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SPD不能彻底保护电子设备的原因分析

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在实际防雷工作中,一般都会加装浪涌保护器来防范雷击,可在实际使用当中,在笔者的单位无论如何加装浪涌保护器及改善接地性能,也更换过不同品牌的避雷器,就是不能完全杜绝用电设备的电源系统遭受雷击而损坏。据了解,在其他单位也存在相同情况,究其可能的原因很多,本人分析了以下原因,希望同行指教。

1、我们一方面了解浪涌保护器原理,另一方面还要分析雷电电磁脉冲进入途径与方式。

1.1浪涌保护器基本原理

图1雷电压波形

我所理解浪涌保护器实质应该类似一个限幅器,将大于市电电压的脉冲抑制掉,使设备免遭损坏,大致如图1所示,上图是未经过浪涌保护器保护的雷电压波形,下图是经过浪涌保护器后的雷电压波形(大致波形),还留有一定幅度的残压。

1.2单项220伏电源中雷电脉冲原理

图2理想波形

1.2.1、在理想状态下,如避雷器的钳位电压385V,如图2所示,雷电压叠加在零线上,当雷电脉冲达到385伏时,浪涌保护器动作,此时雷电电压只比交流电的最大值311伏高74伏,一般不会对设备造成损坏。

图3实际波形

1.2.2、在实际状态下,如避雷器的钳位电压还是385V,雷电电压实际是叠加在火线上,如图3所示,雷电电压脉冲在市电电压瞬时值在负的最大值时(270°)出现正脉冲,此时雷电电压脉冲达到695V,浪涌保护器仍不能识别动作,而这近700V(有时还会超过700V达到800V以上),该雷电脉冲会进入设备,通过设备内部的分布电容耦合到其它部位,使电子设备的薄弱环节遭到损坏,潘忠林先生《现代防雷技术与工程》173页中提到:在270度相角时能让754伏的瞬间电压传到负载去。

二、实验波形

为此本人也做了实际式验,结果如图4所示,是雷电脉冲电压在市电电压接近正的最大值时出现正脉冲,此时是浪涌保护器容易识别的脉冲,该脉冲幅度达到约74伏以上时,浪涌保护器就能识别。

图4在正的最大值附近的正脉冲

当雷电脉冲电压在市电电压接近负的最大值是出现正脉冲(或者在正的最大值是出现负脉冲),如图5所示,此时是浪涌保护器难识别的脉冲,该脉冲幅度达到700伏甚至以上时,浪涌保护器仍不能识别,由于该脉冲比起市电频率高得多,进入设备后,会通过设备内部电容电阻等器件,损坏其薄弱环节。

图5在负的最大值附近的正脉冲

参考资料:

潘忠林《现代防雷技术与工程》

作者:李宝华

作者单位:延边广播电视台技术中心(吉林省延吉市局子街1558号)

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