電浪涌的幾類特性及預(yù)防

電浪涌的類特性及預(yù)國家廣電總局751臺工程師胡志華前:由于無線廣播發(fā)射臺是各種大型力設(shè)備壓變壓器泵型發(fā)射機負(fù)載)電器備的集中使用單位運行當(dāng)中難免會到一個電力負(fù)擔(dān)影響的現(xiàn)瞬態(tài)浪涌現(xiàn)現(xiàn)象會給們的電力設(shè)備正常運行造成較嚴(yán)重的影響及破此在我它為個題出分析研們在今后工作中重視并面對這種現(xiàn)象加以克為對證設(shè)備的更良好運行是有必要關(guān)詞瞬高電阻氣體放電管流鉗位壓防正:以下是浪涌的原因及用于吸收瞬浪涌這種“電污染”的幾類抗瞬態(tài)浪涌抑制器的工作原理、能和在電路中的應(yīng)用的比較。一浪的因電的瞬間浪涌作為一種電力現(xiàn)象已經(jīng)早有認(rèn)識們在各部分的防浪涌也做了些努力在們線射電臺內(nèi)如何把預(yù)防浪涌現(xiàn)象做為個系統(tǒng)專項工程來做還少們要在這方面做出研討本討就涌成因防器件性能進比較分析電電力運行中如何把局部浪涌與系統(tǒng)預(yù)防相結(jié)器備的發(fā)展對防浪涌的更高要求等幾部分做些述。壓浪涌期短至微妙的高尖峰脈沖電波浪涌成因一般有自然因素引起的及電力器行引起的兩大類:然主要是由于自然界雷電現(xiàn)象引電系統(tǒng)中打在電網(wǎng)的直擊雷或感應(yīng)雷頭國感方式偶合到電子設(shè)備的電源線制訊號線及信上于的高壓強能量及快速會使線路中沖擊電流高達200~300KA,脈寬這高壓尖峰脈沖持約有1~2.行引起的因素壓線路的路故障壓變壓器的投入或切除型機及水泵的啟焊的運行償調(diào)整電容系統(tǒng)中的調(diào)控硅負(fù)載的運行電系統(tǒng)中產(chǎn)生的工作浪涌中擊電流也可達100KA數(shù)級峰值電壓最高可達有就是產(chǎn)生于內(nèi)部末端負(fù)間的瞬間浪涌激印機開啟放電器關(guān)磁閘頻速器引起的線路間干擾端載過流路故障甚至復(fù)印機的運行等這些引起的工作浪涌電壓峰值也高達沖流有幾百安培數(shù)量.二瞬浪電電的害根據(jù)浪涌可能對用戶負(fù)載產(chǎn)生的,際標(biāo)準(zhǔn)一般分為三:浪壓的峰值達到20KV級以上對立即造成危害性不恢復(fù)的直接經(jīng)濟損失個停信等間經(jīng)濟損失浪壓處于1.2KV~2.1KV數(shù)…造成使用設(shè)備中的某些部件損或致使性能提前老化…電子設(shè)備的線路板及元件燒毀浪壓達到數(shù)級浪過出…傳輸或存儲的信號或數(shù)碼或丟失…服務(wù)器或電腦死機浪涌環(huán)波浪涌1

-9s-12-9-9VII圖浪波形圖紙-9s-12-9-9VII三預(yù)浪器性比：半導(dǎo)體瞬態(tài)電壓抑制器由于其響時間位壓控小等特應(yīng)用于各種系統(tǒng)外一些其它類型的防浪涌器件半體體電類放電管在原理及結(jié)構(gòu)上有所在所不同利用半體負(fù)阻快速觸發(fā),氣體放電管泄流大的特種新型的防雷防涌器.1下列一個以比較各各防浪涌件性:防浪涌器件壓敏電阻

氣體放電管

半導(dǎo)體TVS

半導(dǎo)體放電管比較項目響應(yīng)時間

10s

10

-6

10s

20~100ns瞬態(tài)功率鉗位電壓

數(shù)千瓦（大）不易控制

幾千瓦不易控制

幾百瓦易控制

小易控制漏電流

10

10

-6

10

10

-9擊穿電壓偏差寄生電容

+10%Vbr幾百千pF

+20%Vbr幾

+5%Vbr幾十

+5%Vbr〈=2pF表（）我可以從幾類器件的性來進一步比較。如[示I-

Vds

o

Vds

V-圖[敏的V-I特線（1當(dāng)電壓超過擊穿電壓時，電流逐漸增大，開始通過可變電阻泄流，自身的功耗大，體內(nèi)易產(chǎn)生熱累積，使之性能變壞。（2體放電的管特與圖的壓敏電阻相似，當(dāng)外加電壓超過電流逐漸增大，開通過氣體放電成為熱能，光能泄流，能量轉(zhuǎn)換效高，但體內(nèi)易積累熱能使之性能變壞。IUwnIdIrIp

