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直流屏理想的过压保护器件需要

时间:2020-07-28 20:46 来源:未知 浏览量:

的小漏电流

  在在线不间断电源的实际应用中,经常会遇到这种情况:清晰明了,无雷击,但在线不间断电源的内置“避雷装置”被损坏。用户说在线不间断电源的质量有问题,但在线不间断电源本身仍能正常工作。如果附近没有大功率设备,用“开关过电压”说服用户可能不容易。事实上,国外有很多关于这种常见低压配电线路上各种电压浪涌的统计和报道。例如,美国的一项统计显示,在10,000小时内,线路之间发生的各种电压值的浪涌次数超过了原始工作电压的一倍以上,达到800多次,其中300多次超过1000伏

  出于对相关法规的考虑,许多用户要求在线不间断电源以较低的价格配备“防雷装置”。为了直流屏“满足”用户的要求,一些制造商随便安装了一个小变阻器,也被称为“防雷”。事实上,小电流容量的变阻器只能具有一定的过压保护功能。如果确实需要防雷保护,必须考虑足够的电流容量设备和相关成本。作为一个供电系统,在线不间断电源必须具备多方面的线路连接,包括市电交流输入、在线不间断电源交流输出、通信接口等。严格来说,这三个端口应该配备过压保护。本文主要讨论交流端口的开关过电压保护。在线不间断电源的过电压保护有两层含义:一方面,外界的各种浪涌或电压尖峰对在线不间断电源有一定的影响,需要保护;另一方面,这些电涌或电压尖峰可能会通过在线不间断电源影响负载,如有必要,需要加以保护。

  对于装有大型在线不间断电源的数据中心或控制中心,其所在的建筑物或机房一般都有比较完善的整体防雷系统,到达不间断电源端的过电压剩余值不高。然而,小型不间断电源的运行环境相对较差。除防雷外,还应考虑对周围电网的操作过电压进行浪涌冲击保护。过压保护措施的效果和成本与设备和方案的选择有着重要的关系。选择工作电压较低、电流容量较大的电涌保护器可以降低其剩余电压,但工作电压过低会导致电涌保护器因电源不稳定而频繁工作而导致过早失效,而电流容量较大则会导致保护成本较高。在正常情况下,小容量在线不间断电源不主要考虑防雷,而是保护电源免受操作过电压。

  在早期设计中,出于成本考虑,小型在线不间断电源类似于其他常见的电源产品。通常,14D471氧化锌变阻器(MOV)用于220伏交流电输入电磁干扰的过压保护。一般14D471变阻器产品的电流容量小于6kA(8/20s,一次),这在电网的稳定区域不是问题。然而,在电网的不稳定区域,14D471变阻器相对容易损坏,因为操作过电压浪涌具有较低的幅度,但是持续时间较长,并且与雷电浪涌相比是周期性的。对于具有较小电流容量的变阻器,浪涌吸收的热量持续累积而不消散,这非常容易损坏。

  一种解决方案是增加MOV的通流能力,例如,使用20D471、25D471或甚至32D471 直流屏MOV设备将通流能力增加到大约10kA至25KA(8/20s,一次)。这样,它不仅可以承受长期或周期性的过电压能量放电,而且可以将线路上的剩余电压保持在较低的水平。然而,这将大大增加保护成本(增加几十倍)。另一种解决方案是提高MOV的工作电压,例如选择14D561或14D621等MOV器件,将工作电压从470伏提高到560伏或620伏。这样,在不改变流量的情况下,MOV的动作概率和能量释放时间大大降低,而不增加成本。然而,这将增加管线上的残余压力。

  气体放电管(GDT)是一种适合使用的新型SPD装置,因为它的价格也相对较低。与MOV相比,GDT具有以下重要特点:GDT比MOV具有更好的重复放电特性,不易损坏。MOV是箝位元件,而GDT是短路元件。一旦GDT被操作,它就处于近似短路的低电阻状态。其短路操作可能持续大约半个周期(10ms)直到过零。因此,气体放电管通常需要与短路保护装置(例如保险丝或断路器等)结合使用。)。GDT工作电压的准确度低于MOV。一般来说,MOV工作电压的准确度为10%,而GDT为20%。对于户外在线不间断电源,由于雷电冲击和过电压操作频繁,考虑到短路保护装置恢复不便,一般不适合直接使用气体放电管作为过电压保护装置。

  因为MOV和GDT有不同的性能特征,它们的应用也有很大的不同。理想的过电压保护装置要求泄漏电流小、动作响应快、残余电压低、不易老化等。然而,现有的单一设备不能完全满足要求。为了结合这两种设备的特点,可以将这两种设备结合起来,充分发挥各自的优势。当两个器件串联使用时,MOV的漏电流比GDT大,但GDT没有这个问题。然而,GDT有追随直流屏 潮流的问题。MOV与MOV串联使用后,对其有一定的限流作用,能及时中断后续电流。在实际应用中,也可以通过在放电管的两端并联电容器来改进。当发生浪涌时,电容器的初始充电状态相当于短路,这导致MOV首先导通,电容器还充当GDT的储能元件。电容器充电后,GDT传导并形成电容器的放电回路。

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