| 词条 | 电源防雷器 |
| 释义 | 电源防雷器包括电源防雷模块、电源防雷箱、电源防雷插座等。电源防雷器是防止雷电和其他内部过电压侵入设备造成损坏，从室外防雷与线路防雷相结合的综合防雷方案，介绍了外部避雷和内部避雷、保护区、防雷等电位连接等概念。分析了电源防雷工作器原理。采用电源防雷器能在最短时间内释放电路上因雷击感应而产生的大量脉冲能量短路泄放到大地，降低设备各接口间的电位差，从而保护电路上的设备。 引言电源防雷器是浪涌保护器中最常用的一种，主要是针对电源系统所选用的浪涌保护。另外，还有网络防雷器，信号防雷器,视频防雷器，家用三&一等等。 电源防雷是防止雷电和其他内部过电压侵入设备造成损坏，从室外防雷与线路防雷相结合的综合防雷方案，介绍了外部避雷和内部避雷、保护区、防雷等电位连接等概念。分析了电源防雷工作原理。采用电源防雷能在最短时间内释放电路上因雷击感应而产生的大量脉冲能量短路泄放到大地，降低设备各接口间的电位差，从而保护电路上的设备。 产品图电源防雷器图片 组成电源防雷器包括电源防雷模块、电源防雷箱、电源防雷插座等。 电源防雷模块和电源防雷箱的区别在于体积大小不同，后者功能更加强大，且拥有雷电计数器等，但模块比防雷箱更容易安装且低廉。以上图片从左往右依次是：电源防雷模块 防雷插座 电源防雷箱 知名品牌国内知名的电源防雷器厂家包括：Airdun【艾尔盾】，深圳安普迅（ANSUN）科比特电源防雷器，雷科星电源防雷器，四川中光，杭州易龙，深圳雷尔盛电源防雷器，安徽中普电源防雷器，科比特电源防雷器，同为电源防雷器、TOP电源防雷器。 国外知名的电源防雷器厂家包括：DEHN、OBO、Phoenix、Soule、ABB、Schneider、LEUTRON等电源防雷器。 元器件的选用电源避雷器中的电容器和热熔保险丝的选择也很重要。电源避雷器长期工作在电网中，由于电容器的质量问题造成电源避雷器整机损坏的事例很多，因此，电容器的耐压选择很重要，特别是耐受脉冲高电压的冲击能力。 电源避雷器中的热熔保险丝的作用是当雷电流超过电源避雷器最大承受能力时，由于过流作用，可使保险丝断开，同时由于过截使氧化锌压敏电阻温度上升亦可使保险丝断开，起到过流和温度双重保护作用。由于电源避雷器常态工作条件下，电流非常小，只是在雷电冲击或脉冲电压冲击时，在瞬态条件下起保护作用，因此与常规热熔保险丝的使用条件有所区别，所以，电源避雷器中的热熔保险丝应有独特性能，即在瞬态条件下的熔断特性。 综合防雷考虑室外防雷与线路防雷相结合的综合防雷方案。 1.外部避雷和内部避雷避雷针（或避雷带、避雷网）、引下线和接地系统构成外部防雷系统（图1），主要是为了保护建筑物免受雷击引起火灾事故。雷电的破坏力极大，防雷仅有外部防雷是不够的，雷电波会侵入各电气通道（如电源线、信号线和金属管道等）。由其产生的高电压和浪涌电压对电讯设备、网络、信息、系统有极大的危害，轻则毁坏线路，重则损坏设备，系统瘫痪，造成难以估算的损失，所以必须有内部防雷。 外部防雷系统 从0级保护区到最内层保护区，必须实行分级保护，对于电源系统，分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅲ、Ⅳ级（图3），从而将过电压降到设备能承受的水平。对于信号系统，则分为粗保护和精细保护，粗保护量级根据所属保护区的级别，而精细保护则要根据电子设备的敏感度来进行选择。从理论上讲，雷电流约有50%是直接流入大地，还有50%将平均流入电气通道（如电源线、信号线和金属管道等）。 防雷保护区 内部防雷系统则是防止雷电和其他内部过电压侵入设备造成毁坏，这是外部防雷系统无法保证的。为了实现内部避雷，需要在进出建筑物的保护区的电缆、金属管道等都要安装避雷器及过压保护器，并实行等电位连接。 2.