新型低压配电用复合型SPD的设计

针对压敏电阻(MOV,电压限制型元件)与陶瓷气体放电管(GDT,电压开关型元件)串联组成的复合型电涌保护器(SPD)的设计问题进行研究,并对GDT进行创新设计。对此类常规复合型SPD的设计方案进行研究,发现其无法兼具残压低、工作电压高的电气性能。通过独特创新的触发电路设计了创新型GDT,形成的串联复合型SPD兼具残压低、工作电压高的电气性能优势。针对“应用于未来各种高工作电压,低残压要求的SPD设计”需求,提供了一种有效、全新的设计理念。

浅析IEC/EN 61643-11 Low Voltage Surge Protective Devices(低压浪涌保护器)标准及认证测试过程中常见问题

本文解读了IEC 61643-11:2011及EN 61643-11:2012,Low Voltage Surge Protective Devices低压浪涌保护器测试标准,分析了TYPE 1 SPD,TYPE 2 SPD,TYPE 3 SPD产品在认证测试过程中的常见问题。

压敏电阻防起火技术研究

针对金属氧化物压敏电阻(MOV)在工作中出现的失效和燃烧事故,给出几种在线监控MOV的方法,其能够在MOV失效前发出告警信号,并及时处理,从而避免严重事故发生。通过实践证明该监控方法有效并且可规模应用。监控技术在MOV器件上实现技术和应用突破,可供其他类型浪涌保护器件参考。

线路电阻对SPD配合的影响分析

为了准确分析用于低压配电系统过电压防护的多级浪涌保护器(SPD)的配合问题,通过建立SPD配合电路的拉氏运算方程,求解并分析线路电压降的解析解,理论研究了线路电阻对低压系统SPD配合的影响,指出忽略线路电阻将使通过后级SPD的电流被夸大,造成配合分析的不准确。理论分析表明,在前级SPD的残压一定的情况下,2级SPD间的电压差主要由后级SPD的V-I特性曲线、线路电感和线路电阻共同决定。通过对多种线路模型的SPD配合进行仿真计算,验证了理论分析的正确性。

便携式SPD测试仪组合波发生器的仿真与试验

为检测现场用电涌保护器是否损坏、老化,通常要测量直流1mA电压、泄漏电流以及冲击组合波下的SPD动作特性。本文通过电路参数计算和EMTP-ATP仿真电路元件对输出波形的影响,得出了波头时间主要由电感决定,波尾时间主要由电容量和放电回路的总等效阻抗决定。并在此基础上研制出最大幅值为6kV/3kA的冲击组合波发生器。现场应用表明,该冲击组合波发生器能有效检测SPD的冲击动作特性和直流1mA电压,可为SPD是否损坏或老化提供准确判据。

MOV型SPD脱扣弹片的性能分析

分析了MOV型SPD中常见的3种脱扣弹片的性能。通过热力学傅里叶定律的理论分析,并采用YX-1型SPD热稳定测试设备进行有效的对比实验,结合Mat-lab偏微分工具模块,对所研究的弹片进行了仿真,给出了在仿真下弹片的温度分布。提出了对脱扣弹片的选材和结构的建议。

开关型SPD在不同冲击电流下的工频续流实验研究

研究了冲击电流波形对开关型电涌保护器(SPD)的工频续流的影响。设计了冲击电流与工频电源试验回路,采用8/20μs和10/350μs冲击电流波形,从0°同步触发角开始,以30°的间隔逐级增加,对该SPD的工频续流进行对比试验。试验结果表明,采用10/350μs冲击电流作为I级开关型SPD试品动作负载预处理试验的测试波形,对试品的考验比采用8/20μs冲击电流更严苛。

开关型SPD触发技术的探讨

介绍了开关型SPD典型的3种触发技术,比较了各自的特点,并根据栅片灭弧结构的特点,提出新的触发技术——多点火花触发。详细描述了所提出的触发技术的工作原理及过程,最后通过试验进行了验证,证实了"多点火花触发"的可行性。

多分支系统中SPD配合的研究

通过理论分析和软件仿真,研究了低电压系统中多分支电路对开关型SPD和限压型SPD之间的配合,及限压型SPD间配合的不同影响。研究表明,各支路波阻抗的并联效果有利于设备的保护,使MOV型SPD间的配合效果提高,但开关型和MOV型SPD配合时,易造成开关型SPD不动作,在工程实践中应予注意。

改进SSPD浪涌吸收能力的工艺研究

介绍了用于宽带快速信息传输系统的半导体瞬态浪涌保护器件（ＳＳＰＤ）在小的器件面积和小的器件电容情况下，提高ＳＳＰＤ浪涌吸收能力的工艺方法。理论分析和实验结果都说明，关键是减少基区总宽度，而在制备工艺中设法减少基区少子寿命的衰减也是有效措施之一。