U2

VI圖[3]TVS二管V-I曲VI（3半氣體放電管的V-I特在加壓過Vds時，阻狀態(tài)電流快速增大，開始通放電管放電以光能、熱能泄流，但體內(nèi)也易積累能，使性能變壞。（4導(dǎo)TVS二管的V-I特如圖）所示。在瞬態(tài)電壓的作用下，超過擊穿電壓，通結(jié)崩效應(yīng)泄流。（5如(示硅組件外電超擊電(負(fù)端電壓降有1.5V涌電流通過結(jié)雪崩快速泄用較.-

-圖硅組件的線再穿電壓型器件與導(dǎo)體負(fù)器件的電流放波形比較如:V

V壓電、體電管電吸波VptII

半體阻件電吸波t電流泄放波形

Ip

電流泄放波形tt圖）放形從圖(波圖分析可以看出體阻特性的半導(dǎo)體放電器比較擊穿電壓型的殘壓低流速充分地抑制陡峭的雷擊脈.我從一個比較重要的參數(shù)器件的開啟速度來比較他們的性Vds（v）1000陶磁氣體放電管MOV

壓敏電阻300

半導(dǎo)體放電器.01.11.010圖（6）起動電壓與dv/dt曲線

dv/dt（v/ms）從圖(看敏電氣放電管的開啟電壓均隨的高而增大體電器件都卻有3

利于吸收尖峰浪涌.總之以件的幾方面的性比們以道導(dǎo)放器響應(yīng)速度、鉗位電壓等方面一定的優(yōu)四局防涌系防：一部防涌是指針對具體的電設(shè)備如衛(wèi)星接收機頻大器機的整流濾波電路以及重可控硅負(fù)載、變頻調(diào)速器以及光打印機等等證設(shè)本或備其電備的安全而分別采取相適的器件和接入方式接入浪涌吸收。比如在衛(wèi)星下行站，我們對比較弱和重要的衛(wèi)星接收系統(tǒng)（含衛(wèi)星接收機，解調(diào)器，音頻放器等）通常為穩(wěn)定它們的輸入電壓是在其輸入電前端設(shè)置一個的式穩(wěn)壓器，但如果遇到瞬態(tài)壓尖峰浪涌電流串入電路比如雷擊壓器就會來及反應(yīng)或不能承擔(dān)瞬間高壓致使設(shè)備的電源部分被損壞臺前幾年就有在雷季被雷擊，雷電串入衛(wèi)星地面站其高壓浪涌串入衛(wèi)星接收系統(tǒng)，造成前端設(shè)備（高功分器衛(wèi)星接收機等設(shè)備的內(nèi)部元件嚴(yán)損壞使成經(jīng)濟上的損失同時也給正常播音產(chǎn)生了影響后析種擊涌的串入有兩種途徑，一是從衛(wèi)接收天線偶合感應(yīng)到設(shè)備所使用的電源電路，所以我設(shè)計的個方案是：在天線附近合理地埋設(shè)避雷設(shè)施：如圖7所示：度

度度小小圖避雷的設(shè)般針的保護區(qū)是在其傘形區(qū)內(nèi)一定要使天線處于保護傘內(nèi)同時要注意天線與雷針的距離應(yīng)該大于，因為避雷針及下引受雷電感應(yīng)能擊穿米3的空氣（2同要求天線底座的接電阻要小于4，這樣就可以讓雷電泄放到大地，再者我們可在配電盤后穩(wěn)壓器前接一個防浪涌器件，當(dāng)然要擇抑制能力大一般要到100KA浪涌抑制器，并且開啟時間要于。同時我們要注意電源部分的防雷要在電源內(nèi)加入防浪涌器件外，還要求必須做到接地良好，括外殼部分，電源地線當(dāng)使用防浪涌期間為提高可靠性我們可以預(yù)先做耐沖擊實驗可有效可靠減少設(shè)備受到雷擊的可能性。五、系統(tǒng)防涌：以上只是提到局部防浪涌方案針整大統(tǒng)果把各局部防涌分別級聯(lián)并放大到大系中進行統(tǒng)籌考慮于整個系統(tǒng)可能產(chǎn)生浪涌節(jié)點進行使用防涌措施排兼顧為整個系統(tǒng)防涌工作做微不至個的電力，器平穩(wěn)運行，不再受到難以對付的“隱形殺手”電波瞬間浪涌折磨，更好的開展工作，為提高整個系統(tǒng)的可靠性出貢獻。以下是ACV系聯(lián)瞬態(tài)抗涌和系列聯(lián)態(tài)抗浪涌抑制器及F系聯(lián)型敏感跟電流濾波器的工作原理及各自的型號參數(shù)，可擇使用。1ACV系及S列：如示：浪涌電流

