一種高壓浪涌保護(hù)裝置測試設(shè)備的設(shè)計(jì)

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1、前言多年來電力電子瞬態(tài)高壓浪涌實(shí)踐證明，瞬態(tài)高壓浪涌(持續(xù)期短至微秒級的尖峰脈沖，見圖1所示)可能會以下述三種形式串入用戶供電系統(tǒng)中。??1.1產(chǎn)生于配電線路上?*打在電網(wǎng)上的直擊雷；*感應(yīng)雷透過感應(yīng)方式耦合到電子設(shè)備的電源線、控制訊號線或通訊線上；*高壓線路的短路故障。其沖擊電流可高達(dá)200-300KA，脈寬0.1-0.2ms的高壓尖峰脈沖，持續(xù)1—2秒。1.2在用戶的供電系統(tǒng)中產(chǎn)生的工作浪涌*高壓變壓器的投入或切除；*大型電動機(jī)及水泵的啟、停；*電焊機(jī)的運(yùn)行；*補(bǔ)償調(diào)整電容系統(tǒng)的調(diào)節(jié)；*重載可控硅負(fù)載的運(yùn)行。而其電流可高達(dá)100KA數(shù)量級，峰值電壓最高達(dá)6000V。1.

2、3產(chǎn)生于內(nèi)部末端負(fù)載間的瞬態(tài)浪涌*復(fù)印機(jī)運(yùn)行*激光打印機(jī)開啟*繼電器、開關(guān)、電磁閥、變頻調(diào)速器引起的線路間干t*末端負(fù)載過流短路故障*靜電放電而其峰值電壓可達(dá)5000V，沖擊電流幾百安培數(shù)量級。2、瞬態(tài)浪涌電流、電壓的危害根據(jù)IEEE國際標(biāo)準(zhǔn)對浪涌可能對用戶負(fù)載產(chǎn)生的危害，可分級為如下三種：*會對用戶的設(shè)備立即造成災(zāi)害性不可恢復(fù)的直接經(jīng)濟(jì)損失；*整個系統(tǒng)停頓，如銀行電腦服務(wù)停頓，移動電話通訊中止等間接經(jīng)濟(jì)損失。2.2浪涌電壓處于1.2KV-2.1KV數(shù)量級*造成用戶設(shè)備中的某些部件被損壞或致使其性能提前老化；*電子設(shè)備的線路板及元件燒毀。2.3浪涌電壓達(dá)到700-800V數(shù)

3、量級的浪涌過多過頻出現(xiàn)*傳輸或存儲的訊號或數(shù)量錯亂或丟失；*服務(wù)器或電腦死機(jī)。3、串并聯(lián)系列瞬態(tài)抗浪涌抑制器在通信網(wǎng)絡(luò)與能源動力新領(lǐng)域中的應(yīng)用隨著經(jīng)濟(jì)技術(shù)的發(fā)展，TVSS應(yīng)用不再局限于電力電器設(shè)備，而是進(jìn)入到通信網(wǎng)絡(luò)與能源動力新領(lǐng)域之中，如衛(wèi)星、微波通信、網(wǎng)絡(luò)伺服器及程控交換機(jī)等會出現(xiàn)瞬態(tài)高壓浪涌之設(shè)備，見圖2所示的ACV系列并聯(lián)型系列瞬態(tài)抗浪涌抑制器ACV230111RKE與S系列并聯(lián)型瞬態(tài)抗浪涌抑制器S230Y333及F系列串聯(lián)型瞬態(tài)抗浪涌抑制器。4、TVSS(瞬態(tài)電壓浪涌抑制器)在串并聯(lián)瞬態(tài)抗浪涌抑制器中的應(yīng)用原理在正常情況下，電流經(jīng)線路供給負(fù)載，而TVSS處于高阻斷

