电涌保护器(SPD)工作原理及结构

电涌保护器（SPD)工作原理及结构

电涌保护器（Ｓurge protectioｎＤeviｃe）是电子设备雷电防护中不可缺少的一种装置，过去常称为"避雷器"或"过电压保护器"英文简写为SＰD。电涌保护器的作用是把窜入电力线、信号传输线的瞬时过电压限制在设备或系统所能承受的电压范围内,或将强大的雷电流泄流入地,保护被保护的设备或系统不受冲击而损坏。

电涌保护器的类型和结构按不同的用途有所不同,但它至少应包含一个非线性电压限制元件。用于电涌保护器的基本元器件有：放电间隙、充气放电管、压敏电阻、抑制二极管和扼流线圈等。

一、SＰD的分类：

1、按工作原理分：

1．开关型：其工作原理是当没有瞬时过电压时呈现为高阻抗，但一旦响应雷电瞬时过电压时,其阻抗就突变为低值，允许雷电流通过。用作此类装置时器件有:放电间隙、气体放电管、闸流晶体管等。

2.限压型：其工作原理是当没有瞬时过电压时为高阻扰,但随电涌电流和电压的增加其阻抗会不断减小，其电流电压特性为强烈非线性。用作此类装置的器件有：氧化锌、压敏电阻、抑制二极管、雪崩二极管等。

3.分流型或扼流型

分流型：与被保护的设备并联，对雷电脉冲呈现为低阻抗,而对正常工作频率呈现为高阻抗。

扼流型：与被保护的设备串联，对雷电脉冲呈现为高阻抗,而对正常的工作频率呈现为低阻抗。

用作此类装置的器件有：扼流线圈、高通滤波器、低通滤波器、1/4波长短路器等。

按用途分:(1)电源保护器：交流电源保护器、直流电源保护器、开关电源保护器等。

(2)信号保护器：低频信号保护器、高频信号保护器、天馈保护器等。

二、SPＤ的基本元器件及其工作原理：

1．放电间隙(又称保护间隙):

它一般由暴露在空气中的两根相隔一定间隙的金属棒组成(如图１5a),其中一根金属棒与所需保护设备的电源相线L１或零线（N)相连，另一根金属棒与接地线(PE)相连接,当瞬时过电压袭来时,间隙被击穿,把一部分过电压的电荷引入大地，避免了被保护设备上的电压升高。这种放电间隙的两金属棒之间的距离可按需要调整,结构较简单,其缺点时灭弧性能差。改进型的放电间隙为角型间隙，它的灭弧功能较前者为好,它是靠回路的电动力F作用以及热气流的上升作用而使电弧熄灭的。

2.气体放电管：

它是由相互离开的一对冷阴板封装在充有一定的惰性气体(Ar)的玻璃管或陶瓷管内组成的。为了提高放电管的触发概率,在放电管内还有助触发剂。这种充气放电管有二极型的,也有三极型的,

气体放电管的技术参数主要有：直流放电电压Udｃ;冲击放电电压Up(一般情况下Up≈(2～3)Udｃ;工频而授电流In;冲击而授电流Ip；绝缘电阻R（>１0９Ω);极间电容（１-５PF)

气体放电管可在直流和交流条件下使用,其所选用的直流放电电压Udc分别如下：在直流条件下使用：Uｄc≥1.8U0（U０为线路正常工作的直流电压)

在交流条件下使用:U dc≥1.4４Un(Ｕn为线路正常工作的交流电压有效值) 3．压敏电阻:

它是以ZnO为主要成分的金属氧化物半导体非线性电阻,当作用在其两端的电压达到一定数值后，电阻对电压十分敏感。它的工作原理相当于多个半导体P－N 的串并联。压敏电阻的特点是非线性特性好（I=CUα中的非线性系数α）,通流容量大(～2KＡ/cm２）,常态泄漏电流小(1０-７～10-６Ａ）,残压低(取决于压敏电阻的工作电压和通流容量)，对瞬时过电压响应时间快(～1０－8ｓ)，无续流。压敏电阻的技术参数主要有:压敏电压(即开关电压）ＵN，参考电压Ulmａ;残压Ures；残压比K(Ｋ＝Ures／UN)；最大通流容量Imax;泄漏电流;响应时间。

压敏电阻的使用条件有：压敏电压:UＮ≥［（√２×1.2）/０．7]U0（U0为工频

电源额定电压）

最小参考电压:Uｌmａ≥（1.8～2）Uac(直流条件下使用)

Ｕlma≥(2.2~2．５）Uａc（在交流条件下使用,Uac为交流工作电压）

压敏电阻的最大参考电压应由被保护电子设备的耐受电压来确定，应使压敏电阻的残压低于被保护电子设备的而损电压水平,即（Ｕlｍa)ｍax≤Ｕb/Ｋ，上式中K 为残压比,Uｂ为被保护设备的而损电压。

4.抑制二极管：

抑制二极管具有箝位限压功能,它是工作在反向击穿区(图1９）,由于它具有箝位电压低和动作响应快的优点,特别适合用作多级保护电路中的最末几级保护元件。抑制二极管在击穿区内的伏安特性可用下式表示：I=CUα,上式中α为非线性系数,对于齐纳二极管α＝7~９,在雪崩二极管α＝5~7。

抑制二极管的技术参数主要有

(1)额定击穿电压,它是指在指定反向击穿电流(常为lmａ)下的击穿电压，这于齐纳二极管额定击穿电压一般在2.9V~4.7V范围内,而雪崩二极管的额定击穿电压常在5.６V~2０0V范围内。

(２)最大箝位电压：它是指管子在通过规定波形的大电流时,其两端出现的最高电压。

（3）脉冲功率：它是指在规定的电流波形(如10/10０0μｓ）下,管子两端的最大箝位电压与管子中电流等值之积。

(４）反向变位电压：它是指管子在反向泄漏区,其两端所能施加的最大电压,在此电压下管子不应击穿。此反向变位电压应明显高于被保护电子系统的最高运行电压峰值，也即不能在系统正常运行时处于弱导通状态。

(5）最大泄漏电流:它是指在反向变位电压作用下，管子中流过的最大反向电流。

(6)响应时间：1０-１1s

5.扼流线圈：扼流线圈是一个以铁氧体为磁芯的共模干扰抑制器件，它由两个尺寸相同，匝数相同的线圈对称地绕制在同一个铁氧体环形磁芯上，形成一个四端器件,如图15e所示，要对于共模信号呈现出大电感具有抑制作用，而对于差模信号呈现出很小的漏电感几乎不起作用。扼流线圈使用在平衡线路中能有效地抑制共模干扰信号(如雷电干扰)，而对线路正常传输的差模信号无影响。

这种扼流线圈在制作时应满足以下要求:

1）绕制在线圈磁芯上的导线要相互绝缘,以保证在瞬时过电压作用下线圈的匝间不发生击穿短路。

2）当线圈流过瞬时大电流时,磁芯不要出现饱和。

3）线圈中的磁芯应与线圈绝缘,以防止在瞬时过电压作用下两者之间发生击穿。4）线圈应尽可能绕制单层，这样做可减小线圈的寄生电容,增强线圈对瞬时过电压的而授能力。

6. 1/4波长短路器

1/4波长短路器是根据雷电波的频谱分析和天馈线的驻波理论所制作的微波信号电涌保护器，其结构如图21所示。这种保护器中的金属短路棒长度是根据工作信号频率(如900MHＺ或1800ＭHＺ)的1/４波长的大小来确定的。此并联的短路棒长度对于该工作信号频率来说，其阻抗无穷大，相当于开路，不影响该信号的传输，但对于雷电波来说,由于雷电能量主要分布在n+KHZ以下(如图22所示），此短路棒对于雷电波阻抗很小,相当于短路，雷电能量级被泄放入地。

由于1/４波长短路棒的直径一般为几毫米,因此耐冲击电流性能好,可达到３0ＫA（8/20μｓ)以上，而且残压很小,此残压主要是由短路棒的自身电感所引起的,其不足之处是工频带较窄，带宽约为2%～２0％左右,另一个缺点是不能对天馈设施加直流偏置,使某些应用受到限制。

三、SPＤ的基本电路

电涌保护器的电路根据不同需要，有不同的形式，其基本元器件就是上面介绍的几种,一个技术精通的防雷产品研究工作者，可设计出五花八门的电路，好似一盒积木可搭出不同的结构图案。研制出既有效又性能价格比好的产品,是防雷工作者的重任。