保护区一个欲保护的区域，从电磁兼容的观点考虑，由外到内可分为几级保护区（图2），最外层是0级，是直接雷击区域，危险性最高，越往里，则危险程度越低，过压主要是沿线窜入的，保护区的界面通过外部防雷系统，钢筋混凝土及金属罩等构成的屏蔽层而形成，电气通道以及金属管道等则经过这些界面。 防雷分级保护 防雷等电位连接 3.防雷等电位连接 为了彻底消除雷电引起的毁坏性的电位差，特别需要实行等电位连接，电源线、信号线、金属管道等都要通过过压保护器进行等电位连接，各个内层保护区的界面处，同样要依次进行局部等电位连接，各个局部等电位连接棒互相连接，并最后与主等电位连接棒相连（图4）。 防雷保护器防雷器的作用，就是在最短时间（纳秒级）释放电路上因雷击感应而产生的大量脉冲能量短路泄放到大地，降低设备各接口间的电位差，从而保护电路上的设备。 根据强度的不同，又可分为避雷器和过压保护器。 避雷器的测试电流是：10～350μs的波形,50As,100kA,2.5MJ/Ω。 过压保护器的测试电流是：8～200μs的波形,0.14As,5kA,0.36MJ/Ω。（见图5） 电源系统保护器，根据应用场合分为： （1）避雷器。 （2）固定地方安装的过压保护器。 （3）插座型保护器。 （4）信息系统保护器，主要是过压限制器。 1.电源防雷（1）高能避雷器用在雷击区域的LPZ0与LPZ1] 图5防雷保护器测试波形 图6电源一级防雷保护 图7电源二级防雷保护 区之间，作为电源系统第一级保护，安装在总电源进线的配电箱前。最大放电电流100kA(10～350μs),动作时间小于100ns。 （2）过压保护器用在雷击区域的0区与1区之间，作为电源系统第二极保护，安装在UPS或分配电箱前。最大充电电流40kA(8～20μs)，动作时间小于25ns。 （3）浪涌吸收保护器电源第三级保护，主要用于保护重要设备的电源系统，安装在重要设备的电源插座上。最大放电电流5kA，(8～20μs)，动作时间小于25ns。 2.信号防雷主要是过压限制器。 （1）双绞线保护器，用于保护器使用双绞线传输的信号系统，安装于电子信号系统引入线路前端。最大容通电流10kA(8～20μs)，动作时间小于10ns。 （2）接口保护器用于通讯信号线、网络保护和串口保护。最大容通电流750A，动作时间小于10ns。 （3）卫星接收器保护器用于保护卫星接收系统，装在接收天线和接收机和信号电缆接头上。最大容通电流5kA，传输功率400W，传输频率2.5GHz。 （4）串口保护器用于保护主机及服务器，装于串口前，最大容通电流750A，动作时间小于10ns。 （5）同轴电缆保护器用于保护接在同轴电缆上的设备。装于电缆网卡前。最大容通电流20kA(8～20μs),数据传输率16Mbit/s。 3.等电位连接器等电位连接器用于连接各个单独接地系统，以构成等电位体。即通讯接地、安全接地、直流接地、防雷接地通过火花间隙连结，在正常情况下各个接地相互独立，有雷击时火花间隙导通，将各个地接在一起，使各接地系统的电位同时抬高，形成等电体。最大放电电流100kA(8～20μs)。 设计原理针对现在市场上出现了各种各样的防雷器,质量参差不齐,有一些甚至闻所未问(如:不用接地的避雷器,到现在为止,都弄不明白它的工作原理),因此,通过介绍避雷器的工作原理及组成,对客户甄别真假、优劣,有所帮助。 防雷器元件从响应特性看,有软硬两种。属于硬响应特性的放电元件有火花间隙(基于斩弧技术的角型火花隙和同轴放电火花隙)和气体放电管,属于软响应特性的放电元件有金属氧化物压敏电阻和瞬态抑制二极管。这些元件的区别在于放电能力、响应特性和残压,避雷器就是利用它们不同的优缺点,扬长避短,组合成各种避雷器,保护电路。 一、火花间隙(Arc chopping) 1、放电间隙:原理是两个如牛角现状的电极,距离很短,用绝缘材料分开,当两个电极间的电场强度达到击穿强度时,电极之间形成电流通路。