一文看雷擊浪涌的防護解析
更新時(shí)間:2024-01-05 點(diǎn)擊次數:354
電子設備雷擊浪涌抗擾度試驗的國家標準為GB/T17626.5(等同于國際標準IEC61000-4-5 )。標準主要是模擬間接雷擊產(chǎn)生的各種情況: (1)雷電擊中外部線(xiàn)路,有大量電流流入外部線(xiàn)路或接地電阻,因而產(chǎn)生的干擾電壓。 (2)間接雷擊(如云層間或云層內的雷擊)在外部線(xiàn)路上感應出電壓和電流。 (3)雷電擊中線(xiàn)路鄰近物體,在其周?chē)⒌膹姶箅姶艌?chǎng),在外部線(xiàn)路上感應出電壓。 (4)雷電擊中鄰近地面,地電流通過(guò)公共接地系統時(shí)所引進(jìn)的干擾。標準除了模擬雷擊外,還模擬變電所等場(chǎng)合,因開(kāi)關(guān)動(dòng)作而引進(jìn)的干擾(開(kāi)關(guān)切換時(shí)引起電壓瞬變),如:
(1)主電源系統切換時(shí)產(chǎn)生的干擾(如電容器組的切換)。 (2)同一電網(wǎng),在靠近設備附近的一些較小開(kāi)關(guān)跳動(dòng)時(shí)的干擾。 (4)各種系統性的故障,如設備接地網(wǎng)絡(luò )或接地系統間的短路和飛弧故障。一種是雷擊在電源線(xiàn)上感應生產(chǎn)的波形;另一種是在通信線(xiàn)路上感應產(chǎn)生的波形。這兩種線(xiàn)路都屬于空架線(xiàn),但線(xiàn)路的阻抗各不相同:在電源線(xiàn)上感應產(chǎn)生的浪涌波形比較窄一些(50uS),前沿要陡一些(1.2uS);而在通信線(xiàn)上感應產(chǎn)生的浪涌波形比較寬一些,但前沿要緩一些。后面我們主要以雷擊在電源線(xiàn)上感應生產(chǎn)的波形來(lái)對電路進(jìn)行分析,同時(shí)也對通信線(xiàn)路的防雷技術(shù)進(jìn)行簡(jiǎn)單介紹。上圖是模擬雷電擊到配電設備時(shí),在輸電線(xiàn)路中感應產(chǎn)生的浪涌電壓,或雷電落地后雷電流通過(guò)公共地電阻產(chǎn)生的反擊高壓,的脈沖產(chǎn)生電路。4kV時(shí)的單脈沖能量為100焦耳。
圖中Cs是儲能電容(大約為10uF,相當于雷云電容);Rs為脈沖持續時(shí)間形成電阻(放電曲線(xiàn)形成電阻);雷擊浪涌抗擾度試驗對不同產(chǎn)品有不同的參數要求,上圖中的參數可根據產(chǎn)品標準要求不同,稍有改動(dòng)。(1)開(kāi)路輸出電壓:0.5~6kV,分5等級輸出,最后一級由用戶(hù)與制造商協(xié)商確定;(2)短路輸出電流:0.25~2kA,供不同等級試驗用;(3)內阻:2 歐姆,附加電阻10、12、40、42歐姆,供其它不同等級試驗用;(4)浪涌輸出極性:正/負;浪涌輸出與電源同步時(shí),移相0~360度;3級:普通的電磁騷擾環(huán)境、對設備未規定特殊安裝要求,如工業(yè)性的工作場(chǎng)所;4級:受?chē)乐仳}擾的環(huán)境,如民用空架線(xiàn)、未加保護的高壓變電所。圖中18uF電容,可根據嚴酷等級不同,選擇數值也可不同,但大到一定值之后,基本上就沒(méi)有太大意義。10歐姆電阻以及9uF電容,可根據嚴酷等級不同,選擇數值也不同,電阻最小值可選為0歐姆(美國標準就是這樣), 9uF電容也可以選得很大,但大到一定值之后,基本上就沒(méi)有太大意義。