构筑和作用于建筑物内部的防雷工程称内部防雷工程。

内部防雷工程主要有屏蔽、防雷器和等电位连接三部分组成。

建筑物内部防雷工程涉及面较宽,面对的是包括感应雷、球雷、传导雷或因线路上浪涌高电压所造成电网波动在内的众多损害,归纳起来危害最大的主要方面是高电压引入。

高电压引入是指雷电高电压通过金属线引导到其他地方和室内造成破坏的雷害现象。高电压引入的电源有三种：其一是直击雷直接击中金属导线,让高压雷电以波的形式沿着导线两边传播而引入室内；第二种是来自感应雷的高电压脉冲,即由于雷雨云对大地放电;或雷雨云之间迅速放电形成的静电感应和电磁感应，感生出几KV到几十KV至数百KV的地电位反击，这种反击会沿着电力系统的零线,保护接地线和各种形式的接地线，以波的形式传入室内或传播到更大的室内范围，造成大面积的危害。

雷击电子设备的途径和损坏机理

雷击电子设备的途径，雷击电子设备的途径可分为三种情况：

(一）雷电直接击中电子设备网络物理

落雷点为电源高电压侧,雷电沿供电线路侵入到电子设备系统供电部分，产生过电流与过电压造成网络供电系统的UPS电源损坏、断电、致使整个系统瘫痪。

雷电直击网络无线通信的天线，沿天馈进入网络系统,造成通信接口、接收系统、室内单元、路由器等网络主要通信设备损坏?ｌｔ;／P＞

雷击网络通信有线线路（如光缆、DDN、帧中继、Ｘ.25专线、电话线)产生强大

的机械力,猛烈的冲击波，炽热的高温使通信线路

损坏；过电压过电流沿通信有线线路侵入到网络系统内，造成路由器、交换机及前端设备的损坏。

（二)感应过电压

1．回路感应过电压

由于网络系统在建筑物内大量布设各种导体线路(如电源线、数据通信线、天馈线）,这些线路网络结构布局错综复杂，在建筑物内部的不同空间位置上构成许多回路,当建筑物遭雷击或邻近地区雷电放电时，将在建筑物内部空间产生脉冲暂态磁场，这种快速变化的磁场交链这些回路后，将在回路中感应出暂态过电压,危及与这回路相接的电子设备。

2.线路感应过电压

是网络通信线路上感应过电压,分静电感应与电磁感应

１)静电感应主要是指架空线路设于雷击点附近，由雷云团先导通道中充满电荷,对架空线产生静电感应作用累积大量相反电荷,当雷云主放电开始,雷云中电荷速中和,从而使架空线上原先被束缚的电荷被速释放，形成暂态过电压波。这种波以接近光速向架空线两测传播，侵入导线路端接的网络设备将其损坏。

２）当雷电直接击在避雷针、避雷带上时,由于雷电流幅值大，波头陡度高,在雷电流的通道附近形成一个很强的感应电磁场。这强大的感应电磁场将直接感应在电源线或网络通信设备上,形成感应过电压侵入到网络系统中，损坏网络设备。高强度(３0KA雷电流)雷电放电可以对距离雷击点１ＫＭ范围内网络系统产生电磁感应作用,造成系统设备损坏。据统计,这种感应雷击占计算机雷击事故的70%以

上。

3.耦合与转移过电压

雷击引起暂态高电压或过电压常常可以通过网络线路耦合或转移到网络设备上，

(三)雷击地电位抬高入侵

建筑物在遭受直接雷击时,雷电流将沿建筑物防雷系统中各引下线和接地体入地，在此过程中,雷电流将在防雷系统中产生暂态高电压,如果引下线与周围网络设备绝缘距离不够且设备与避雷系统不共地，将在两者之间出现很高的电压,并会发生放电击穿，导致网络设备严重损坏，甚至人身安全。这种由于接地技术处理不当引起地电位的反击,造成整个网络系统设备全部击毁。地电位暂态高电位危及到相邻建筑物内网络设备,如网络系统建筑物没有遭雷击又无采取过电压保护措施，附近建筑物遭雷击后,暂态高电位将沿地下管道传至网络设备接地系统中对线路发生反击,使得与这些线路相连接的设备受到暂态高电位的损害。

雷击过电压

不管是雷电冲击波或者是地电位反击,都会在网络、线路或设备上产生瞬时的雷击过电压。雷击过电压又分为纵向过电压和横向过电压。

1、纵向过电压:

在平衡电路某点出现的对地的过电压称之为纵向过电压。地电位上升起的电压，可看做是从地系统侵入的纵向过电压。

２、横向过电压：

在平衡电路线与线之间,或不平衡电路的线对地之间出现的过电压称之为横向过电压。连接对称平衡传输线路的设备由于线路中两线分别对地的纵向过电压不平衡,或因纵向防护元件动作时间的差异,都会导致横向过电压的产生。

连接同轴电缆系统的电子设备，纵向过电压即为横向过电压。

纵向冲击对平衡电路中设备元部件的损坏有：损坏跨接在线与地之间的元部件或其绝缘介质;击穿在线路和设备间起阻抗匹配作用的变压器匝间、层间或线对地绝缘等。横向冲击则同信息一样可在电路中传输,损坏内部电路的电容、电感及耐冲击能力差的固体元件。

设备中元部件遭受雷击损坏的程度,取决于不同的绝缘水平及受冲击的强度。对具有自行恢复能力的绝缘,击穿只是暂时的，一旦冲击消失，绝缘很快得到恢复，有些非自行恢复的绝缘介质,如果击穿后只流过很小的电流,常不会立即中断设备的运行,但随时间的推移，元部件受潮其绝缘逐渐下降,电路特性变坏，最后将使电路中断。

有的设备元部件如晶体管的集电极与发射极或发射极与基极,若发生反向击穿就出现了永久性损坏，对易受能量损坏的元器件,受损坏程度主要取决于流过其上的电流及持续时间。

雷击电磁脉冲防护措施

(１) 大楼通过建筑物主钢筋,上端与接闪器,下端与地网连接，中间与各层均压网或环形均压带连接，对进入建筑物的各种金属管线实施均压等电位连接，具有特殊要求的各种不同地线进行等电位处理。

(２) 对计算机通信网络系统在建筑物楼内的布线和接地方式要求：通信电缆以及地线的布放应尽量集中在建筑物的中部。通信电缆线槽以及地线线槽的布放应尽量避免紧靠建筑物立柱或横梁,并与之保持较长的距离,通信电缆线槽以及地线线槽的设计应尽可能位于距离建筑物立柱或横梁较远的位置。

（３）根据雷电保护区的划分要求,建筑物大楼外部是直接雷击区域;建筑物内部

及计算机房所处的位置为非暴露区,越往内部,危险程度越低。雷电过电压对内部电子设备的损害主要是沿线路引入。保护区的界面由外部的防雷系统、建筑物的钢筋混凝土及金属外壳等构成的屏敝层形成。电气通道以及金属管等金属构件，穿过各级雷电保护区时必须在每一穿过点做等电位连接。

(４）进入建筑物大楼的电源线和通讯线应在LPZ0与LPＺ1、LPZ1与ＬＰZ ２区交界处、以及终端设备的前端,根据IEＣ1312--雷电电磁脉冲防护标准，安装上电源类SPD，以及通讯网络类ＳPD(瞬态过电压保护器）。SＰD是用以防护电子设备因受雷电闪击及其它干扰造成传导电涌过电压危害的有效手段。

防雷基本知识

作者：来源：时间：2008-03-１8

常规避雷装置及其发展

１７５0年，富兰克林提出以针尖放出电荷缓慢中和雷云中的电荷的避雷针用来防雷。后来的实践证明,它不能“避雷”,而是将雷引向自身来保护其周围的设备。随后俄国罗蒙诺索夫在重复了富兰克林的著名风筝试验(他的朋友利赫曼和他一起试验,因被引下的直击闪电击中而牺牲)之后,于１７53年发表的论文（关于因电力而产生的大气现象的发言）中也对此作了重要论证。一个鲜为人知的重要事实是,富兰克林发表避雷针理论之后不久，法国一位工程师即按其理论建立一个避雷针，并且很快发生一次接闪。这是人类首次主动设法改变雷闪途径,也是直击雷可以防护的证明。这位法国工程师作为一个正直的科学家，当即高兴地报告了富兰克林避雷针的引雷成功。

避雷针的实际应用，必须解决的是它的保护范围问题。这是在试验室和实际应用中多年逐步定量化的，而且其精确性已基本满足了工程设计的需要。正是各国高压输电和电力系统的发展推动了这一科研工作的前进。

