電源防雷器

　　電源防雷器又叫電源避雷器、電源浪涌抑制器、電源過電壓保護(hù)器

　　主要安裝在配電房、配電柜、交流配電屏、開關(guān)箱和其它重要設(shè)備、容易遭受雷擊設(shè)備的電源進(jìn)線處，以保護(hù)設(shè)備免遭沿電源線路侵入的雷擊過電壓造成的損害；可廣泛應(yīng)用于通信、電力、交通、金融、鐵路、民航等系統(tǒng)的主電源防護(hù)。

相關(guān)術(shù)語

　　電源避雷器,電源避雷箱,電源避雷模塊,電源防雷箱,電源防雷模塊,三項(xiàng)電源防雷模塊,單相電源防雷模塊,并聯(lián)式三相電源防雷箱,串聯(lián)式電源防雷箱,并聯(lián)式單相電源防雷箱均為它的名稱。

綜合引言

　　電源防雷是防止雷電和其他內(nèi)部過電壓侵入設(shè)備造成損壞，從室外防雷與線路防雷相結(jié)合的綜合防雷方案，介紹了外部避雷和內(nèi)部避雷、保護(hù)區(qū)、防雷等電位連接等概念。分析了電源防雷工作原理。采用電源防雷能在最短時(shí)間內(nèi)釋放電路上因雷擊感應(yīng)而產(chǎn)生的大量脈沖能量短路泄放到大地，降低設(shè)備各接口間的電位差，從而保護(hù)電路上的設(shè)備。

綜合防雷

　　考慮室外防雷與線路防雷相結(jié)合的綜合防雷方案。

1.外部避雷和內(nèi)部避雷

　　避雷針（或避雷帶、避雷網(wǎng)）、引下線和接地系統(tǒng)構(gòu)成外部防雷系統(tǒng)，主要是為了保護(hù)建筑物免受雷擊引起火災(zāi)事故。雷電的破壞力極大，防雷僅有外部防雷是不夠的，雷電波會(huì)侵入各電氣通道（如電源線、信號(hào)線和金屬管道等）。由其產(chǎn)生的高電壓和浪涌電壓對(duì)電訊設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)、信息、系統(tǒng)有極大的危害，輕則毀壞線路，重則損壞設(shè)備，系統(tǒng)癱瘓，造成難以估算的損失，所以必須有內(nèi)部防雷。

　　外部防雷系統(tǒng)

　　從0級(jí)保護(hù)區(qū)到最內(nèi)層保護(hù)區(qū)，必須實(shí)行分級(jí)保護(hù)，對(duì)于電源系統(tǒng)，分為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅲ、Ⅳ級(jí)，從而將過電壓降到設(shè)備能承受的水平。對(duì)于信號(hào)系統(tǒng)，則分為粗保護(hù)和精細(xì)保護(hù)，粗保護(hù)量級(jí)根據(jù)所屬保護(hù)區(qū)的級(jí)別，而精細(xì)保護(hù)則要根據(jù)電子設(shè)備的敏感度來進(jìn)行選擇。從理論上講，雷電流約有50％是直接流入大地，還有50％將平均流入電氣通道（如電源線、信號(hào)線和金屬管道等）。

　　防雷保護(hù)區(qū)

　　內(nèi)部防雷系統(tǒng)則是防止雷電和其他內(nèi)部過電壓侵入設(shè)備造成毀壞，這是外部防雷系統(tǒng)無法保證的。為了實(shí)現(xiàn)內(nèi)部避雷，需要在進(jìn)出建筑物的保護(hù)區(qū)的電纜、金屬管道等都要安裝避雷器及過壓保護(hù)器，并實(shí)行等電位連接。

2.保護(hù)區(qū)

