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近年来感应雷经过信号线路传输击坏设备的事时有发生,大家对信号线路的防雷也越来越重视,本文着重为大家介绍一下信号防雷器。
一、信号防雷器知识
信号防雷器是浪涌保护器的一种,其作用是保护信号传输设备免受雷击破坏。通信设备、信号传输等设备,它们都属于低电流的设备,当电流电压**过一定的额度,就会影响设备的正常工作。然而,在雷雨天气雷电流一般都会通过信号线路侵入到信号设备,这时,信号防雷器就起到了至关重要的作用。
二、信号防雷器分类
信号线路种类繁多,每种线路都有对应的信号防雷器,主要分为:
网络信号防雷器;
网络信号防雷器是保护网络线路的新型信号防雷器,两端都是RJ45的水晶头接口,串联在网络线路中,防雷器做接地,选用网络防雷器的时候要注意网络的传输速率,主要分为百兆网络防雷器和千兆网络防雷器。
信号防雷器;
信号防雷器是保护线路的,有二合一监控防雷器,三合一监控防雷器,接口类型分为BNC,RJ45网络接口,主要用在监控系统。
音频信号防雷器;
音频信号防雷器主要用于电话线路的防雷,RJ11水晶头接口,串联于线路中,防雷器做接地。
控制信号防雷器;
主要有RS485控制防雷器和4-20ma模拟量信号防雷器,多用于工控系统。
天馈信号防雷器;
用于天馈线路的防雷器,多用于通信基站上面的馈线防雷。
4P浪涌保护器,是指由四片相互独立的浪涌保护器共地连接组成,在低压防雷领域,通常对这类结构的浪涌保护器还有另外一种名称为4+0结构的浪涌保护器。
3PN浪涌保护器,是指3片相互独立的浪涌保护器共零连接,再经由另外一片浪涌保护器实现零地之间的保护结构,在低压防雷领域,对这种类型的浪涌保护器称为3PN结构的浪涌保护器,或者3+1结构浪涌保护器。
对于这两种构型的浪涌保护器,既有相同之处,也有不同之处,主要表现在以下几个方面:
(一 )相同点:
1、3PN(3+1)结构浪涌保护器和4P(4+0)结构浪涌保护器在对相线进行保护时,多采用的是限压型元器件作为核心,大多为压敏电阻,也有厂家采用开关型元器件作为核心,如石墨间隙;
2、3PN浪涌保护器与4P浪涌保护器的外观尺寸基本相同;
3、参数方面,相线的关键参数基本都一致。
(二)不同点:
1、内部结构原理不同
3PN浪涌保护器的三条相线共零连接,4P浪涌保护器的三条相线与零线一起共地连接;
2、保护模式不同。
3PN结构浪涌保护器为全模保护,其中三条相线与零线之间为差模保护(L-N),零地之间为共模保护(N-PE)。4P结构浪涌保护器的三条相线和零线均为共模保护(L-PE,N-PE);
3、内部N-PE之间的保护使用的元器件不同。
3PN结构浪涌保护器N-PE之间采用的是放电管或者多层组合放电间隙等开关型元器件,而4P结构SPD的N-PE之间的保护采用的是压敏电阻这种限压型元器件;
4、应用场景不同。
3PN结构浪涌保护器适用于TN-S、TT供电系统、TN供电系统和引出中线的IT供电系统等。而4P浪涌保护器只能用于TN-S供电系统、TT系统(安装于TT系统剩余电流保护器后方)和不引出中线的IT供电系统(实际只用到3P);
5、匹配后备保护器不同。
G057-2010标准规定3PN结构浪涌保护器只需要匹配3P后备保护器,而4P结构的浪涌保护器必须匹配4P后备保护器。
6、安全性方面。
3PN结构SPD因为N-PE之间为开关型元器件,本身处于隔离关断状态,L-N之间浪涌保护器劣化失效时,不会造成设备对地电压升高,从而避免因SPD劣化失效造成电击事故发生。
4P结构SPD因为不存在N-PE之间的隔离效果,当某一相SPD劣化时,如果此时设备接地不良,则很可能造成电击事故的发生。