当雷电波来到的时候首先在间隙处击穿,使间隙的空气电离,形成短路,雷电流通过间隙流入大地,而此时间隙两端的电压很低,从而达到保护线路的目的。电场强度低于击穿间隙时,放电间隙型避雷器又恢复绝缘状态。常用于高压线路的避雷防护中。在低压系统,常用于电源的前级保护。 火花间隙型避雷器产品的优劣,在于制成电极的材料、间隙距离及绝缘材料。 优点:具有很强放电能力、通流量大,10/350μs脉冲波形能够疏导50KA的脉冲电流,用于8/20μs脉冲电流,可以大于100KA,很高的绝缘电阻以及很小的寄生电容,漏电流小。对正常工作的设备不会带来任何有害影响。 缺点:残压高(2.5~3.5KV),反应时间长(≦100ns),动作电压精度较低,有工频续流,因此在保护电路中应串联一个熔断器,使得工频续流迅速被切断。 注:由于两只放电管分别装在一个回路的两根导线上,有时会不同时放电,使两导线之间出现电位差,为了使两根导线上的放电管能接近统一时间放电,减少两线之间的电位差,又研制了三级放电管。可以看作是由两只二级放电管合并在一起构成的。三级放电管中间的一级作为公共地线,另两级分别接在回路的两条导线上。 2、气体放电管(Gas discharge tube,GDT):是一种陶瓷或玻璃封装,管内再充以一定压力的惰性气体(如氩气),开关型的保护元件,有二电极和三电极两种结构。当电场强度达到击穿惰性气体强度时,就引起间隙放电,从而限制极间的电压。8/20μs脉冲电流能够疏导10KA。放电电压不稳定,当电压大于12V、电流电压100mA时,会产生后续电流。通常用于测量、控制、调节技术电路和电子数据处理传输电路中。 二、金属氧化物压敏电阻(Metal oxide varistor,MOV): 以氧化锌为主要成分的金属氧化物半导体非线性电阻,当加在电阻两端的电压小于压敏电压时,压敏电阻呈高阻状态,如果并联在电路上,该阀片呈断路状态;当加在压敏电阻两端的电压大于压敏电压时,压敏电阻就会击穿,呈现低阻值,甚至接近短路状态。压敏电阻这种被击穿状态是可以恢复的,当高于压敏电压的电压被撤销以后,它又恢复高阻状态。当电力线被雷击时,雷电波的高电压使压敏电阻击穿,雷电流通过压敏电阻流入大地,使电力线上的类电压被钳制在安全范围内。 氧化锌压敏电阻避雷器,现在市场上流通很多,我国在20世纪80年代末才大批生产,被认为目前最新型、技术最先进,会做专题详细介绍。现在我国的输电线路的避雷器,都采用氧化锌避雷器。 优点:开关电压范围宽:6V~1.5KV,反应速度快(25ns),残压低(可以达到终端设备的安全工作电压),通流量大(2KA/cm2),无续流,寿命长。 缺点:容易老化,动作几次后,漏电流会增大,从而导致压敏电阻过热,最终导致老化失效。 电容较大,许多情况下不在高频、超高频系统中使用。该电容又与导线电容构成一个低通。该低通会造成信号的严重衰减。但在频率低于30KHZ时,这种衰减可以忽略。 三、瞬态抑制式二极管(Transient voltage suppressor,TVS): 1、二极放电管:有两种形式:一是齐纳型(为单向雪崩击穿),二是双向的硅压敏电阻。性能类似开关二极管等。在规定的反向电压作用下,两端电压大于门限电压时,其工作阻抗能立即降至很低的水平以允许大电流通过,并将两端电压钳制在很低的水平,从而有效地保护末端电子产品中的精密元件避免损坏。双向TVS可在正反两个方向吸收瞬时大脉动功率,并把电压钳制在预定水平。适用于交流电路。 优点:动作时间极快,达到皮秒级。限制电压低,击穿电压低,应用于各种电子领域。 缺点:电流负荷量小,电容相当高,一般在20pF以下,现在的陶瓷放电管能够做到3~5pF。 电子信息系统所需的浪涌保护系统一般采用两级或三级组成。采用气体放电管、压敏电阻和抑制二极管,并利用各种浪涌抑制器的特点,实现可靠保护。气体放电管一般放在线路输入端作为一级浪涌保护器件,承受大的浪涌电流,属于泄流型器件。