浪涌保护是保护设施免受电气事件影响的基本要求。具体来说,浪涌保护器(SPD)旨在限制瞬态电压并转移浪涌电流以保护系统和设备。
SPD浪涌保护器必须考虑的一种现象是临时过电压(TOV)。传统设备处理 TOV 的方式可能会导致火灾和其他安全隐患。它们还可以限制设备的使用寿命,使其对未来的浪涌毫无用处。
了解新技术如何使 地凯科技SPD 能够更好地保护设施免受瞬态事件的影响,而不会造成安全隐患或过早磨损设备。
过电压的类型
SPD的主要作用是防止过电压损坏设备。有两种类型:一种类型发生迅速,可以立即损坏设备,另一种常见但很少造成损坏。
瞬态电压
第一种类型是瞬态电压,这是一种非常大的电压,在正常电源上具有极短的持续时间。下图所示的三个锐角代表瞬态电压。请注意,它们远远超出了标称供应量。
虽然短暂,但其中一个事件的高峰很容易损坏敏感的电子设备。闪电是这些瞬变的原因之一,但其中绝大多数实际上来自设施内。
图一
临时过电压
过电压是指配电系统电压在高于“正常”电压的时间内比瞬态电压增加的时间更长。
图二
这些 TOV 可以分为两种类型。那些发生时间相对较短的事件,如上所示,这些有时被称为膨胀事件。这些通常效果不大,无需防护设备干预或操作即可恢复正常。第二种类型的 TOV 可能会持续很长时间或具有异常高的幅度。这些通常是由电力系统中的故障引起的(中压网络中的故障,或者有时现场的接线问题,例如中性线丢失)。这些可以更立即地导致设备过热和故障。在存在SPD的地方,需要仔细设计它们来处理此类事件。
SPD 需要安全地处理所有 TOV,而不会造成会抑制未来浪涌性能的损坏。
TOV 的传统电涌保护
为了限制瞬态事件,传统的SPD技术利用金属氧化物压敏电阻和/或硅雪崩二极管来箝位或限制电压。对于超出可接受的工作阈值(即标称钳位电压)的每个波,器件会尝试箝位并限制浪涌。
问题是 TOV 可以持续多个周期,这在 SPD 的生命周期中很长。以美国为例,典型电源为 110V,60Hz。如果提供的电力超过阈值,则当电压超过该阈值时,传统的SPD以60Hz的速率在每个半周期的峰值处箝位。反复夹紧会导致设备积聚热量,进而失效,并可能产生火灾危险。即使不是完全失败,它也会降低SPD的长期执行能力。
在下面的视觉效果中,虚线表示标称SPD钳位电压,实心波浪线表示标称交流电源工作电压。任何短时间的浪涌在虚线上方都会被SPD迅速钳制。
图三
在下图中,波浪虚线表示 TOV。与真正的雷电浪涌(通常是短暂而突然的)不同,TOV 的持续时间延长意味着 SPD 不断夹紧,导致其迅速过热。如果设计不当,就会成为潜在的安全隐患(例如火灾)。
图四
瞬态判别技术
新技术在面对 TOV 等浪涌时为 SPD 增加了智能水平。
具体而言,nVent ERICO 瞬态判别 (TD) 技术可区分持续 TOV 和真正的瞬态或浪涌事件。好处是显着的:
TD技术确保在实际应用中的安全操作。
TD技术延长了SPD的使用寿命。
通常与闪电或负载切换相关的快速瞬变是SPD用于保护的危险浪涌事件。如下图所示,当发生持续的TOV事件时,充其量,传统技术SPD可以安全地断开连接而不会引起火灾。在最坏的情况下,它无法断开连接,随后的不受控制的故障模式可能会对设施造成损坏。
图五
断开连接后,它不再存在以夹紧任何后续浪涌,从而使设施容易受到损坏。
与传统的SPD不同,地凯科技TD技术通过有效地具有两个夹紧级别来延长SPD的使用寿命。关键在于检测瞬态频率的快速开关,并且仅尝试箝位真正的快速持续时间雷电或开关类型浪涌。在所示的场景中,首先闪电浪涌被SPD迅速钳制。在同一雷暴期间,发生电源故障导致TOV。TD技术SPD检测到这一点,并且不会尝试钳制。TOV 过后一段时间,又发生了一次雷击。当然,SPD仍在电路中,并再次迅速采取行动来抑制这种激增。因此,始终能够区分浪涌和 TOV,从而在现场实现异常长的使用寿命。
图六
如上图所示,TD技术有效地允许SPD具有两个夹紧级别:
远高于 TOV 峰值(高达其标称交流电压的两倍)。
一个低得多,有效和迅速地抑制有害的闪电瞬变。
区分不同类型的“浪涌”事件可确保,无论事件类型如何,SPD 都能继续执行和保护其保护的关键设备。