SPD脱扣装置中温度保险丝性能分析

金属氧化物避雷器(MOV)对电子设备和网络系统提供有效防雷保护的同时也出现了因MOV失效所导致的诸多问题,其中最严重的是导致起火、爆炸。分析了MOV起火的原因,阐述了温度保险丝的工作原理,提出运用温度保险丝对MOV进行过热保护,防止MOV起火的观点。为检测温度保险丝的性能,设计了温度保险丝的过电流耐受冲击试验、限制电压试验和热稳定性试验。试验结果表明:使用温度保险丝作为电涌保护器内置脱扣装置时,能够耐受雷电流的冲击;压敏电压的变化率在10%以内,限制电压仅上升2.2%,说明温度保险丝并不会影响MOV的限压性能;在MOV过热时,温度保险丝能迅速熔断,切断MOV与主电路的连接,从而保护系统安全。还对温度保险丝和低温焊锡的脱扣性能进行比较,将二者的脱扣温度与断开时间进行了分析,当脱扣时的温度小于130℃时,温度保险丝较低温焊锡动作及时,具有一定的优越性。

GB 50057与GB 50343关于SPD规定对比

建筑物内低压电源系统电涌保护器(SPD)设计和安装等依据的技术规范为GB 50057-2010和GB 50343-2012。由于两个规范对SPD的相关规定存在较大差异,导致防雷工作中SPD设计、安装等标准无法统一。从SPD术语、安装位置、放电电流、级别设置相关条款进行对比分析,发现:1SPD术语仅翻译不同。2GB 50343对SPD安装位置要求较准确;GB 50057关于SPD放电电流的规定更合理。3SPD级别设置的计算方法不同。

SPD后备过流保护用MCB的电涌耐受性能试验

基于MCB与SPD的配合要求,依据IEC61643.1:2005标准对MCB的电涌耐受性能进行了研究,以避免MCB在电涌冲击下动作而导致SPD从线路中脱离,从而失去保护的作用。

ABB OVR T1电压开关型SPD的技术特点

基于ABB的OVRT1电压开关型电涌保护器(SPD)的自身结构和相关测试,介绍了该电涌保护器的工作原理和性能特点,以期为电气设计人员提供参考。

电源系统SPD组合类型及级间能量配合分析

利用几组实验数据分析SPD之间的能量配合不仅直接影响SPD的防护效用,而且对SPD的使用寿命也有着决定性作用,这也是为什么在GB50057-2010中对SPD安装的位置、级数有着具体要求的原因。

防雷设计中SPD级间配合探讨

采用电磁暂态过程(EMTP)仿真计算软件,利用简化的电路模型,对前后两级金属氧化物压敏电阻(MOV)之间、两级MOV与不同性质负载之间作级间配合的仿真计算,并分析产品级间配合状况,为智能建筑防雷设计,特别是浪涌保护器(SPD)的设计安装提供参考。

建筑物低压电源系统的SPD选择及应用

从建筑物低压电源系统设计的角度,介绍各类SPD的特点、选择SPD应考虑的侧重点、在低压电源系统中的设置问题及常用的设计方案。

SPD保护距离与电压保护水平相互影响的分析探讨

电涌保护器(SPD)是有保护距离要求的,并且与电压保护水平互相影响。梳理了常见的SPD品牌的电压保护水平,分析了保护距离与电压保护水平的理论关系,建立了民用建筑典型低压配电系统中SPD分析模型,通过分析I~Ⅲ类设备相对应的民用建筑内常见的弱电设备、家用电器、风机水泵和配电箱(柜)的不同特点,判断传统做法是否满足保护要求。分析结果发现,部分传统做法不满足规范要求,对于不满足要求的情况,通过计算和分析,给出合理设置的建议。

SPD的接线方式分析

分析电涌保护器的接线方式,重点说明凯文式接线方式,即最大限度地消除雷电流通过时在SPD两端接线上的寄生电阻电感产生的电压降的接线方式。在有条件的情况下应尽量采用凯文式接线方式。但并不是任何情况下均适合该接线方式,在实际运用中,只有合理选择凯文式接线方式才能真正发挥其作用。

一种高性能电源电涌保护器的设计

以金属氧化物压敏电阻为主要保护元件的电涌保护器(SPD)广泛应用于低压配电系统,为提高狭窄或孤立区域的低压配电线路雷电防护能力,设计了一种高性能电源SPD。该产品利用现行各非线性元件的特点,采用多器件、多通道组合成的一体化拓朴电路,分别对雷电进行有序吸收与释放,以达到工作稳定、通流量大、残压低的性能。该产品残压与通流能力的试验结果表明,相比于Uc为385、420 V的SPD,其残压分别下降百分之三十以上和百分之四十以上,最大通流能力可达110 kA。