另外,由于在同一变压器供电范围内,TN-S系统中的PE线多是连通的,当某一相电涌失效,会造成该相接地故障,该故障电压会沿着PE线传导到其他设备,从而威胁到同一变压器供电范围内的其他设备的安全稳定,如果此时系统中某一台设备的等电位连接不良,将会发生设备损坏的现象。
在实际的项目应用中,选择合适的SPD很重要,选择不慎会造成防雷的安全隐患,首先要考虑到供电系统,然后是电压等级和防护水(通和限制电压水)。客户在购买的时候,向浪涌厂家提供图纸和相关信息,以便厂家正确选型。
雷电对电子设备的危害,雷电电子设备的过程。
供建筑物的交流电源通常是由城市电网引入的。当感应雷电流击于电网附近或直击于电网时,能够在电线路上产生过电压电波,这种过电压电波沿着电网线路传播进入室内,通过交流电源系统侵入设备,由此造成设备损坏。同时,雷电过电压波也能从交流电源侧或通信线路传播到直流电源系统,危及直流电源及其负载电路的安全。随着各种电子设备广泛应用于各类建筑物中,对电子设备电源系统的防雷保护问题便受到广大关注。
电力线路在输入建筑前可能已遭受到直击雷和雷电感应,直击雷击中高压电力线路,经过变压器耦合为低压后入侵建筑物的供电设备;云地闪电击中建筑物或建筑物附近时,雷电流通过引下线流入接地体,在接地体上会发生几十千伏至几百千伏的高电压,这种形式的高电位可通过电路中的零线、保护接地和综合布线中的接地线,以脉冲波的形式侵入室内,并沿着导线传播,殃及更大的范围。另外,低压线路也可能会被雷击中传播过电压。在220/380V电源线上出现的雷电过电压均可达1万V,对电子系统能造成毁灭性的打击。
当距机房几百千米的远方发生了雷击时,雷击浪涌通过线路以接近于光速传输,经变电站的衰减,到达计算机设备时可能仍然有上千伏,这个高压时间很短,只有几十到几百微妙,可能不足以烧毁设备,但对于计算机内部的半导体元器件却有很大的损害,随着这些损害的积累,计算机业逐渐变得越来越不稳定,有可能造成重要数据的丢失。
为什么必须要安装多级防雷器?
每个建筑的电源线路都有所差异,那么我们在对电源线路进行防雷设计的时候,也会随着勘察现场的不同而发生改变。
通常情况下,电源线路的防雷需要进行多个不同级别的防雷,譬如电源一级防雷器、电源二级防雷器、电源三级防雷器,甚至更多。为什么必须要安装多级防雷器呢,首先这需要我们对防雷器有一个初步的了解。
防雷器有两个重要参数,通流容量和保护水。通流容量以KA为单位,表示防雷器能够承受和泄放雷电能量的能力;保护水即限制电压,是防雷器动作,发挥防雷效果的启动电压。防雷器通流容量和保护水是成正比的,即防雷器通流容量越大,其保护水或限制电压就越大。在防雷工程中,防雷器保护水必须小于被保护设备的耐压水,当我们选用保护水较低的防雷器型号时,其通流容量也必然较小,但由于雷电的能量是非常巨大的,雷电流强度很可能会**过防雷器所能承受的通流容量强度,从而造成防雷器损坏,导致防雷失败并造成被保护设备损坏。
同样,我们如果只选用通流容量较大的防雷器型号,防雷器虽然可以承受雷电流的冲击,但由于其保护水或限制电压相对也会较高,再叠加上从防雷器安装位置到被保护设备间线路的感应雷强度,会造成到达被保护设备的电涌电压**过设备的耐压值,造成设备的线路或元器件发生电击穿。
所以,我们需要选用不同的通流容量和保护水的防雷器型号,配合使用,实现多级防护、阶梯式限压的防雷系统,达到既能安全的泄放雷电流,又能将电涌电压限制在被保护设备耐压值以下甚至更低。
电源三级防雷器的作用:
级防雷器:防止直接的传导雷进入LPZI区,将上万至数十万伏的浪涌电压限制到2500V-3000V内。
*二级防雷器:进一步将通过级防雷器的余浪涌电压限制到0V-2000V内。
*三级防雷器:将余浪涌电压的值降低到1000V以内,使浪涌的能量不致损害被保护设备。