1925-１926年,Peek第一个在实验室内利用冲击电压发生器造成“人工雷”对避雷针模型放电,研究保护范围—保护系数与雷云高度对针高之比（Ｈ/ｈ）的关系,并研究了雷云极性对保护系数的影响。1930-1９34年，各国开始广泛利用避雷针保护发电厂和变电所。当时230KV电网已经出现多年，2８7KV 超高压电网正在建设中。如美国煤气和电力公司(AGE）１93４年开始用避雷针、避雷线保护变电所,避雷线的保护范围是这样确定的:当架构强度足够时，每保护水平距离０.45m,避雷线悬挂高度要抬高0.3ｍ;架构强度受限制时,每保护水平距离0．６m,要抬高0.3m。这分别相当于保护角５６°和64°。这与日本６0年代末的防雷规范60°相近。到60年代初（１963年Ｄavis)、7０年代初美、英等国对保护输电线路的避雷线的保护范围陆续提出击距理论，即考虑雷电流辐值的大小来选定保护范围。我国高电压工作者（朱木美教授指导王小瑜同志)在职1９62～１９６4年研究输电线路防雷时也提出了类似方法。至于用来保护发电厂和变电所，我国５0年代因担心避雷线断线会波及全厂和全变电所而只采用避雷针。到70年代中期，才明确避雷线可用于发电厂和变电所的保护。

避雷带

避雷带是在建筑物的屋脊和屋顶四周敷设的接地导体,是由避雷针、避雷线发展而来的。作者最早是由德国资料中了解到这项技术。避雷网是在避雷带的中间敷设接地导体，以保护建筑物的中间部位。用于保护建筑物，其优点是敷设简便、造价低,而且同高耸的避雷针相比,引雷的几率大为减少。而且它接闪后一般是由多根引下线泄散电流，室内设备上的反击电压相对较低。我国建筑防雷工作者提出并在全国广泛应用的笼型防雷方式则是利用建筑物钢筋形成的法拉笼。同时也解决了等电位连接问题,极大地提高了建筑防雷的可靠性。此外,它也便于笼内(屋内)电力、电信、电子设施统一接地(共地式)。我国电力部门发电厂厂房、机房、变电所及主控室，包括控制和信号电缆等不同用途不同电压设备,并制订19５2、１9５６年以来各版过电压和接地标准。这同IEC近年规定、国外公司广泛宣传的统一接地和等电位连接相比，要早4０年以上。

人们曾企图利用在针尖敷设上放射物质来提高引雷作用，扩大保护范围,后来证明无效。60年代末、70年代初，英、德等国建筑物防雷规范已明确做出否定的结论。80年代,水利电力部电力科学院在高压试验室内所做的试验也证明,放射性避雷针在引雷效果上与同尺寸的普通避雷针没有差别。我国过电压与绝缘配合标准对它一直持否定态度。尽管国际上已有定论，法国及一些法语国家还有一些地方，继续使用带有放射物的避雷针。我国一些从法语国家引进的工业设备,还有用这种避雷针保护的。这不仅浪费资金,无助于防雷改进,而且由于其放射性物质，还造成人身的环境方面的隐患。它违反我国所有有关防雷的标准。

提前放电避雷针的工作原理

提前放电避雷针的工作原理就是产生一个比普通避雷针更加快的上行先导。此描述基于负极性下行放电的情况下,此类放电形式最具有普遍性。

单位怎样进行雷电灾害防护

1、单位应定期由专业防雷公司检测防雷设施，评估防雷设施是否符合国家规范要求，比如：学校、公司、区级以上医院、四星级以上宾馆、城区内高度在45米以上的高层建筑需两年检测一次。

2、单位应设立防范雷电灾害责任人，负责防雷安全工作，建立各项防雷安全工作,建立各项防雷设施的定期检测,雷雨后的检查和日常的维护。如雷雨过后,安装

在电话程控交换机、电脑等电器设备电源上和信号线上的过压保护器应检查有无损坏，发现损坏时应及时更换。

３、建设单位在防雷设施的设计和建设时，应根据地质、土壤、气象、环境、被保护物的特点，雷电活动规律等因素综合考虑，采用安全可靠、技术先进、经济合理的设计施工。

4、应采用技术和质量均符合国家标准的防雷设备、器件、器材、避免使用非标准防雷产品和器件。

5、新增加建设和新增加安装设备应同时对防雷系统进行重新设计和建设，如:重新铺设电脑网络线、室外天线的移位和加高等等都应该重新设计和建设防雷设施。

6、雷灾发生时应及时处理，采取措施,避免再次雷击。

雷电保护的整体概念

六点防雷计划

针对雷电的危害,我们认为防雷必须是全面的。主要包括以下六方面:

Ａ控制雷击点（采用大保护范围的避雷针)

Ｂ安全引导雷电流入地网

C 完善的低阻地网

Ｄ消除地面回路

E 电源的浪涌冲击防护

F 信号及数据线的瞬变保护

1>接闪

接闪就是让在一定范围内出现的闪电能量按照人们设计的通道泄放到大地中去。地面通信台站的安全在很大程度上取决于能不能利用有效的接闪装置,把一定保护范围的闪电放电捕获到，纳入预先设计的对地泄放的合理途径之中。避雷针是一种主动式接闪装置，其英文原名是Lightning Ｃoｎducｔor，原意是闪电引导器,其功能就是把闪电电流引导入大地。避雷线和避雷带是在避雷针基础上发展起来的。采用避雷针是最首要、最基本的防雷措施。

２>均压连接

接闪装置在捕获雷电时，引下线立即升至高电位,会对防雷系统周围的尚处于地

浪涌保护器工作原理

以下是电源系统SPD选择的要点： 1、根据被保护线路制式，例如：单相220V、三相220/380V TNC/TNS/TT等，选择合适制式SPD 2、根据被保护设备的耐冲击电压水平，选择SPD的电压保护水平Up。一般终端设备的耐冲击电压1.5kV，具体可参照GB 50343-5 4。Up值小于其耐冲击电压即可。 3、根据线路引入方式，有无因直击雷击中而传到雷电流的风险，选择一 级或者二级SPD。一级SPD是有雷电流泄放参数的10/350波形的。 4、根据GB 50057-里的分流计算，计算线路所需的泄放电流强度，选择合 适放电能力的SPD，需要SPD标称放电电流参数大于线路的分流电涌电流即可。 至于型号，不同厂家型号不一，没什么参考价值。建议选择知名品牌，现 在防雷市场鱼龙混杂，不要贪图便宜而使用劣质产品。 浪涌保护器设计原理、特性、运用范畴 设计原理 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。如下图所示，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。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

漏电开关的漏电保护原理

漏电开关的漏电保护原理 漏电保护器的工作原理是： 将漏电保护器安装在线路中，一次线圈与电网的线路相连接，二次线圈与漏电保护器中的脱扣器连接。 当用电设备正常运行时，线路中电流呈平衡状态，互感器中电流矢量之和为零（电流是有方向的矢量，如按流出的方向为“＋”，返回方向为“－”，在互感器中往返的电流大小相等，方向相反，正负相互抵销）。由于一次线圈中没有剩余电流，所以不会感应二次线圈，漏电保护器的开关装置处于闭合状态运行。 当设备外壳发生漏电并有人触及时，则在故障点产生分流，此漏电电流经人体—大地—工作接地，返回变压器中性点（并未经电流互感器），致使互感器申流入、流出的电流出现了不平衡（电流矢量之和不为零），一次线圈申产生剩余电流。因此，便会感应二次线圈，当这个电流值达到该漏电保护器限定的动作电流值时，自动开关脱扣，切断电源。

漏电保护开关的动作原理是：在一个铁芯上有两个组：一个输入电流绕组和一个输出电流绕组，当无漏电时，输入电流和输出电流相等，在铁芯上二磁通的矢量和为零，就不会在第三个绕组上感应出电势，否则第三绕组上就会感应电压形成，经放大去推动执行机构，使开关跳闸。 在上述UPS前面加漏电保护开关，尽管UPS无漏电现象，但由于各次谐波在铁芯中形成的磁通矢量和由于铁芯的磁滞作用而不能为零，于是就出现了类似漏电的假象，使漏电保护器频繁跳闸。

漏电将火线零线同时穿过一个O型磁环作为初级,次级用N匝输出去推动一个电磁机构,电磁机构动作则脱扣.原理是正常情况下火线和零线上的电流流进等于流出,所以感应出来的次级电压也为零,当火线或零线有一根线对地有接地电阻或短路,则火线和零线上的电流出现电压差,通过次级感应出来,当到一定的差值就推动电磁机构脱开主回路.