　　一個(gè)欲保護(hù)的區(qū)域，從電磁兼容的觀點(diǎn)考慮，由外到內(nèi)可分為幾級(jí)保護(hù)區(qū)，最外層是0級(jí)，是直接雷擊區(qū)域，危險(xiǎn)性最高，越往里，則危險(xiǎn)程度越低，過壓主要是沿線竄入的，保護(hù)區(qū)的界面通過外部防雷系統(tǒng)，鋼筋混凝土及金屬罩等構(gòu)成的屏蔽層而形成，電氣通道以及金屬管道等則經(jīng)過這些界面。

　　防雷分級(jí)保護(hù)

　　防雷等電位連接

3.防雷等電位連接

　　為了徹底消除雷電引起的毀壞性的電位差，特別需要實(shí)行等電位連接，電源線、信號(hào)線、金屬管道等都要通過過壓保護(hù)器進(jìn)行等電位連接，各個(gè)內(nèi)層保護(hù)區(qū)的界面處，同樣要依次進(jìn)行局部等電位連接，各個(gè)局部等電位連接棒互相連接，并最后與主等電位連接棒相連。

保護(hù)機(jī)制

　　防雷器的作用，就是在最短時(shí)間（納秒級(jí)）釋放電路上因雷擊感應(yīng)而產(chǎn)生的大量脈沖能量短路泄放到大地，降低設(shè)備各接口間的電位差，從而保護(hù)電路上的設(shè)備。

　　根據(jù)強(qiáng)度的不同，又可分為避雷器和過壓保護(hù)器。

　　避雷器的測(cè)試電流是：10～350μs的波形,50As,100kA,2.5MJ/Ω。

　　過壓保護(hù)器的測(cè)試電流是：8～200μs的波形,0.14As,5kA,0.36MJ/Ω。

　　電源系統(tǒng)保護(hù)器，根據(jù)應(yīng)用場(chǎng)合分為：

　?。?）避雷器。

　　（2）固定地方安裝的過壓保護(hù)器。

　?。?）插座型保護(hù)器。

　　（4）信息系統(tǒng)保護(hù)器，主要是過壓限制器。

1.電源防雷及過壓保護(hù)器

　　（1）高能避雷器用在雷擊區(qū)域的LPZ0與LPZ1]區(qū)之間，作為電源系統(tǒng)第一級(jí)保護(hù)，安裝在總電源進(jìn)線的配電箱前。最大放電電流100kA(10～350μs),動(dòng)作時(shí)間小于100ns。

　?。?）過壓保護(hù)器用在雷擊區(qū)域的0區(qū)與1區(qū)之間，作為電源系統(tǒng)第二極保護(hù)，安裝在UPS或分配電箱前。最大充電電流40kA(8～20μs)，動(dòng)作時(shí)間小于25ns。

　?。?）浪涌吸收保護(hù)器電源第三級(jí)保護(hù)，主要用于保護(hù)重要設(shè)備的電源系統(tǒng)，安裝在重要設(shè)備的電源插座上。最大放電電流5kA，(8～20μs)，動(dòng)作時(shí)間小于25ns。

2.信號(hào)防雷及過壓保護(hù)器

　　主要是過壓限制器。

　?。?）雙絞線保護(hù)器，用于保護(hù)器使用雙絞線傳輸?shù)男盘?hào)系統(tǒng)，安裝于電子信號(hào)系統(tǒng)引入線路前端。最大容通電流10kA(8～20μs)，動(dòng)作時(shí)間小于10ns。

　?。?）接口保護(hù)器用于通訊信號(hào)線、網(wǎng)絡(luò)保護(hù)和串口保護(hù)。最大容通電流750A，動(dòng)作時(shí)間小于10ns。

　?。?）衛(wèi)星接收器保護(hù)器用于保護(hù)衛(wèi)星接收系統(tǒng)，裝在接收天線和接收機(jī)和信號(hào)電纜接頭上。最大容通電流5kA，傳輸功率400W，傳輸頻率2.5GHz。

