通信电源系统智能浪涌保护模块的设计与防护特性

通信电源系统面临着严酷的暂态过电压应力,传统过电压保护器难以兼顾雷电过电压保护水平与长期运行可靠性,其防护失效的问题严重影响通信基站运行的安全可靠性。文中提出了一种由限压型压敏电阻与短路型可控开关组成的智能可控浪涌保护模块的设计理念,通过对直流参考电压、可控比等参数的理论分析与自动能量耦合触发电路的实验研究,研制出了智能过电压防护模块样机,并进行了性能验证实验。浪涌保护模块直流参考电压为2.16 kV,在380 V额定工频电压下运行,其工作的荷电率很低,泄漏电流很小,在标幺值为2(基准值380V)的工频过电压下依然能保持长期的可靠稳定运行。在10 kA范围内(标准8/20雷电流),浪涌保护模块的冲击残压最大值为1.5 kV,冲击残压与直流参考电压之间的压比约为0.7,远小于常规限压型过电压保护器约1.5的压比。智能浪涌保护模块的过电压保护水平得到了显著的提升,为通信基站的稳定、安全运行提供了有力的保障。

主动型过电压保护间隙场击穿触发回路的暂态特性研究

针对主动型过电压保护间隙(SPG)研究中仅从触发回路的结构及材料角度难以分析其性能差异的机理,通过建立组合波注入下触发回路的等效模型,获得了触发回路输出电压的暂态解析式。基于触发回路的电压动作过程、触发电流与主间隙电流的数值关系、发生时序的理论分析及实验验证,得出了触发回路响应时间及保护间隙击穿电压的变化规律。研究发现:触发回路中耦合气体放电管动作滞后于压敏电阻,其动作时刻主间隙两端电压约为压敏电阻阈值电压U1mA与耦合气体放电管动作电压UGM之和;触发电流I1在时间上先于主间隙电流I2出现,但在数值上I1远小于I2;触发回路中耦合气体放电管及触发间隙的响应时间t1、t2随冲击电压峰值Um的增大而减小,与之对应的主动型SPG的响应时间t3及压比K远小于被动型SPG约2.224μs的响应时间及2.42的压比。该结果可为主动型过电压保护间隙触发特性的研究及优化提供理论与实验基础。

光纤复合架空地线雷电直接效应的实验研究

基于对现行的光纤复合架空地线(OPGW)雷击测试标准及研究现状的分析,提出了OPGW连续时序雷电直接效应的实验方法,并建立了雷电流B分量与连续电流C分量组成的多重连续时序雷电直接效应的实验平台,评估雷电流C分量的幅值和作用间隙对OPGW雷击损伤的影响规律,探索雷电流对OPGW的作用机理及散流特性。研究发现:随着C分量转移电荷量的增加,OPGW外层铝包钢股线熔断烧蚀程度不断加剧,雷击过后的温度不断升高。在转移电荷为200C时,雷击后瞬间OPGW表面的温度超过3 700℃,约30%的股线发生严重损伤。随着雷击实验作用间隙由5cm增加至6cm,OPGW试品雷击后的温升减小40%,损伤程度也有所减轻。研究内容能够为OPGW雷击实验方法的规范及防雷特性的评估提供基本实验支撑和理论依据。