浪涌保护器的工作原理（SPD）
浪涌保护器的工作原理（SPD）
发布日期：2023-05-29 09:04
浪涌保护器（SPD）的工作原理如下：
在正常运行期间（例如，在没有浪涌的情况下），电涌保护器对安装它的电路系统没有影响。它的作用类似于开路，并保持有源导体和大地之间的隔离。
当发生电压浪涌时，地凯科技浪涌保护器会在几纳秒内降低其阻抗并转移脉冲电流。电涌保护装置的行为类似于闭合电路，过电压短路并限制在下游连接的电气设备的可接受值。
一旦脉冲浪涌停止，浪涌保护装置将恢复到其原始阻抗并返回到开路状态。
如果没有电涌保护装置，浪涌会到达电气设备。如果浪涌超过电气设备的脉冲耐受电压，隔离度会降低，脉冲电流会自由流过设备，从而损坏设备。
通过在有源导体和接地（TT网络）之间使用电涌保护装置，可以限制过电压并安全地转移放电电流，从而在相和大地之间建立等电位连接。
电涌保护装置中使用的技术
电涌保护装置包含至少一个非线性组件，其电阻随施加在其上的电压的功能而变化。
基于火花隙的浪涌保护装置
它们被称为开关浪涌保护装置。火花隙是由两个紧密靠近的电极组成的组件，它们将电路的一部分与另一部分隔离到一定的电压水平。这些电极可以在空气中或用气体封装。在系统正常运行期间（在额定电压下），火花隙不会在两个电极之间传导电流。在存在电压浪涌的情况下，随着电极之间形成电弧，火花隙的阻抗迅速降低到0.1-1 Ω，通常在100 ns内。电涌结束时电弧熄灭，恢复隔离。
压敏电阻电涌保护装置
压敏电阻是阻抗由电压控制的元件，具有连续但不线性的“U 与 I 的函数”。基于压敏电阻的浪涌保护器件，也称为电压限制，其特点是当不存在浪涌时（通常高于1 MΩ）具有高阻抗。当发生浪涌时，压敏电阻的阻抗在几纳秒内迅速降至1 Ω以下，允许电流流动。压敏电阻在放电浪涌后恢复其隔离特性。压敏电阻的一个特点是，流过压敏电阻的电流可以忽略不计，称为剩余电流IPE（100至200μA）。
火花隙与压敏电阻的比较
火花隙的主要特征是它们能够管理来自直接雷击的大量能量，而压敏电阻的保护水平非常低（因此性能很高），并且动作迅速。我们现在将研究这两种技术之间的区别。
隔离属性
压敏电阻虽然在静止时具有非常高的阻抗，但始终具有流过它的最小连续电流Ic（例如，0.5 NA）。该电流会随着压敏电阻的磨损而增加，直到达到高水平。因此，压敏电阻SPD必须始终具有短路保护，并且不能用于RCD上游的N-PE连接。 + 包括内部保护，保证安全的使用寿命。
火花隙在静止时是真正的开路，确保在正常工作条件下或达到使用寿命时根本没有电流流动;因此，只有在有源导体和接地之间的连接提供火花元件时，SPD 才能安装在 RCD 的上游（因此保护其免受脉冲或放电电流的影响）。
导通时的电阻
即使在放电阶段，压敏电阻的电阻仍然明显大于零，从而限制了将浪涌过电压降低到额定电源电压的3-4倍的可能性。
当电弧被点燃时，火花隙的阻力可以忽略不计。
响应时间
压敏电阻的响应时间非常快，只有几纳秒。火花隙技术通常很慢，但电子设备会加速。
点火/限制电压
由于响应时间快，压敏电阻的点火/限制电压很低。由于空气具有出色的绝缘性能，火花隙的点火/限制电压通常很高，但在电子设备的帮助下会降低。
短路的消除
压敏电阻的特点是没有后续短路电流，因为一旦浪涌停止，它们的阻抗就会恢复到非常高的值。具有火花隙技术的SPD必须设计成能够中断以下电流（例如灭弧室）
生命周期结束
压敏电阻逐渐失去其隔离性能;因此，在其使用寿命结束时，它可能会成为低阻抗短路。火花隙在其使用寿命结束时不再能够点燃电弧，这是由于其电极的磨损或电子点火电路已经褪色。因此，它成为一个永久开放的电路。
需要备份保护
为了确保短路报废安全，备用保护是必要的。在压敏电阻寿命终止短路的情况下，热隔离开关通常无法断开电路。
在所有情况下都应提供火花隙的备用保护，以确保SPD发生故障时的安全，并在安装点中的短路电流大于SPD中断短路跟踪电流的性能（Isc>If）时中断电弧。
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