　?。?）串口保護(hù)器用于保護(hù)主機(jī)及服務(wù)器，裝于串口前，最大容通電流750A，動(dòng)作時(shí)間小于10ns。

　?。?）同軸電纜保護(hù)器用于保護(hù)接在同軸電纜上的設(shè)備。裝于電纜網(wǎng)卡前。最大容通電流20kA(8～20μs),數(shù)據(jù)傳輸率16Mbit/s。

3.等電位連接器

　　等電位連接器用于連接各個(gè)單獨(dú)接地系統(tǒng)，以構(gòu)成等電位體。即通訊接地、安全接地、直流接地、防雷接地通過火花間隙連結(jié)，在正常情況下各個(gè)接地相互獨(dú)立，有雷擊時(shí)火花間隙導(dǎo)通，將各個(gè)地接在一起，使各接地系統(tǒng)的電位同時(shí)抬高，形成等電體。最大放電電流100kA(8～20μs)。

　　1.響應(yīng)時(shí)間快：能在25us時(shí)間內(nèi)快速響應(yīng)，使電源線路上的過電壓得到有效抑制，同時(shí)對(duì)地泄放能量，雷電過后自動(dòng)恢復(fù)正常狀態(tài)（高阻態(tài)）；

　　2.有保護(hù)電路：當(dāng)防雷元件劣化或雷擊損壞時(shí)，該相住回路自動(dòng)脫離，同時(shí)，先指示燈亮（紅），其它回路繼續(xù)正常工作；

　　3.采用鉗位技術(shù)：為確保用戶安全，可靠供電，應(yīng)用新型鉗位技術(shù)，當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)故障或防雷器動(dòng)作時(shí)，確保各線間電位差保持不變；

　　4.內(nèi)部設(shè)有溫控，限制電流，徹底避免火災(zāi)發(fā)生。

　　5顯示工作狀態(tài)：防雷箱面板上有指示燈，指示防雷器的工作狀態(tài)，綠燈亮表示防雷器工作正常，紅燈亮表示防雷器該相已不能工作，需維修。

　　6.通流容量大。

　　7.安裝簡(jiǎn)單、方便，無須特別維護(hù)。

防雷器選用

　　1.電源第一級(jí)防雷

　　對(duì)于城市供電網(wǎng)三相四線制系統(tǒng)，第一級(jí)電源防雷四線采用高能避雷器4個(gè)，在三條火線上，一條零線上各并聯(lián)一個(gè)高能避雷器與地連接。

　　當(dāng)供電回路熔斷器F1（或空氣開關(guān)）額定電流大于250A時(shí)，需在高能避雷器并聯(lián)支路上（火線）加裝250A熔斷器F2（或空氣開關(guān)），反之則不需要。

　　2.電源第二級(jí)防雷

　　第二級(jí)電源防雷采用過壓保護(hù)器4個(gè)，在三條火線、一條零線上各并一個(gè)過壓保護(hù)器與地連接。

　　在正常情況下，保護(hù)器處于高阻狀態(tài)，當(dāng)電網(wǎng)由于雷擊或開關(guān)操作出現(xiàn)瞬時(shí)脈沖電壓時(shí)，過壓保護(hù)器內(nèi)藏模塊里的氧化鋅壓敏電阻元件立即在納秒時(shí)間內(nèi)迅速導(dǎo)通，將該脈沖電壓短路到大地泄放，從而保護(hù)所有設(shè)備，當(dāng)該脈沖電壓流過保護(hù)器后，保護(hù)器又變?yōu)楦咦锠顟B(tài)，從而不影響設(shè)備的供電。

　　當(dāng)供電回路熔斷器F1（或空氣開關(guān)）額定電流大于125A時(shí)，需在過壓保護(hù)器并聯(lián)支路上（火線）加裝125A熔斷器F2（或空氣開關(guān)），反之則不需要。

　　3.電源第三級(jí)防雷

　　第三級(jí)防雷保護(hù)，用于保護(hù)重要設(shè)備的電源系統(tǒng)、電子設(shè)備的精細(xì)過壓保護(hù)。安裝在重要設(shè)備的電源插座上。