浪涌保护器的选型及使用

浪涌保护器的选型及使用 由于电气类和电子元件的高损耗，浪涌保护（浪涌保护器或SPD）在风能行业中过电压保护过程中越来越普遍。 风机停机的代价是非常高的，只有在不得不停机的情况下，才能停机。随着风机型号的增大而当其电力系统崩溃带来的损失也不断增大，因此为了免受过电压造成损失而实施保护措施的需求也随之增高。业主对浪涌保护器的需求越来越普遍。这意味着开发商和风机制造商必须确保系统符合现行法律规定及现代风力发电机组可靠性的要求。为了推动这项工作，国际电工委员会出版了低压用电分配系统浪涌保护设备选择和使用的标准。（IEC61643 低电压保护设备：第十二章是关于低压用电分配系统的浪涌保护器的选择和应用原理）该标准是一个应用及配置指南，对评估浪涌保护重要性非常有用，该标准同时也给风机浪涌保护设备的安装和尺寸测量提供指导规范。 应用指南 该标准可作为设计手册，并阐述了很多选型和设计时要考虑的相关问题。该标准也说明了选择过电压保护设备的各种问题。标准的第一部分详述了浪涌保护的基本原理和选择浪涌保护器时的各种相关参数（第3、4和5节）。简述之后就是应用指南，一步步介绍在选型前怎样评估应用程序（第6.1节）。下图是评估中最重要问题的概览：

选择安装浪涌保护器时，首先要考虑电网的设计（例如：TN-S系统，TT系统，IT 系统等）。浪涌保护器的安装位置也要考虑，它的放置位置与被保护设备间的距离要合适。如果浪涌保护器放置得离被保护设备太远了，那就不能确保被保护设备得到有效保护；如果太近了，设备和浪涌保护器之间会产生振荡波，而这样，即使设备被认为是被保护的，会在被保护设备上产生巨大的过电压。 仅因为正确安装浪涌保护器是个简单问题，导致许多浪涌保护器安装位置设计不合理。安装浪涌保护器时，首先确保它被放置在被保护设备的入口处；第二要正确安装浪涌保护器的接地线；第三连接浪涌保护器的电缆要尽可能的短。根据此标准（一般来说），连接电缆的电感一般是1μH/m左右。所以设计该系统时，记得连接电缆要包含火线和接地线。

浪涌保护器的安装

浪涌保护器的有关知识和安装 电涌保护器（SPD）工作原理和结构 电涌保护器（Surge protection Device）是电子设备雷电防护中不可缺少的一种装置，过去常称为“避雷器”或“过电压保护器”英文简写为SPD.电涌保护器的作用是把窜入电力线、信号传输线的瞬时过电压限制在设备或系统所能承受的电压范围内，或将强大的雷电流泄流入地，保护被保护的设备或系统不受冲击而损坏。 电涌保护器的类型和结构按不同的用途有所不同，但它至少应包含一个非线性电压限制元件。用于电涌保护器的基本元器件有：放电间隙、充气放电管、压敏电阻、抑制二极管和扼流线圈等。 一、SPD的分类 1、按工作原理分： 1.开关型：其工作原理是当没有瞬时过电压时呈现为高阻抗，但一旦响应雷电瞬时过电压时，其阻抗就突变为低值，允许雷电流通过。用作此类装置时器件有：放电间隙、气体放电管、闸流晶体管等。 2.限压型：其工作原理是当没有瞬时过电压时为高阻扰，但随电涌电流和电压的增加其阻抗会不断减小，其电流电压特性为强烈非线性。用作此类装置的器件有：氧化锌、压敏电阻、抑制二极管、雪崩二极管等。 3.分流型或扼流型 分流型：与被保护的设备并联，对雷电脉冲呈现为低阻抗，而对正常工作频率呈现为高阻抗。 扼流型：与被保护的设备串联，对雷电脉冲呈现为高阻抗，而对正常的工作频率呈现为低阻抗。 用作此类装置的器件有：扼流线圈、高通滤波器、低通滤波器、1/4波长短路器等。按用途分： （1）电源保护器：交流电源保护器、直流电源保护器、开关电源保护器等。 （2）信号保护器：低频信号保护器、高频信号保护器、天馈保护器等。 二、SPD的基本元器件及其工作原理 1.放电间隙（又称保护间隙）： 它一般由暴露在空气中的两根相隔一定间隙的金属棒组成，其中一根金属棒与所需保护设备的电源相线L1或零线（N）相连，另一根金属棒与接地线（PE）相连接，当瞬时过电压袭来时，间隙被击穿，把一部分过电压的电荷引入大地，避免了被保护设备上的电压升高。这种放电间隙的两金属棒之间的距离可按需要调整，结构较简单，其缺点时灭弧性能差。改进型的放电间隙为角型间隙，它的灭弧功能较前者为好，它是靠回路的电动力F作用以及热气流的上升作用而使电弧熄灭的。 2.气体放电管： 它是由相互离开的一对冷阴板封装在充有一定的惰性气体（Ar）的玻璃管或陶瓷管内组成的。为了提高放电管的触发概率，在放电管内还有助触发剂。这种充气放电管有二极型的，也有三极型的，

漏电保护器的工作原理

一、漏电保护器的工作原理 目前建筑施工现场应用最广泛的是电流型漏电保护器，该漏电保护器是由零序电流（压）互感器、漏电放大器、脱扣机构、主开关、试验按钮等五部分组成。以采用三相四线漏电保护器为例，在三相四线电网中，三相四线合成电流关系为：IU+IV+IW+IN=0四线穿人零序电流互感器，合成电流为零，互感器二次侧无电流流动，所以磁通为零，剩余电流动作保护装置不动作。当有人遭到电击时，应有电流IR从相线经人体流入大地回到变压器中性点，形成闭合路。再加上正常运行的三相低压电网漏电所产生的剩余电流。此时，通过零序电流互感器一次侧的电流是IU+IV+IW+IN=I∑Z+IR在I∑Z+IR的电流作用下，零序电流互感器的铁芯有了磁通，其二次侧就感应出电流，即有了信号，此信号经放大，回到执行元件上，便可切断供电回路，使用电者得到保护。 二、施工现场漏电保护器误动作的原因 （一）外界干扰 施工现场临时用电的漏电保护器受外界干扰是造成其误动作及拒动作的原因之一。而外界干扰又分为电压干扰、负荷故障电流干扰及周围气候及环境影响等多种因素干扰。 1. 电压干扰 （1）雷电过电压 雷击时正逆变换过程引起的过电压，通过架空线路、绝缘电线、电缆和电气设备的对地电容，产生对地泄漏电流，足以使剩余电流保护器发生误动作，甚至直接损坏。 （2）中性点位移过压中性点过电压过高时将造成保护器的电源及电子电路的损坏；过低时会引起电磁开关因吸跳动率不足而拒动。 2. 线路和用电设备干扰 （1）施工现场有的照明线路乱拉乱接现象很严重，导线老化、线路和用电设备绝缘电阻低、泄漏大、甚至接地，致使保护器频繁动作或不能投入运行。 （2）由于漏电开关输出端中性线绝缘不良，接地接零保护安装保护器时电源侧中性点未接地。发生触电时，保护器被旁路而使灵敏度下降或拒动。 （3）线路排列混乱，当大型设备起动时瞬时大电流会使线路与大地间产生分路电容，而当电流恢复正常时，电容放电而使漏电开关误动作。 （4）户外施工用一台漏电保护器控制多个回路时，多个微小的漏电流积累在一起，就可能引起剩余电流保护器动作。 3. 环境条件干扰 剩余电流保护器受环境条件变化的影响，主要是指使用环境条件恶化，如夏季出现的高温，雨水季节出现的潮湿，或保护器附近安装有强烈振动冲击的电器机械设备，或受到腐蚀性气体的侵蚀，使保护器的电子元件电磁线圈或机构等元件产生锈蚀、霉断，以致引起保护器的误动作或拒动作。 （二）漏电开关安装接线错误 漏电保护器在安装中，往往因接线错误或安装方式与线路结构不相适应而引起误动作、拒动作或达不到最佳效果： 1. 使用单相负载，而中性线未穿过漏电保护器。当接通单相负载，漏电开关就动作； 2. 中性线穿过漏电保护器后，直接接地或通过用电设备接地，漏电保护器将保护跳闸； 3. 中性线穿过漏电保护器后，同其他漏电保护器的中性线或其他没有装设漏电保护器的中性线连在一起。 4. 三相负载如电动机一般不接中性线，使用四芯电缆，其中有一芯应接PE保护线和电动机外壳，但在一些情况下，这根PE保护线接在了中性线上，实际上是把中性线通过电

