浪涌保护的基本概念-浪涌保护器

避雷器是保护电气设备免受从输电线路、电源线路上传来的瞬间过电压危害，限制续流的特续时间和幅值的一种保护装置。它通过释放或旁边雷电流来限制瞬间过电压，因而一股只适用于电力系统和电原线路上作为防止雷电流侵人之使用。但是，任何金属导体，包括信号传输线、控制信号线、金属管道等都会园雷电的电磁感应和电磁脉冲辐射而引起一种短暂的大电流、 高电压波动，这种现象称之为浪涌或电涌。除了雷电外，浪涌现象也可能由相连线路上的电气、电子设备的启动、停机而引起。浪涌所产生的电流成电压远远超过了电气、电子设备正常运行的电平，因而也可能造成危害。  浪涌保护的基本方法主要是通过分流浪涌电流、进而达到钳制浪涌电压的电平。与电力系统防止雷电波入侵不同的是，浪涌保护还可以采用如隔离、滤波、屏蔽等其他方法来实现，因为浪涌保护所要处理的能量通常不如避雷器的那样大，而且大多数情况还是应负载侧要求的，例如在通信系统、监控系统、测试系统等耐压等级的范围。浪涌保护在分流中主要采用的就是由前面所述防雷元件构成的浪涌保护器(SPD)。 由于浪涌保护的对象较复杂，因此表征浪涌保护器性能参数也比避雷器的性能参数多，如工作频率、传输速率、插人损耗、接口型号等。由于能够承受较大浪涌冲击的防雷元件，如放电间隙、气体放电管等，通常响应速度较慢，残压较高，而响应速度快、残压较低的防雷元件，如压敏电阻、半导体放电管、半导体二极管等， 泄流能力又差、通流容量小，所以浪通保护器往往采用不同的防雷元件来组成。  由不同防雷元件所组成的各种浪涌保护器，它们对于浪涌电流的响应波形也各不相同，如图4.51所示。不过，对于防雷元件的选择主要还有赖于对设备受雷电影响程度的估计、对设备所处环境的分析以及对设备工作状态影响的考虑。防雷元件既要对平衡电路上某点对地之间产生的纵向浪通电压提供防护，又要防止在平衡电路的线间或不平衡电路对地之间产生横向瞬间过电压。防雷元件的冲击击穿电压、箱位级别等应由被保护设备的承受能力和系统最大工作电压以及定的有效容限来决定。过低的箝位电压可能导致防雷元件误动作而影响设备正常工作，而防雷元件的动作容限则应当考虑最大传输信号和电源电压上限，以及在被保护设备整个温度范围内的性能。  由于上述种种考虑，一般防雷元件都难以满足要求，用此在浪涌保护器中，便采用了“多级集成”的方式。通常作为次级保护元件的残压要求都比初级保护元件的低，因而其动作电压也将低于初级保护元件的动作电压，所以必须协调前后级保护元件动作的关系，合理配合，以避免烧毁耐流能力较弱的次级保护元件。  至于浪通保护器的防护效果，在很大程度上还取决于它的接地与安装方式。一般说来，尽量缩短它的引线长度是很重要的。因为引线上较大的感应电压降很容易超过保护器本身的残压或击穿电压。如果保护器体积小巧，尤其是当它作为设备的组成部分(如交换机用保安器)，或可以安装到设备内部(如将电源浪涌保护器装到配电箱或设备内)时，则可达到完美的保护效果。  过大的冲击电流也会造成浪涌保护器永久性损坏，因此需要根据被保护设备的应用情况选择浪涌保护器的失效模式。短路失效可能引起较大的短路电流，保护设备及其内部精细保护元件，但是在某些情况下，短路失效也可能引起较大的短路电流，如并联于电源回路中压敏电阻失效的情况那样，从而导致设备受到损害。大多数固态防雷元件都以短路模式失效，但由于长时间的持续电流，也可能变为开路模式。过电流保护元件串联的电路中失效模式最好是开路的，这样可以保证使电流中断，并且同时对线路发出告警指示。