二级保护器件采用压敏电阻,可在极短时间内(ns)将浪涌电压限制在较低的水平。对于高度灵敏的电子电路,可采用抑制二极管作为三级保护。在更短的时间内将浪涌电压限制在末端电子设备的绝缘水平以内。如图,当雷电等浪涌到来时,抑制二极管首先导通,把瞬间过电压精确地控制在一定的水平,如果浪涌电流较大,则压敏电阻启动并泄放一定的浪涌电流,这时压敏电阻两端的电压会有所升高,直至推动前级气体放电管放电,把大电流泄放到地。当三种器件在线路中的距离较远时,导通顺序会从气体放电管开始,依次导通。 避雷器的工作,是从反应时间最快、设备的最末端开始的,然后逐级往前端启动的。 ,单纯用气体放电管保护后端的设备会出现下列问题:导通时间过长,残压过大,有可能超过后端设备的耐压水平。放电后,会产生工频续流。为避免上述问题,采用另外一种电路(图三)。为了解决产生工频续流的问题,同时也避免压敏电阻因漏电流过大而发热自爆或老化,我们在气体放电管上串联一个压敏电阻,这样就可避免产生工频续流,又可以防止压敏电阻因漏电流而自爆、老化。但新的问题又产生了,这样避雷器的动作时间为气体放电管的导通时间和压敏电阻导通时间的总和。假设气体放电管的导通时间为100ns,压敏电阻的导通时间为25ns,则它们总的反应时间为125ns。为了减小反应时间,在电路中并入一个压敏电阻,这样可使总的反应时间为25ns。 :当过电压出现时,抑制二极管作为动作最快的元件首先动作,线路设计为,在抑制二极管可能毁坏之前,放电电流即随着幅值的上升转换到前置的放电路径上,即充气式放电路上。 Us+△u≥Ug Us:抑制二极管上的电压 u:去耦感应线圈上的电压 Ug:气体放电管的动作电压 如果放电电流小于该值,则充气放电管不动作。采用这种线路不仅可以在低保护水平的条件下利用放电器动作迅速的优点,同时还可以达到很高的放电电容。这样就可以消除抑制二极管过载一级熔断器在出现电源续流时频繁切断电路的缺点。 频率较高的线路也可以采用欧姆式电阻作为去耦元件,与低电容桥接线路共同使用。 2、三极放电管:在两根的导线上,安装两个二极放电管,会出现电位差,因此就有三极放电管,多了一极做公共接地,可以减少时间差(0.15~0.2μs),及由此产生的横向雷电压幅值。 市场上普通电源避雷器器件一般采用压敏电阻,用于一级、二级和三级电源。这种组合方式在距离大于5米时,导通时间从第一级开始逐级向后导通。 若第一级采用气体放电管,二级和三级采用压敏电阻,则必须满足第一级与第二级满足大于十米的距离,第二级与第三级满足大于5米的距离,这样才能保证前一级先动作。否则可能导致第一级不动作的现象,而二级和三级避雷器又没有那么大的通流量,导致避雷器无法切实保护设备。这点在工程设计中一定要引起注意。 安装界面 安装界面单相一体化电源防雷箱可用于电源线路的负载设备第二级防护，防止低压设备受到过压干 扰或雷击破坏。安装于防雷分区LPZOA-2 界面。 性能特点l 单相一体化电源防雷箱采用共模、差模全保护模式 l 单相一体化电源防雷箱采用多级压敏嵌位并联技术 l 单相一体化电源防雷箱采用通流量大残压低、响应时间快 l 单相一体化电源防雷箱采用带负载过流、过热、失效分离装置 l 单相一体化电源防雷箱的 技术参数应用说明 安装于防雷分区LPZOA-2 界面 测试依据 EDIN VDE 0675-6：1989-11和-6/AI：1996-03 额定电压（最大持续操作电压） Uc 275V~ 690V_ 最大放电电流 Imax 40KA 电压保护水平 UP ≤2.5KV 响应时间 tA ≤100ns 最大保险丝强度 100AgL/gG 短路电流强度 25KA/50Hz 工作温区 C -40C - +80C 安装L1、L2、L3、N导体截面 并联/多股10mm2 安装PE导体截面 并联/多股25mm2 外壳材质 冷轧钢板 报警功能 带故障遥信触点和声光报警 雷击计数 0-99 工作状态 正常为绿色、失效或故障为红色 连接类型 螺旋接线端 保护等级 IP20 安装宽度(mm) 282mm×172mm×70mm 安装、使用及维护1．