电涌保护器(SPD)工作原理和结构

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文件编号：KG-AO-8242-61 电涌保护器（SPD）工作原理和结构 使用备注：本文档可用在日常工作场景，通过对目的、要求、方式、方法、进度等进行 具体的部署，从而使得组织内人员按照既定标准、规范的要求进行操作，使日常工作或 活动达到预期的水平。下载后就可自由编辑。 电涌保护器(SurgeprotectionDevice)是电子设备雷电防护中不可缺少的一种装置，过去常称为“避雷器”或“过电压保护器”英文简写为SPD。电涌保护器的作用是把窜入电力线、信号传输线的瞬时过电压限制在设备或系统所能承受的电压范围内，或将强大的雷电流泄流入地，保护被保护的设备或系统不受冲击而损坏。 电涌保护器的类型和结构按不同的用途有所不同，但它至少应包含一个非线性电压限制元件。用于电涌保护器的基本元器件有：放电间隙、充气放电管、压敏电阻、抑制二极管和扼流线圈等。 一、SPD的分类： 1、按工作原理分： （1）．开关型：其工作原理是当没有瞬时过电压

浪涌保护器的安装

欢迎阅读 浪涌保护器的有关知识和安装 电涌保护器（SPD ）工作原理和结构 电涌保护器（SurgeprotectionDevice ）是电子设备雷电防护中不可缺少的一种装置，过去常称为“避雷器”或“过电压保护器”英文简写为SPD.电涌保护器的作用是把窜入电力线、信号传输线的瞬时过电压限制在设备或系统所能承受的电压范围内，或将强大的雷电流泄流入地，保护被保护的设备或系统不受冲击而损坏。 11.2.3.（1.过电压袭来时，间隙被击穿，把一部分过电压的电荷引入大地，避免了被保护设备上的电压升高。这种放电间隙的两金属棒之间的距离可按需要调整，结构较简单，其缺点时灭弧性能差。改进型的放电间隙为角型间隙，它的灭弧功能较前者为好，它是靠回路的电动力F 作用以及热气流的上升作用而使电弧熄灭的。 2.气体放电管： 它是由相互离开的一对冷阴板封装在充有一定的惰性气体（Ar ）的玻璃管或陶瓷管内组成的。为了提高放电管的触发概率，在放电管内还有助触发剂。这种充气放电管有二极型的，也有三极型的，

气体放电管的技术参数主要有：直流放电电压Udc；冲击放电电压Up（一般情况下Up≈（2～3）Udc；工频而授电流In；冲击而授电流Ip；绝缘电阻R（>109Ω）；极间电容（1-5PF） 气体放电管可在直流和交流条件下使用，其所选用的直流放电电压Udc分别如下：在直流条件下使用：Udc≥1.8U0（U0为线路正常工作的直流电压） 在交流条件下使用：Udc≥1.44Un（Un为线路正常工作的交流电压有效值） 3.压敏电阻： 它是以ZnO为主要成分的金属氧化物半导体非线性电阻，当作用在其两端的电压达到一定数值后，电阻对电压十分敏感。它的工作原理相当于多个半导体P-N的串并联。压 ， ； Ub 4. 9 （ （ （ （4）反向变位电压：它是指管子在反向泄漏区，其两端所能施加的最大电压，在此电压下管子不应击穿。此反向变位电压应明显高于被保护电子系统的最高运行电压峰值，也即不能在系统正常运行时处于弱导通状态。 （5）最大泄漏电流：它是指在反向变位电压作用下，管子中流过的最大反向电流。（6）响应时间：10-11s 5.扼流线圈：扼流线圈是一个以铁氧体为磁芯的共模干扰抑制器件，它由两个尺寸相同，匝数相同的线圈对称地绕制在同一个铁氧体环形磁芯上，形成一个四端器件，要对于共模信号呈现出大电感具有抑制作用，而对于差模信号呈现出很小的漏电感几乎不起作

B、C、D类防雷器的作用

B、C、D类防雷器的作用： B类防雷产品在整个防雷系统中所起的根本作用在于：当发生强度很大的雷击时，使产生于供电线路上的感应雷电流，在进入总配电柜之前就迅速泄放入地。因此B类防雷产品本质上应具备的特性是高可靠性、大通流量和长寿命，可承受雷雨季节多次高强度、高能量浪涌过电压的冲击，而稳定可靠的发挥迅速大通流量泄流的作用。在泄放雷电流过程中，B 类防雷器两端所产生的残压，即使仍超过被保护设备的最高瞬态耐压值，也会被安装于设备前端的C类或D类防雷器再次泄放，从而使真正到达设备前线端的浪涌电压已经很低，完全不能对设备的正常运行造成影响，使设备受到可靠的保护。 由于B级防雷产品在泄放供电线路上高能量的雷电流时，在防雷器两端所呈现的残压仍然很高，仍可能大大超过被保护设备所能承受的再高耐压值，因此，按国际电工委员会IEC的要求，在供电线路进入分配电柜前端时，应并联安装相应型号的C类防雷器。C类防雷器的本质作用是通过再次泄流而降低线路上的残压，因此并不要求C类防雷器的通流量特别大（一般40KA）。只是由C类防雷器在整个防雷系统中所起的作用决定的，即进一步泄放线路上的浪涌电流，进一步降低真正达到设备供电端口的浪涌电压值，使之小于设备的耐压值，从而在发生雷击时，使设备遭受损坏的可能性大大减小。 D类防雷器主要用于对设备端的保护，其作用是当发生能量特别大的雷击时，感应雷电流在经过B级、C级防雷器的泄放后，其残压仍然可能高于设备的最高耐压值，重要设备的端口及内部的高精度集成电路仍有可能被烧坏。此时D类防雷器的安装就特别必要了。经过D类防雷器的泄放，设备的完全运行就更为可靠了。 电涌保护器的选型及安装要求： 一、SPD的选型原则： 1、 SPD必须能承受预期通过它们的雷电流，并具有通过电涌时的最大箝压和有熄灭工频续流的能力。 2、安装的SPD电压保护水平加上其两端引线的感应电压应低于被保护设备耐压水平的80%，同时SPD与被保护设备的连线不大于10m时，在被保护设备处可不安装SPD。反之，则应在设备前加装不小于3KA（8/200μs）的SPD。 3、在供电的电压偏差超过所规定的10%以及谐波使电压幅值加大的场所，应根据具体情况对氧化锌压敏电阻SPD的Uc值相应提高。 4、当无法获得被保护设备的耐冲击过电压值时，可参考下表给出的值。

浪涌保护器工作原理

以下是电源系统SPD选择的要点： 欧阳学文 1、根据被保护线路制式，例如：单相220V、三相 220/380V TNC/TNS/TT等，选择合适制式SPD 2、根据被保护设备的耐冲击电压水平，选择SPD的电压保护水平Up。一般终端设备的耐冲击电压1.5kV，具体可参照GB 503435.4。Up值小于其耐冲击电压即可。 3、根据线路引入方式，有无因直击雷击中而传到雷电流的风险，选择一级或者二级SPD。一级SPD是有雷电流泄放参数的10/350波形的。 4、根据GB 500576.3.4里的分流计算，计算线路所需的泄放电流强度，选择合适放电能力的SPD，需要SPD标称放电电流参数大于线路的分流电涌电流即可。 至于型号，不同厂家型号不一，没什么参考价值。建议选择知名品牌，现在防雷市场鱼龙混杂，不要贪图便宜而使用劣质产品。 浪涌保护器设计原理、特性、运用范畴 设计原理

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。如下图所示，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。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。 另一种常见的浪涌保护装置是气体放电管。这些气体放电管的作用与MOV相同——它们将多余的电流从火线转移到地线，通过在两根电线之间使用惰性气体作为导体实现

家用漏电保护器原理图与维修

家用漏电保护器的工作原理及跳闸的原因 自从电的发明与使用以来，电不仅给人类带来了很多便捷，也能给人类带来灭顶之灾，它可能烧坏电器，引起火灾，也能使人触电伤亡。如果有一种设备可以使人们安全地使用电，避免许多不必要的损失，于是，诞生了各种各样的保护器。其中一种用来专门保护人的——漏电保护器。今天我就家用单相漏电保护器的工作原理及跳闸的原因着重进行分析、探讨。 漏电保护装置图 如上图所示，漏电保护器，又称漏电保护开关，老百姓俗称它为“保安器”、“保命器”，它是由两个取样电路和一个比较电路加一个控制电路组成。其原理是：根据串联电路电流处处相等的理论，在电源的火线和零线分别安装一个取样电路并将取样数据送至比较电路进行比较，如果两个电流出现差别超过设定数值，电路就认为出现了漏电，当即启动控制电路切断火线和零线，以起到保护作用。判定是否漏电的的原理依据是：流进和流出开关的电流必须相等，否则就判定为漏电。当漏电电流达到和