圖8）并聯(lián)接

（1在情況下，電流經(jīng)線供給負(fù)載，而抑制器處于高阻斷狀態(tài)。當(dāng)有浪涌出現(xiàn)時，對其過鉗位電平的部分尖脈沖幅值予以短路，導(dǎo)通時為納秒）。4

鉗位電壓值為一般電子設(shè)備可承最大瞬間電壓，當(dāng)浪涌被吸收后，抑制器重新處于高阻斷狀。（2在過程中相線相線相線，中線線具有浪涌抑制模塊全方位保。（3列大型瞬態(tài)抗浪涌抑器有100KA~400KA抑制能力供我們選擇。2.F系列電流濾波器（1）工作原理如圖10）所示

）鉗抑制能力系列小型瞬態(tài)浪涌抑制器有40KA~80KA串聯(lián)電感高壓浪涌抑制器

正弦波跟蹤濾波器

高壓脈沖抑制器

串聯(lián)電感高壓浪涌電流抑制器采用低通串聯(lián)混合技術(shù)，有并聯(lián)抑制模塊和串聯(lián)的環(huán)濾波器（電感）及正弦波跟蹤電路。經(jīng)并的高壓浪涌電流抑制部分吸收大于鉗位電平高壓浪涌的低通濾波器用于消除出現(xiàn)于相線和中線之間高頻差摸干擾出給負(fù)載平滑的正弦波。（2）浪涌抑制電流有100KA~400KA抑制力，負(fù)載電流從30A4000A。3上系列產(chǎn)品有快速的響應(yīng)時（可達時是尖涌電壓抑制到鉗位電壓的間，時間越短，通過負(fù)載的高電壓越小。如圖所示：

Ct1

圖）到箝位電壓的時間了解了器件的特性我們可以把它用于一個系統(tǒng)防高壓浪涌，實際上能起到良好的浪涌吸收作。以上依據(jù)浪涌抑制器各自的抗浪能力、響應(yīng)時間、負(fù)載能力等分別合理選用?？梢栽谠O(shè)備運中各種因素引起的高壓瞬態(tài)浪涌及各種環(huán)波干擾量被吸收、泄放，讓浪涌殘波盡量減少，使各自系統(tǒng)能平穩(wěn)作，為整個電力運行系統(tǒng)安全優(yōu)良的運行消除隱形因。當(dāng)然，針對不同的工作環(huán)境還有多不同的方案，我們只要有這方面的知識和意識就能“量體衣5

六設(shè)備件改對浪器件更要：盡管我們有許多防浪涌器件去選和運用，但在實際應(yīng)用中，針對一些具體的工作，有防浪涌件還是很難滿足我們的要求（比如對射頻放大器的保護）在運用過程中會對部分組件造成損壞（如殘壓高，應(yīng)時間不夠短等）實際應(yīng)用比較的結(jié)果是：可控硅組為目前較有效的方案?？煽毓杞M件工作原理，如圖13所示：電子撬桿圖13可硅件圖該組件主要有兩個可控硅和一個子撬桿組成。電壓達到開啟電壓時，電子撬桿由高阻態(tài)變到阻態(tài)，達到導(dǎo)通為止，此時，可控硅動作，將浪脈沖泄放。但是，隨著通信設(shè)備的高集成化對異常電壓非常敏感的器件被大量采用，對具有高可靠性的壓沖擊保護器的需求多了，而防浪涌的措施也將之不斷改進。七結(jié)語由以上對尖峰浪涌電壓的產(chǎn)生和害分析可知電壓隨時也可能產(chǎn)生和危害