本系列单相电源避雷器采用深色全金属外壳，密封性好、安全可靠。 2．本系列单相电源避雷器采用并联方式与被保护设备连接；请勿擅自拆卸本系列产品。 3．用户按避雷器上的接线标志正确接线，接地线用截面积不小于25mm的绝缘黄绿铜导线。 接地线长度尽可能的短，以减小接地电阻。 4．本系列产品出厂时配有安装配件，用户可以根据实际情况安装、接线，检查有、无接 错后即可通电投入运行。 5．定期检查电源避雷器的工作情况： 避雷器正常时，工作指示灯（绿灯）亮，当避雷器上的劣化指示灯（红）亮时，表明 该电源避雷器内部重要元器件失效，则请立即更换。 6．电源防雷箱使用期间，应定期检测并查看指示灯工作状态：绿色指示灯为工作指示， 防雷箱工作正常； 红色指示灯正常工作时不亮，当防雷箱出现故障，红色指示灯亮， 应及时维修或更换。 7．电源防雷箱的雷电计数器计数范围为0~99次，计数动作电流为不小于5KA；通电时 显示为00次， 当停电时不再显示，可以按“读数”按钮，显示雷击的次数。在防雷箱 上端设有计数器清零按钮，查看后可随时对计数器进行清零； 8．接地电阻不大于4Ω。 9．非专业人员请勿拆卸。 箱体采用优质钢材制作，阻燃、防腐 l 单相一体化电源防雷箱采用工作状态指示及雷击计数，提供遥信，声光报警 l 单相一体化电源防雷箱采用压敏串接气放管彻底消除漏电流，安全性能更高 【工作原理】 单相一体化电源防雷箱是当感应雷侵入电源传输线路时，避雷器的防雷组件以纳秒级 （100 ns）的响应速度呈现低电阻状态，迅速将雷电流泄放至大地，并把由雷电流 引起的过电压限制在被保护设备允许承受的耐压范围内，以确保设备安全运行，使 保护设备免于受损 防雷保护器选用1.电源第一级防雷对于城市供电网三相四线制系统，如图6所示，第一级电源防雷四线采用高能避雷器4个，在三条火线上，一条零线上各并联一个高能避雷器与地连接。 当供电回路熔断器F1（或空气开关）额定电流大于250A时，需在高能避雷器并联支路上（火线）加装250A熔断器F2（或空气开关），反之则不需要。 2.电源第二级防雷第二级电源防雷采用过压保护器4个，在三条火线、一条零线上各并一个过压保护器与地连接（图7）。 在正常情况下，保护器处于高阻状态，当电网由于雷击或开关操作出现瞬时脉冲电压时，过压保护器内藏模块里的氧化锌压敏电阻元件立即在纳秒时间内迅速导通，将该脉冲电压短路到大地泄放，从而保护所有设备，当该脉冲电压流过保护器后，保护器又变为高阻状态，从而不影响设备的供电。 当供电回路熔断器F1（或空气开关）额定电流大于125A时，需在过压保护器并联支路上（火线）加装125A熔断器F2（或空气开关），反之则不需要。 3.电源第三级防雷第三级防雷保护，用于保护重要设备的电源系统、电子设备的精细过压保护。安装在重要设备的电源插座上（图8）。 4.数据信号防雷数据信号防雷保护低电平数据信号部分，包括双绞线传输、通讯信号线、卫星接收器天线、主机及服务 图8电源三级防雷保护 图9典型的避雷器装置示意图 器、同轴电缆、串口等处安装信号防雷保护器。 （1）信号一级保护 双绞线信号保护（过压保护插头）保护信号系统和设备。额定电压100VAC/DC，每线最大放电电流Ismax为10kA(8～20μs)，响应时间≤10ns。 对于电力线路、信号线路（模拟和数字），例如电话设备为110VAC/DC；控制和仪表线路、数据线路为12V直流/8V交流和24V直流/15V交流。 （2）信号二级保护 ?串口保护器带过保护电路的插入式选配器，用来保护信号系统和设备，都可用在高传输场合。例如保护端口的主机及服务器，装于串口前。额定电压8V、12V，最大放电电流Ismax为15kA，数据传输速率1Mbit/s。