超过一定的阈值时，产生保护动作----跳闸。判定的阈值是可以设定的，因为电路就是人为设计的。只是应用时要根据不同的场合，选用不同灵敏度的保护器。在了解触电保护器的主要原理前，我们有必要先了解一下什么是触电。触电指的是电流通过人体而引起的伤害。当人手触摸电线并形成一个电流回路的时候，人身上就有电流通过；当电流足够大的时候，就能够被人感觉到以至于形成危害。当触电已经发生的时候，就要求在最短的时间内切断电流。比如说，如果通过人的电流是50毫安的时候，就要求在1秒内切断电流，如果是500毫安的电流通过人体，那么时间限制是0.1秒。为了保证人身安全,额定漏电动作电流应不大于人体安全电流值,国际上公认30mA为人体安全电流值。为此，国标GB6829－86《漏电电流动作保护器（剩余电流动作保护器）》的要求，漏电保护的行业标准：额定漏电动作电流应不大于30mA，额定漏电动作时间应小于0.1S。1[1] 上图是简单的漏电保护装置的原理图。漏电保护器主要元件由检测元件(零序电流互感器)、中间环节(包括放大器、比较器、脱扣器等)、执行元件(主开关)以及试验元件等几个部分。从图中可以看到漏电保护装置安装在电源线进户处，接在电度表的输出端即用户端。图中把所有的家用电器用一个电阻RL替代，用RN替代接触者的人体电阻。图中的CT表示“电流互感器”，它是利用互感原理测量交流电流用的，所以叫“互感器”，实际上是一个变压器。它的原边线圈是进户的交流线，把两根线当作一根线并起来构成原边线圈。副边线圈则接到“舌簧继电器”SH的线圈上。 所谓的“舌簧继电器”就是在舌簧管外面绕上线圈，当线圈里通电的时候，电流产生的磁场使得舌簧管里面的簧片电极吸合，来接通外电路。线圈断电后簧片释放，外电路断开。总而言之，这就是一个小的继电器。原理图中开关DZ不是普通的开关，

电涌保护器设备工作原理

电涌保护器(Surge protection Device)是电子设备雷电防护中不可缺少的一种装置，过去常称为“避雷器”或“过电压保护器”英文简写为SPD。电涌保护器的作用是把窜入电力线、信号传输线的瞬时过电压限制在设备或系统所能承受的电压范围内，或将强大的雷电流泄流入地，保护被保护的设备或系统不受冲击而损坏。 电涌保护器的类型和结构按不同的用途有所不同，但它至少应包含一个非线性电压限制元件。用于电涌保护器的基本元器件有：放电间隙、充气放电管、压敏电阻、抑制二极管和扼流线圈等。 一、SPD的分类： 1、按工作原理分： 1．开关型：其工作原理是当没有瞬时过电压时呈现为高阻抗，但一旦响应雷电瞬时过电压时，其阻抗就突变为低值，允许雷电流通过。用作此类装置时器件有：放电间隙、气体放电管、闸流晶体管等。 2．限压型：其工作原理是当没有瞬时过电压时为高阻扰，但随电涌电流和电压的增加其阻抗会不断减小，其电流电压特性为强烈非线性。用作此类装置的器件有：氧化锌、压敏电阻、抑制二极管、雪崩二极管等。 3．分流型或扼流型 分流型：与被保护的设备并联，对雷电脉冲呈现为低阻抗，而对正常工作频率呈现为高阻抗。 扼流型：与被保护的设备串联，对雷电脉冲呈现为高阻抗，而对正常的工作频率呈现为低阻抗。 用作此类装置的器件有：扼流线圈、高通滤波器、低通滤波器、1/4波长短路器等。 按用途分：(1)电源保护器：交流电源保护器、直流电源保护器、开关电源保护器等。 (2)信号保护器：低频信号保护器、高频信号保护器、天馈保护器等。 二、SPD的基本元器件及其工作原理： 1．放电间隙(又称保护间隙)： 它一般由暴露在空气中的两根相隔一定间隙的金属棒组成(如图15a)，其中一根金属棒与所需保护设备的电源相线L1或零线（N）相连，另一根金属棒与接地线(PE)相连接，当瞬时过电压袭来时，间隙被击穿，把一部分过电压的电荷引入大地，避免了被保护设备上的电压升高。这种放电间隙的两金属棒之间的距离可按需要调整，结构较简单，其缺点时灭弧性能差。改进型的放电间隙为角型间隙，它的灭弧功能较前者为好，它是*回路的电动力F 作用以及热气流的上升作用而使电弧熄灭的。 2．气体放电管： 它是由相互离开的一对冷阴板封装在充有一定的惰性气体(Ar)的玻璃管或陶瓷管内组成的。为了提高放电管的触发概率，在放电管内还有助触发剂。这种充气放电管有二极型的，也有三极型的， 气体放电管的技术参数主要有：直流放电电压Udc;冲击放电电压Up(一般情况下Up≈(2～3)Udc;工频而授电流In;冲击而授电流Ip；绝缘电阻R(>109Ω)；极间电容(1-5PF) 气体放电管可在直流和交流条件下使用，其所选用的直流放电电压Udc分别如下：在直流条件下使用：Udc≥1.8U0（U0为线路正常工作的直流电压） 在交流条件下使用：U dc≥1.44Un(Un为线路正常工作的交流电压有效值) 3．压敏电阻： 它是以ZnO为主要成分的金属氧化物半导体非线性电阻，当作用在其两端的电压达到一定数值后，电阻对电压十分敏感。它的工作原理相当于多个半导体P-N的串并联。压敏电阻的特点是非线性特性好（I=CUα中的非线性系数α），通流容量大（～2KA/cm2），常

漏电保护器原理 (1)

漏电保护器 漏电：就是流入的电流和流出的电流不等，意味着电路回路中还有其它分支，可能是电流通过人体进入大地。电气设备漏电时，将呈现异常的电流或电压信号，漏电保护器通过检测此异常信号，使执行机构动作。我们把根据故障电流动作的漏电保护器叫电流型漏电保护器，根据故障电压动作的漏电保护器叫电压型漏电保护器。由于电压型漏电保护器结构复杂，受外界干扰动作特性稳定性差，制造成本高，现已基本淘汰。 目前以电流型漏电保护器为主导地位。 家用的漏电保护器接入端有“火”“零”两根线。如果“火”和“零”线流过的电流不等，那么感应线圈就会识别微小差别，并通过控制部分，迅速切断开关（跳闸）。保护漏电流通常阈值为20mA。 但漏电保护器是通过控制某个开关断开来实现的，它不能保证在整个供电回路出现短路时开关触点还能断开。? 空气开关则起过载或短路保护，当回路电流超过规定负载，空气开关自动短路（跳闸）。空气开关一般有单独“火”线接入保护，也有“火”“零”接入同时保护。?? 因此，?漏电保护器和空气开关各自实现的功能不同，不能互相代替！ 电流动作型漏电保护器的工作原理： 如左图所示。相线L1、L2、L3和零线N均通 过零序电流互感器TAN，作为TAN的一次线圈。 根据基尔霍夫第一定律: ∑I=O。正常情况下， 如果用电设备是三相平衡负荷，则一次电流的 矢量和为零，即Iu十Iv十Iw=O;如果用电设 备是单相负荷，则一次电流的矢量和亦为零， 即Iu十In =0、Iv十In=O、Iw十In=O，在 零序电流互感器流矢量电流TAN的铁芯中的 磁通矢量和也为零。TAN二次线圈无电流输 出，脱扣器YA不动作， RCD（Residual Current Device）正常合闸运行。当设备发生漏电或人身触电时，则故障电流Id经过大地回到电源变压器TM的中性点构成回路。由于对地出现漏电电流Id，则流经TAN的矢量和不等于零，即通过TAN的Iw+In≠0， TAN的二次侧有剩余电流流过，电磁脱扣器YA中有电流流过，当电流达到整定值时，脱扣器YA 动作，漏电开关RCD掉闸，切断故障电路，从而起到 保护作用。 三相漏电保护器的原理：正常情况下，三相负荷电流 和对地漏电流基本平衡，流过互感器一次线圈电流的 相量和约为零，即由它在铁芯中产生的总磁通为零， 零序互感器二次线圈无输出。当发生触电时，触电电 流通过大地成回路，亦即产生了零序电流。这个电流 不经过互感器一次线圈流回，破坏了平衡，于是铁芯中便有零序磁通，使二次线圈输出信号。这个信号经过放大、比较元件判断，如达到预定动作值，即发执行信号给执行元件动作掉闸，切断电源。