　　4.數(shù)據(jù)信號(hào)防雷

　　數(shù)據(jù)信號(hào)防雷保護(hù)低電平數(shù)據(jù)信號(hào)部分，包括雙絞線傳輸、通訊信號(hào)線、衛(wèi)星接收器天線、主機(jī)及服務(wù)器、同軸電纜、串口等處安裝信號(hào)防雷保護(hù)器。

　　（1）信號(hào)一級(jí)保護(hù)

　　雙絞線信號(hào)保護(hù)（過壓保護(hù)插頭）保護(hù)信號(hào)系統(tǒng)和設(shè)備。額定電壓100VAC/DC，每線最大放電電流Ismax為10kA(8～20μs)，響應(yīng)時(shí)間≤10ns。

　　對(duì)于電力線路、信號(hào)線路（模擬和數(shù)字），例如電話設(shè)備為110VAC/DC；控制和儀表線路、數(shù)據(jù)線路為12V直流/8V交流和24V直流/15V交流。

　?。?）信號(hào)二級(jí)保護(hù)

　　串口保護(hù)器帶過保護(hù)電路的插入式選配器，用來保護(hù)信號(hào)系統(tǒng)和設(shè)備，都可用在高傳輸場(chǎng)合。例如保護(hù)端口的主機(jī)及服務(wù)器，裝于串口前。額定電壓8V、12V，最大放電電流Ismax為15kA，數(shù)據(jù)傳輸速率1Mbit/s。精細(xì)保護(hù)用額定電壓12V直流，額定放電電流100A(8～20μs)，數(shù)據(jù)傳輸速率為1Mbit/s。

　　同軸電纜信號(hào)保護(hù)器用于保護(hù)使用75Ω～93Ω接口的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，裝于粗、細(xì)纜網(wǎng)卡前，最大放大電電流Ismax為20kA(8～20μs)，數(shù)據(jù)傳輸速率為16Mbit/s。

　　5.廣播衛(wèi)星天線饋線（有線電視線路）過壓保護(hù)器

　　用來保護(hù)75Ω系統(tǒng)的設(shè)備，如天線放大器，廣播衛(wèi)星接收系統(tǒng)等。最大放電電流Ismax為3.5kA(8～20μs),頻率范圍4～2050MHz。

　　6.天饋線保護(hù)器

　　用于50Ω、75Ω和93Ω的同軸天饋系統(tǒng)，如無線電系統(tǒng)。裝在接收天線和接收機(jī)的信號(hào)電纜接頭上。頻率上限200MHz～1GHz,最大發(fā)射功率1.2kW。

　　A1電源第一級(jí)保護(hù)高能避雷器

　　B1電源第二級(jí)保護(hù)過壓保護(hù)器

　　電源第三級(jí)保護(hù)浪涌吸收保護(hù)器

　　A2信號(hào)第一級(jí)保護(hù)雙絞線信號(hào)保護(hù)器

　?。ňW(wǎng)絡(luò)第一級(jí)保護(hù)器同軸電纜信號(hào)保護(hù)器）

　　B2信號(hào)第二級(jí)保護(hù)串口保護(hù)器、同軸電纜

　　信號(hào)保護(hù)器

　　A3有線電視線路保護(hù)器

　　B3天饋線保護(hù)器五、結(jié)論

　　正確安裝電源防雷器，設(shè)備因雷擊導(dǎo)致電源損壞的機(jī)會(huì)，可以減少到接近零，即可免除更換設(shè)備之費(fèi)用，保障系統(tǒng)不間斷連續(xù)運(yùn)行。并可減少建筑物因雷擊所引起的電源火警機(jī)會(huì)，確保人身及其他財(cái)產(chǎn)的安全。

安裝方式

　　電源防雷器可采用懸掛方式固定在墻壁上。

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