精细保护用额定电压12V直流，额定放电电流100A(8～20μs)，数据传输速率为1Mbit/s。 ?同轴电缆信号保护器用于保护使用75Ω～93Ω接口的计算机系统，装于粗、细缆网卡前，最大放大电电流Ismax为20kA(8～20μs)，数据传输速率为16Mbit/s。5.广播卫星天线馈线（有线电视线路）过压保护器 用来保护75Ω系统的设备，如天线放大器，广播卫星接收系统等。最大放电电流Ismax为3.5kA(8～20μs),频率范围4～2050MHz。 6.天馈线保护器用于50Ω、75Ω和93Ω的同轴天馈系统，如无线电系统。装在接收天线和接收机的信号电缆接头上。频率上限200MHz～1GHz,最大发射功率1.2kW。 图9示出避雷器装置示意图。 图10示出电源防雷及过压保护选型示意图。图中： A1电源第一级保护高能避雷器 B1电源第二级保护过压保护器 电源第三级保护浪涌吸收保护器 A2信号第一级保护双绞线信号保护器 （网络第一级保护器同轴电缆信号保护器） B2信号第二级保护串口保护器、同轴电缆 信号保护器 A3有线电视线路保护器 B3天馈线保护器五、结论 正确安装电源防雷器，设备因雷击导致电源损坏的机会，可以减少到接近零，即可免除更换设备之费用，保障系统不间断连续运行。并可减少建筑物因雷击所引起的电源火警机会，确保人身及其他财产的安全。 参考文献[1]陈志清谢恒坤氧化锌压敏瓷及其在电力系统中的应用水利电力出版社，1992年4月 [2]蒋国雄邱毓昌避雷器及其高压试验西安交通大学出版，1989年5月 [3]中华人民共和国电子工业部标准MYL1型防雷用氧化锌压敏电阻器，SJ2307.1.－83 [4]中华人民共和国铁道行业标准铁路信号设备雷电防护用氧化锌压敏电阻器TB/T2312－92 定义及组成防雷器包括：电源防雷器和信号防雷器,防雷器也命名为:避雷器，浪涌保护器，电涌保护器，在信息时代的今天，电脑网络和通讯设备越来越精密，其工作环境的要求也越来越高，而雷电以及大型电气设备的瞬间过电压会越来越频繁的通过电源、天线、无线电信号收发设备等线路侵入室内电气设备和网络设备，造成设备或元器件损坏，人员伤亡，传输或储存的数据受到干扰或丢失，甚至使电子设备产生误动作或暂时瘫痪、系统停顿，数据传输中断，局域网乃至广域网遭到破坏。其危害触目惊心，间接损失一般远远大于直接经济损失。防雷器就是通过现代电学以及其它技术来防止被雷击中的设备。 历史起源最原始的防雷器是羊角形间隙，出现于19世纪末期，用于架空输电线路，防止雷击损坏设备绝缘而造成停电，故称“防雷器”。20世纪20年代,出现了铝防雷器,氧化膜防雷器和丸式防雷器。30年代出现了管式防雷器。50年代出现了碳化硅防雷器。70年代又出现了金属氧化物防雷器。现代高压防雷器，不仅用于限制电力系统中因雷电引起的过电压，也用于限制因系统操作产生的过电压。 作用特点防雷器的作用是用来保护电力系统中各种电器设备免受雷电过电压、操作过电压、工频暂态过电压冲击而损坏的一种电器。防雷器的类型主要有保护间隙、阀型防雷器和氧化锌防雷器。保护间隙主要用于限制大气过电压，一般用于配电系统、线路和变电所进线段保护。阀型防雷器与氧化锌防雷器用于变电所和发电厂的保护，在500KV及以下系统主要用于限制大气过电压，在超高压系统中还将用来限制内过电压或作内过电压的后备保护。 主要参数1、标称电压Un：设备正常耐受电压，不动作。与被保护系统的额定电压相符，在信息技术系统中此参数表明了应该选用的保护器的类型，它标出交流或直流电压的有效值。 2、额定电压Uc：能长久施加在保护器的指定端，而不引起保护器特性变化和激活保护元件的最大电压有效值。 3、额定放电电流Isn：也称标称放电电流In，给保护器施加波形为8/20μs的标准雷电波冲击10次时，保护器所耐受的最大冲击电流峰值。 