避雷器与浪涌保护器

避雷器和电涌保护器运用说明

目录 一、定义 二、防雷器与浪涌保护器的比较 三、线路避雷器运用及其说明 四、浪涌保护器设计原理、特性、运用范畴 五、参考依据与文献

一、定义 1.避雷器 避雷器是变电站保护设备免遭雷电冲击波袭击的设备。当沿线路传入变电站的雷电冲击波超过避雷器保护水平时，避雷器首先放电，并将雷电流经过良导体安全的引入大地，利用接地装置使雷电压幅值限制在被保护设备雷电冲击水平以下，使电气设备受到保护。 2.浪涌保护器 也叫防雷器，是一种为各种电力设备、仪器仪表、通讯线路等提供安全防护的装置。当电气回路或者通信线路中因为外界的干扰突然产生尖峰电流或者电压时，浪涌保护器能在极短的时间内导通分流，从而避免浪涌对回路中其他设备的损害。

?从以下资料可以看出，浪涌保护器也是防雷器的一种，但是有很大的区别。 二、避雷器与浪涌保护器的比较 避雷器指建筑物避雷器，与避雷针、接地排等一起形成一个法拉第笼，防止建筑物被损坏，避雷器的基本原理是把雷击电磁脉冲(LEMP)导入地进行消解。但是为什么在安装避雷器后仍有大量的建筑物及其里面的设备被雷击损坏呢? 首先，避雷器的导线采用铜铁合金，因此其导线性能是有限的，反应速度仅为200微妙(uS)。而LEMP的半峰速度(能量达到最大值)为20微妙(uS)，也就是说LEMP的速度快于避雷器，这样避雷器把第一次直击雷导入地后，对于二次雷、三次雷往往反应不过来，直接泄漏打在设备上。也就是说，避雷器对二次雷、三次雷几乎不起作用。 其次，LEMP导入地后，会从地返回形成感应雷。感应雷会从所有含有金属的导线上泄漏到设备(网线、电源线、信号线、传输线等)。由于避雷器是单向作用的，因此它对感应雷不起作用，感应雷可以直接打坏设备。更何况，导线部分往往不会安装避雷器。 再次，浪涌只有20%来自雷击等外部环境，80%来自系统内部运行，避雷器对这80%是不起任何作用的。

空气开关与漏电保护器的工作原理

漏电保护器原理： 所谓漏电就是流入的电流和流出的电流不等，意味着电路回路中有其它分支，可能是电流通过人体进入大地。根据这个原理设计漏电保护。漏电保护器接入端有“火”“零”两根线。如果“火”和“零”线流过的电流不等，那么感应线圈就会识别微小差别，并通过控制部分，迅速切断开关（跳闸）。保护漏电流在30mA 以下。 空气开关原理： 空气开关就是过载保护，当回路电流超过规定负载，空气开关自动短路（跳闸）。空气开关一般有单独“火”线接入保护，也有“火”“零”接入同时保护。 两者各自实现的功能不同，不能互相代替！ 漏电保护器主要实现的是检测家庭供电回路中，有没有非正常电流。所谓非正常电流，指的是没有通过“火线→用电设备→零线”回路的电流，对于这种电流，保护器认为是漏电，它有可能是人触电造成的，也有可能是线路由于受潮对地漏电造成的。 如果上述非正常电流超过一定额度（通常阈值高为20mA）时，保护器就起控，断开供电回路。 保护器一定程度上减少了保护人触电的危险。 有的漏电保护器也有类似保险丝的功能，即总电流超过一定值时，保护器起起控。 但漏电保护器的起控，是通过控制某个开关断开来实现的，它不能保证在整个供电回路出现短路时开关触点还能断开。 而实现任何方式下电流超标时都能断开功能的，只有保险丝。 所以，即使在电力系统中，各种自动控制和保护装置，也不能完全取代保险丝（在电力系统中，称作断路器）。 艾驰商城是国内最专业的MRO工业品网购平台，正品现货、优势价格、迅捷配送，是一站式采购的工业品商城！具有10年工业用品电子商务领域研究，以强大的信息通道建设的优势，以及依托线下贸易交易市场在工业用品行业上游供应链的整合能力，为广大的用户提供了传感器、图尔克传感器、变频器、断路器、继电器、PLC、工控机、仪器仪表、气缸、五金工具、伺服电机、劳保用品等一系列自动化的工控产品。 如需进一步了解ABB断路器、施耐德断路器的选型，报价，采购，参数，图片，批发等信息，请关注艾驰商城https://www.docsj.com/doc/6513415809.html,/

浪涌保护器的设计选型(新)

（1）考察建筑物所处地理位置及供电进线方式 首先要了解建筑物的环境及供电进线是架空或埋地，目的是选择浪涌保护器的通流容量。 推荐选择第一级浪涌保护器的最大通流量应大于以下标准值： 高山站（架空进线）：100KA（8/20μs）或12.5KA（10/350μs） 郊区（架空进线）：60KA（8/20μs）或12.5KA（10/350μs） 城市内（埋地进线）：40KA（8/20μs） 第二级浪涌保护器的最大通流量应选择大于20~40KA（8/20μs）； 第三级浪涌保护器要求的最大通流容量应大于10~20KA（8/20μs）。 （2）检查建筑物内供电系统的类别 ?单相、三相及直流供电系统 在220V单相供电系统中，只需选用两片保护模块组合。如FRD-20-2A，FRD-40-2A。在380V三相供电系统中，则需根据不同的供电接地系统选择三片或四片保护模块组合。在直流供电系统中，需要根据直流电压值来选择浪涌保护器，浪涌保护器的最大持续工作电压（Uc）值在直流电压值的1.5倍~2.2倍之间选取。一般只需选用两片保护模块组合，如FRD-20-2A-DC（48），FRD-40-2A-DC（48）。

首先要搞清楚防雷器用在什么地方，按照GB18802.1三级防雷保护原理，电源和设备所需要的保护措施被分为三个等级。在建筑物进线柜安装第一级防雷器，选择相对通流容量大的T1级电源防雷器，波形为10/350us，冲击放电电流Iimp为12.5kA~50kA；然后在下属的区域配电箱处安装二级电源防雷器，波形8/20us，最大放电电流为Imax为40KA，最后在设备前端安装三级电源防雷器，波形为8/20us，最大放电电流20kA。 其次是供电系统的类别，建筑物内的供电系统是单相供电还是三相供电，单相供电系统需要选择2P电源防雷器，TT系统选择3P+1的电源防雷器，TN-C三相四线系统选择3P 电源防雷器，TN-S三相五线系统选择4P电源防雷器。 下面是防雷器的几个重要参数： （1）标称电压Un：被保护系统的额定电压，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）最大持续工作电压Uc：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值。 （3）标称通流容量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）冲击放电电流Iimp：给保护器施加波形10/350μs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。 （6）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。

浪涌保护器原理分析

浪涌保护器原理分析 随着相关设备对防雷要求的日益严格,安装浪涌保护器浪涌保护器 (Surge Protection Device, SPD)抑制线路上的浪涌和瞬时过电压、泄放线路上的过电流成为现代防雷技术的重要环节之一。 随着电子技术的高速发展,个人PC机、大中型计算机及相关信息设备的大量应用,使建筑物防雷击电磁脉冲(过电压)愈来愈受到大家的重视,由此,越来越多的过电压保护产品投入市场,浪涌保护器SPD(Surge Protective Device)也逐渐为人们所熟悉。 1 雷电的特性防雷包括外部防雷和内部防雷。外部防雷以避雷针(带、网、线)、引下线、接地装置为主,其主要的功能是为了确保建筑物本体免受直击雷的侵袭,将可能击中建筑物的雷电通过避雷针(带、网、线)、引下线等泄放入大地。内部防雷包括防雷电感电感应、线路浪涌、地电位反击、雷电波入侵以及电磁与静电感应的措施。其基本方法是采用等电位联结,包括直接连接和通过SPD间接连接,使金属体、设备线路与大地形成一个有条件的等电位体,将因雷击和其他浪涌引起的内部设施分流和感应的雷电流或浪涌电流泄放入大地,从而保护建筑物内人员和设备的安全。能产生电感作用的元件统称为电感原件，常常直接简称为电感。电感器在电子制作中虽然使用得不是很多，但它们在电路中同样重要。我们认为电感器和电容器一样，也是一种储能元件，它能把电能转变为磁场能，并在磁场中储存能量。 [全文] 雷电的特点是电压上升非常快(10μs

