方式,MOV仅转移电涌电流,同时允许标准电流继续为与浪涌保护器连接的设备供电。打个比方说,MOV的作用就类似一个压敏阀门,只有在压力过高时才会打开,起到保护后端电子设备的作用。

 

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