4、最大放电电流Imax：给保护器施加波形为8/20μs的标准雷电波冲击1次时，保护器所耐受的最大冲击电流峰值。 5、电压保护级别Up：保护器在下列测试中的最大值：1KV/μs斜率的跳火电压；额定放电电流的残压。 6、响应时间tA：主要反应在保护器里的特殊保护元件的动作灵敏度、击穿时间，在一定时间内变化取决于du/dt或di/dt的斜率。 7、数据传输速率Vs：表示在一秒内传输多少比特值，单位：bps；是数据传输系统中正确选用防雷器的参考值，防雷保护器的数据传输速率取决于系统的传输方式。 8、插入损耗Ae：在给定频率下保护器插入前和插入后的电压比率。 9、回波损耗Ar：表示前沿波在保护设备（反射点）被反射的比例，是直接衡量保护设备同系统阻抗是否兼容的参数。 10、最大纵向放电电流：指每线对地施加波形为8/20μs的标准雷电波冲击1次时，保护器所耐受的最大冲击电流峰值。 11、最大横向放电电流：指线与线之间施加波形为8/20μs的标准雷电波冲击1次时，保护器所耐受的最大冲击电流峰值。 12、在线阻抗：指在标称电压Un下流经保护器的回路阻抗和感抗的和。通常称为“系统阻抗”。 13、峰值放电电流：分两种：额定放电电流Isn和最大放电电流Imax。 14、漏电流：指在75或80标称电压Un下流经保护器的直流电流。 防雷器分类防雷器有高压和低压防雷器之分，本节介绍的是低压配电系统中的防雷器（电涌保护器SPD） 1. 电涌保护器的种类名目繁多的防雷器在我国的市场上已经超过了上百种，如何对不同品牌、不同型号的防雷器进行分类也许就摆在我们面前。 从组合结构分；现在市场上的避雷器有几下几种： 1）间隙类————开放式间隙、密闭式间隙 2）放电管类———开放式放电管密封式放电管 3）压敏电阻类——单片、多片 4）抑制二极管类 5）压敏电阻/气体放电管组合类----简单组合、复杂组合 6）碳化硅类 按照其保护性质有可以分为：开路式避雷器、短路式避雷器或开关型、限压型； 按照工作状态（安装形式）又可分为：并联避雷器和串联式避雷器。 2. 避雷器的结构及特性 2.1.1 开放式间隙避雷器 间隙避雷器的工作原理：基于电弧放电技术，当电极间的电压达到一定程度时，击穿空气电弧在电极上进行爬电。 优点：放电能力强，通流量大（可以达到100KA）漏电流小 热稳定性好 缺点：残压高，反映时间慢，存在续流 工艺特点：由于金属电极在放电时承受较大电流，所以容易造成金属的升华，使放电腔内形成金属镀膜影响避雷器的启动和正常使用。放电电极的生产主要还是集中在国外一些避雷器生产企业，，电极的主要成分是钨金属的合金。 工程应用：该种结构的避雷器主要应用在电源系统做B级避雷器使用。但由于避雷器自身的原因容易引起火灾，避雷器动作后（飞出）脱离配电盘等事故。根据型号的不同适合与各种配电制式。 工程安装时一定要考虑安装距离，避免引起不必要的损失和事故。 2.1.2 密闭式间隙避雷器 现在国内市场有一种多层石墨间隙避雷器，这种避雷器主要利用的是多层间隙连续放电，每层放电间隙相互绝缘，这种叠层技术不仅解决了续流问题而且是逐层放电，无形中增大了产品自身的通流能力。 优点：放电电流大 测试最大50KA（实际测量值）漏电流小 无续流 无电弧外泻 热稳定性好 缺点：残压高，反映时间慢 工艺特点：石墨为主要材料，产品内采用全铜包被解决了避雷器在放电时的散热问题，不存在后续电流问题，最大的特点是没有电弧的产生，且残压与开放式间隙避雷器比较要低很多。 工程应用：该种避雷器应用在各种B、C类场合，与开放式间隙比较不用考虑电弧问题。根据型号的不同该种产品适合与各种配电制式。 2.2 放电管类避雷器 2.2.1 开放式放电管避雷器 开放式放电管避雷器，实质与开放式间隙避雷器是一样的产品，都属于空气放电器。但是与间隙放电器比较它的通流能力就降了一个等级。 