以内),峰值电压高(数万至数百万伏),电流大(几十至几百千安),维持时间较短(几十至几百微秒),传输速度快(以光速传播),能量非常巨大,是浪涌电压中最具破坏力的一种。 2 浪涌保护器的分类SPD是电子设备雷电防护中不可缺少的一种装置,其作用是把窜入电力线、信号传输线的瞬时过电压限制在设备或系统所能承受的电压范围内,或将强大的雷电流泄流入地,保护被保护的设备或系统不受冲击。 2. 1 按工作原理分类按其工作原理分类, SPD可以分为电压开关开关型、限压型及组合型。开关是最常见的电子元件，功能就是电路的接通和断开。接通则电流可以通过，反之电流无法通过。在各种电子设备、家用电器中都可以见到开关。 [全文] (1)电压开关型SPD。在没有瞬时过电压时呈现高阻抗,一旦响应雷电瞬时过电压,其阻抗就突变为低阻抗,允许雷电流通过,也被称为“短路开关型SPD”。(2)限压型SPD。当没有瞬时过电压时,为高阻抗,但随电涌电流和电压的增加,其阻抗会不断减小,其电流电压特性为强烈非线性,有时被称为“钳压型SPD”。(3)组合型SPD。由电压开关型组件和限压型组件组合而成,可以显示为电压开关型或限压型或两者兼有的特性,这决定于所加电压的特性。 2. 2 按用途分类按其用途分类, SPD可以分为电源电源线路SPD和信号线路SPD两种。电源是向电子设备提供功率的装置，也称电源供应器，它提供计算机中所有部件所需要的电能。 2. 2. 1 电源线路SPD 由于雷击的能量是非常巨大的,需要

漏电保护器的工作原理图解

漏电保护器的工作原理图解

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漏电保护器的工作原理图解 目前的单相漏电保护器有许多种型号，各不相同。 比如，常用的DZ第列的漏电保护器，开关断开时只断开相线，零线仍然通的。用万用表量一下就能知道。 漏电保护器，简称漏电开关，又叫漏电断路器，主要是用来在设备发生漏电故障时以及对有致命危险的人身触电保护，具有过载和短路保护功能，可用来保护线路或电动机的过载和短路，亦可在正常情况下作为线路的不频繁转换启动之用。 漏电保护器的工作原理是： 将漏电保护器安装在线路中,一次线圈与电网的线路相连接,二次线圈与漏电保护器中的脱扣器连接. 当用电设备正常运行时,线路中电流呈平衡状态,互感器中电流矢量之和为零（电流是有方向的矢量,如按流出的方向为“＋”,返回方向为“－”,在互感器中往返的电流大小相等,方向相反,正负相互抵销）.由于一次线圈中没有剩余电流,所以不会感应二次线圈,漏电保护器的开关装置处于闭合状态运行. 当设备外壳发生漏电并有人触及时,则在故障点产生分流,此漏电电流经人体—大地—工作接地,返回变压器中性点（并未经电流互感器）,致使互感器申流入、流出的电流出现了不平衡（电流矢量之和不为零）,

一次线圈申产生剩余电流.因此,便会感应二次线圈,当这个电流值达到该漏电保护器限定的动作电流值时,自动开关脱扣,切断电源。 （下附原理图） 漏电保护器可以按其保护功能、结构特征、安装方式、运行方式、极数和线数、动作灵敏度等分类，这里主要按其保护功能和用途分类进行叙述，一般可分为漏电保护继电器、漏电保护开关和漏电保护插座三种。 漏电保护继电器由零序互感器、脱扣器和输出信号的辅助接点组成。它可与大电流的自动开关配合，作为低压电网的总保护或主干路的漏电、接地或绝缘监视保护。 当主回路有漏电流时，由于辅助接点和主回路开关的分离脱扣器串联成一回路，因此辅助接点接通分离脱扣器而断开空气开关、交流接触器等，使其掉闸，切断主回路。辅助接点也可以接通声、光信号装置，发出漏电报警信号，反映线路的绝缘状况。其工作原理流程如下：

浪涌保护器的工作原理

浪涌保护器的工作原理 随着微电子技术的长足进步，个人ＰＣ、各类中型、大型及超大型计算机、大型程控交换机的运用越来越普及。由于这类电子设备内部有大量的对过电压十分敏感的大规模或超大规模集成电路，从而使由过电压造成的损失越来越大。针对这种现状，《建筑物防雷设计规范》ＧＢ５００５７－９４（２０００年版）中加入了第六章——防雷击电磁脉冲的内容。根据这一要求，一些生产厂家也推出了相应的过电压保护产品，也就是我们现在常说的浪涌保护器（ＳｕｒｇｅＰｒｏｔｅｃｔｉｖｅＤｅｖｉｃｅＳＰＤ）。要保护电气和电子系统重要的是在电磁兼容性保护区内设置一套包括全部有源导线在内的完整的等电位联结系统。不同种类的过电压保护装置中放电元器件的物理特性在实际应用中既有优点，亦有缺点，因此采用多种元件组合的保护电路运用得更为广泛。 但是，能满足具有当代技术水平的，能传导１０／３５０μｓ脉冲电流的雷击电流放电器，用于二次配电的可插式浪涌保护器，电器电源保护装置直到电源滤波器所有技术要求的产品系列却是极为少见的。同样这种产品系列应该包括适用于所有的电路，即除电源外，还应包括用于测量、控制、调节技术电路和电子数据处理传输电路以及适用于无线和有线通讯的放电器，以便客户使用。 本文将对目前常用的几种浪涌保护产品做简单的介绍并对其特性及适用场合做简略分析。 １、等电位联结系统 过电压保护的基本原理是在瞬态过电压发生的瞬间（微秒或纳秒级），在被保护区域内的所有金属部件之间应实现一个等电位。“等电位是用连接导线或过电压保护器将处在需要防雷的空间内的防雷装置、建筑物的金属构架、金属装置、外来的导体物、电气和电讯装置等连接起来。”（《建筑物防雷设计规范条文说明》）（ＧＢ５００５７－９４）。“等电位联结的目的在于减小需要防雷的空间内各金属部件和各系统之间的电位差”（ＩＥＣ１３１２３．４）。《建筑物防雷设计规范》（ＧＢ５００５７－９４）中规定：“第３．１．２条装有防雷装置的建筑物，在防雷装置与其他设施和建筑物内人员无法隔离的情况下，应采取等电位联结。”在建立这个等电位联结网络时，应注意使相互之间必须进行信息交换的电器和电子设备与等电位联结带之间的连接导线保持最短距离。 根据感应定理，电感量越大，瞬变电流在电路中产生的电压越高；（Ｕ＝Ｌ·ｄｉ／ｄｔ）电感量大小主要和导线的长度有关，与导线截面关系不大。因此，应使接地导线尽可能的短。多条导线的并联连接可显著地降低电位补偿系统的电感量。为了将这两条付诸实践，理论上可以把应与等电位联结装置连在一起的所有电路和设备连在同一块金属板上。基于金属板的构想在补装等电位联结系统时可采用线状、星状或网状结构。设计新的设备时原则上应只采用网状的等电位联结系统。 ２、将电源线路与等电位联结系统连接 所谓瞬变电压或瞬变电流意味着其存在时间仅为微秒或毫微秒。浪涌保护的基本原理是：在瞬态过电压存在的极短时间内，在被保护区域内的所有导电部件之间建立起一个等电位。这种导电部件也包括电路中的电源线。人们需要响应速度快于微秒的元件，对于静电放电甚至要快于毫微秒。这种元件能够在极短的时间间隔内，将非常强大直到高达数倍于十千安的电流导出。在预期的雷击情况下按１０／３５０μｓ脉冲计算，电流高达５０ｋＡ。通过完备的等电位联结装置，可以在极短的时间内形成一个等电位岛，这个等电位岛对于远处的电位差甚至可高达数十万伏。但重要的是，在需要保护的区域内，所有导电部件都可认为具有接近相等或绝对相等的电位，而不存在显著的电位差。 ３、浪涌保护器的安装及其作用 浪涌保护电器元件从响应特性来看，有软硬之分。属于硬响应特性的放电元件有气体放电管和放电间隙型放电器，二者要么是基于斩弧技术（Ａｒｃ－ｃｈｏｐｐｉｎｇ）的角型火花隙，要么是同轴放电火花隙。属于软响应特性的放电元件有压敏电阻和抑制二极管。所有这些元件的区别在于放电能力、响应特性以及残余电压。由于这些元件各有优缺点，人们将其组合成特殊保护电路，以扬长避短。在民用建筑领域中常用的浪涌保护器主要为放电间隙型放电器和压敏电阻型放电器。 闪电电流和闪电后续电流需要放电性能极强的放电器。为了将闪电电流通过等电位联结系统导入接地