[实用新型]可简单接地220V二端口三模块电源浪涌保护器

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种220V电源系统可简单接地的电源浪涌保护器，广泛应用于220V供电的电子电气设备的雷击浪涌的保护。

背景技术

浪涌保护器是用于限制瞬时过电压和泄放浪涌电流的设备，它至少包含一个非线性的元件，现有220伏电气设备防雷标准推荐的和工程实际使用的浪涌保护器均是由二个氧化锌元件组成的二模块二端口浪涌保护器，其原理结构如图1所示，在220伏电源系统中保护的实际应用如图2所示。对二端口浪涌保护器的雷击保护效果可从图2中的雷电位U_A、U_B和雷电压U_AB上分析。在此，我们先分析雷电压(雷击残压)U_AB对电气设备的危害程度。

在图2中，根据雷电位从高电位到低电位的泄放原则，A点的雷击能量有四个可能的泄放途径，如图3(A)所示，I₁是沿电网线路系统形成泄放途经，I₂是通过浪涌保护元件BL1和接地线形成泄放途经，I₃是通过浪涌保护元件BL1和BL2及电网线路的配电接地形成泄放途径，I₄是通过电气设备形成泄放途经。相同的对B点的雷击能量也有图3(B)所示的四个可能的泄放途经。

对图3所示的泄放途经根据不同的使用情况有以下几种可能：

一、当避雷接地线电阻为很小时，雷击为不严重的不平衡雷击，即雷击地电位U_C较低，并有U_A，B＞U_C。A、B点的主要泄放途经如图4所示。输出雷击过电压U_AB其值如图5所示。

U_AB＝U_A-U_B＝U_BL1-U_BL2

我们知道地电位U_C＝IR＝(I_2A+I_2B)R

二、当接地电阻R较大时，地电位U_C较高，会发生U_C＞U_B或U_C＞U_A的情况，当有U_A＞U_C，U_C＞U_B时，A、B点的雷电位主要的泄放途径如图6所示。此时浪涌保护器的输出残压U_AB的值如图7所示，

U_AB＝U_A+U_B＝U_BL1+U_BL2

同理，当有U_B＞U_C，U_C＞U_A，也有输出残压U_AB＝U_BLI+U_BL2的特性。

三、当遇严重的不平衡雷击的情况下，有I_2A或I_2B其单个对地泄放电流很大时，即使接地电阻很小，也会发生U_C＞U_B或U_C＞U_A的情况，此时输出残压U_AB＝U_A+U_B。

由此可见，二端口浪涌保护器，其输出残压不仅和使用环境有关，也即和防雷接地线的接地电阻的大小有关，和电网系统本身的线路电阻及配电变电所的接地线有关，也即和浪涌保护器的安装位置有关，而且还和雷击的性质，即不平衡雷击的情况有关。

在此我们根据电气设备的安全特性，对上述三种情况的保护可靠性作进一步的分析。任何电气设备，在产品设计的，都有一个安全工作范围，这个安全工作范围的工作参数有工作电压、温度、湿度等，而最主要的是产品的工作电压范围，在规定的工作电压范围内，产品的任何一个组件都能经得住考验正常工作。当工作电压超过这个范围时，电路的组件就可能过载而损坏。因此，对任何一种电气设备而言，有这样一个电源安全特性：

1、当过压时间小于毫秒时，小于1500伏的过压不会损坏电气设备。

2、当过压时间大于毫秒时，大于280伏的过压都有可能使电气设备损坏。

当防雷接地线为标准的接地线，为非严重的不平衡雷击，根据直接雷击浪涌脉冲和感应雷击浪涌脉冲的特性和二端口氧化锌避雷组件的残压特性，可得到如图8所示的直接雷击和感应雷击残压U_AB。