优点：体积小 通流能力强（10-15KA） 漏电流小 无电弧喷泻 缺点：残压较高 有续流 产品一致性差（启动电压、残压）反映时间慢 2.2.2 密闭式气体放电管 密闭式气体放电管也叫惰性气体放电管，主要是内部充盈了惰性气体，放电方式是气体放电，靠击穿气体来起到一次性泻放电流的目的。一般有2极和3极两种结构。外型与上图相似。 优点：体积小（气体管可以很小）通流量大 无电弧 缺点：产品一致性差（启动电压、残压）有续流残压较高 工艺特点：空气放电管还是属于开放式产品，在工作时不保证绝对没有点火花从排压孔喷出，气体放电管是密封结构，一般有2极和3极良种结构形式，一般3极有热保护装置（短路装置），在放电管工作时温度超过了一定范围，短路装置启动使放电管整体导通。防止温度过高造成放电管内气压生高器件爆裂。 工程应用：一般空气放电管现在很少应用，而气体放电管现在被广泛的应用在信号防雷器上。型号的不同也有在电源避雷器上使用。 2.3 氧化锌电阻类避雷器 2.3.1 单片压敏电阻避雷器 单片压敏电阻避雷器是80年代由日本最先发明使用。直到现在，单片敏电阻的使用率也是避雷器中最高的。压敏电阻避雷器的工作原理是利用了压敏电阻的非线性特点。当电压没有波动时氧化锌呈高阻态，当电压出现波动达到压敏电阻的启动电压时压敏电阻迅速呈现低阻态，将电压限制在一定范围 内。 2.3.2 多片压敏电阻避雷器 由于单片压敏电阻的通流量一直不够理想（一般单片压敏电阻最大放电电流在20KA\\8/20uS）,在这种前提下多片组合压敏电阻避雷器产生，多片压敏电阻组合避雷器主要是解决了单片压敏电阻的通流量较小，不能满足B级场合的使用。多片压敏电阻的产生从根本上解决了压敏电阻通流量的问题。 优点：通流容量大，残压较低，反应时间较快（≤25ns）， 无跟随电流（续流） 缺点：漏电流较大，老化速度快。热稳定一般 工艺特点：多数采用积木结构。 工程应用：根据结构不同，压敏电阻避雷器广泛的应用在B、C、D级以及信号避雷器。但是应解决的问题是工程中有个别产品存在燃烧现象，所以在产品选型时应注意厂家使用的外壳材料。 2.4 抑制二极管类防雷器 抑制二极管类防雷产品主要是网络等信号避雷产品中大量的应用，主要采用的器件有P*KE（雪崩管）等系列等产品。工作原理是基于PN结反向击穿保护。 优点：残压低 动作精度高 反应时间快无续流 体积小 缺点：通流量小 2.5 压敏电阻/气体放电管组合类 2.5.1 简单组合避雷器 组合式避雷器典型结构是N-PE结构形式，这种避雷器与单一结构的避雷器相比，综合了两种不同产品的优点，而减少了单一器件的缺点。 优点：通流量大 反应时间快 缺点：残压相对较高 工程应用：仅在N-PE制式使用的避雷器，适合电压波动率较大地区使用。 2.5.2 复杂型组合式避雷器 这种避雷器充分发挥各 元器件的优点，在结构上一般使用数量较多的压敏电阻和气体放电管。这种结构的避雷器一般具有较高的通流能力，且残压较低。行业内也称这种结构的避雷器为一体化避雷器。 优点：通流量大 反映时间快 残压低无续流 热稳定性好 缺点：无声音报警 无计数器 工艺特点：一体化避雷器的电路结构紧凑，充分发挥了氧化锌电阻反映时间快的特点，有结合了气体放电管具有较高通流能力的优点。在电路上避雷器使用了较多的氧化锌电阻来提高整体避雷器的通流能力，用气体放电管作为备用放电通道。基于这种完善的电路结构使避雷器的使用寿命大大提高。 工程应用： 一体化避雷器根据型号的不同广泛应用与B、C、D各种安装环境。由于是一 体化设计，所以更适合在不具备安装距离的场合使用。（IEC规定B、C、D模块化避雷器三级间的最短距离在10M以上） 2.6 碳化硅避雷器（阀式避雷器） 碳化硅避雷器主要应用于高压电力防雷，目前仍是电力系统使用率较高的电力防雷产品。 例图是目前市面上常见的几种电源防雷器 |
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