4、狀態(tài)。當(dāng)有浪涌出現(xiàn)時，TVSS對其超過鉗位電平的部分尖脈沖幅值予以短路，導(dǎo)通時間為納秒(ns)級，見圖3的并聯(lián)型系列瞬態(tài)抗浪涌抑制器與圖4所示的串聯(lián)型系列瞬態(tài)抗浪涌抑制器原理圖。?4.1ACV與S系列并聯(lián)型瞬態(tài)抗浪涌抑制器圖3中，鉗位電壓值為一般電子設(shè)備可承受有最大瞬間電壓，TVSS與負(fù)載并聯(lián)，當(dāng)浪涌被吸收后，重新處于高阻斷狀態(tài)。在工作過程中，相線-相線，相線-中線，相線-地線，中線-地線都具有浪涌抑制模塊全方位位進(jìn)行保護(hù)。其S系列產(chǎn)品為大型瞬態(tài)抗浪涌抑制器100KA-400KA；而ACV系列小型瞬態(tài)抗浪涌抑制器40KA-80KA。4.2F系列串聯(lián)型瞬態(tài)抗浪涌抑制器??圖4

5、(a)為實(shí)際較普遍的F系列串聯(lián)型瞬態(tài)抗浪涌抑制器原理是采用低通串聯(lián)混合技術(shù)，它由并聯(lián)的TVSS模塊和串聯(lián)的環(huán)波濾波及正弦波跟蹤電路共同組合而成，在圖4中所。經(jīng)并聯(lián)的TVSS部分能吸收大于鉗位電平的高壓浪涌，串聯(lián)的低通濾波器用于消除出現(xiàn)于相線-中線間的高頻差模干擾，輸出給負(fù)載平滑的正弦波，具體功能為：*MOV(金屬電氧化物壓敏電阻)陣列是TVSS的一種，特點(diǎn)是快速反應(yīng)?吸收高壓浪涌見圖4(b)；*電路分流元件。跟蹤正弦波，吸收尖脈沖，見圖4(c)；*串聯(lián)模塊電感，平滑波形正弦波跟蹤濾波器，消除環(huán)波干擾見圖4(c)。其F系列產(chǎn)品為靈敏跟蹤電流露波器：瞬戀浪涌抑制電流，100KA

6、-400KA；負(fù)載電流為30A-4000A。5、瞬態(tài)抗浪涌抑制器獨(dú)一無二的技術(shù)優(yōu)勢5.1快速響應(yīng)時間：???*響應(yīng)時間是指將尖峰浪涌電壓抑制到鉗位電壓的時間；???*時間越短，通過負(fù)載的高電壓越小，如艾默生抗浪涌設(shè)備響應(yīng)時間可達(dá)0.5ns，同類產(chǎn)品之中能很為先進(jìn)。5.2內(nèi)置保險絲專利技術(shù)：*每一個MOV(金屬電氧化物壓敏電阻)抑制模塊均配有使其置全運(yùn)行的內(nèi)置獨(dú)立保險絲，允許額定的沖擊電流通過保險絲而不動作；*砂封裝、高度隔離、吸收因浪涌產(chǎn)生的大量熱量；*每個保險絲的熔斷特性設(shè)計(jì)較MOV小，遇到高浪涌串入，99％純銀保險絲氣化，MOV以開路形式?消除電弧短路而產(chǎn)生冒煙或犀炸的

7、可能，達(dá)到安全目的。5.3?MOV(金屬電氧化物壓敏電阻)浪涌抑制模塊的匹配從見圖5所示可見：?*并聯(lián)MOV模塊V-I特性精度為1%；*每一個MOV模塊均經(jīng)過出廠前測試；*每組模塊采用堅(jiān)硬的環(huán)氧金屬外殼，即使發(fā)生個別模塊故障也不會對負(fù)載產(chǎn)生任何影響；*內(nèi)部MOV模塊之間采用特殊高頻連接方法兼且各路阻抗均等，減少電感特性而引起的Ldi/dtt殘壓。5.4先進(jìn)的便于使用的診斷*在所有保護(hù)方式中，所有抑制部件都有在線系統(tǒng)實(shí)剛監(jiān)視和統(tǒng)計(jì)，為改善供電質(zhì)量提供了可靠的數(shù)據(jù)；*每個抑制模塊可在不影響負(fù)載供電的晴況下即時更換，從而