简论三种三种低压交流电源体系防雷保护电路保护性分析站

[摘 要]：各领域应用广泛的低压交流电源系统由于其自身耐过电压能力较差而极其容易遭受雷击，会为人们的生活带来巨大是生活损失。本文选择压敏电阻构成的两级电涌保护电路、带LC滤波器的两级电涌保护电路、压敏电阻配合放电管构成的两级电涌保护电路三种低压交流电源对过电压的防雷保护电路的保护性进行浅要的分析。
[关键词]：低压交流电源 防雷保护电路 保护性
雷电是一种很普遍的物理现象，对于雷电的形成人们至今仍旧处于探索阶段。随着人们生活水平提高，电子信息设备的广泛使用，雷电对于人们生活的危害也越来越大，其主要原因是因为雷电电涌产生的过电压会使得一般电子设备出现事故或者故障。而各领域应用广泛的低压交流电源系统由于其自身耐过电压能力较差而极其容易遭受雷击，会为人们的生活带来巨大是生活损失。因此，探讨低压交流电源系统的防雷保护性能具有重大的意义，不仅能够指导人们更安全的运用电子设备，同时也具有一定的经济效益。本文选择压敏电阻构成的两级电涌保护电路、带LC滤波器的两级电涌保护电路、压敏电阻配合放电管构成的两级电涌保护电路三种低压交流电源对过电压的防雷保护电路的保护性进行浅要的分析。

一、三种低压交流电源系统分析

一般来说压敏电阻是低压交流电源的保护电路的主要构成，为了更好的突出保护效果，一般会加上LC滤波器和放电管。压敏电阻的主要设计特征就是为了保护电子元件或者产品免受雷击或者突发诱因的波动，当瞬间突波高压出现时，压敏电阻阻值变低，造成电路短路，从而保护电子元件。1.当保护电路中加入LC滤波器之后，它能够使得电路中的电容电压之比随着入射波的波长以及入射波电压变化而变化，并且成线性关系，与滤波器 周期成反比，因此，在设计滤波器的时候，需要选取滤波器周期大的，来降低滤波器输出的峰值电压值，从而更有效的保护原电路。2.当保护电路中放置了放电管后，放电管本身是一种高压保护元件，当其两端的电压高出额定值，内部会吸收输入的过电压，出现短路，进而保护电路。

二、三种低压交流电源系统防雷保护电路的保护性体现

对于低压电源系统来说，电涌主要来自于内部电涌和外部电涌，内部电涌主要来自内部用电设备，如开关电源等，外部电涌则来自于雷电，当雷电发生放电时，使得云层与地面间的电位瞬间升高，发生雷击并且通过雷源于：本科论文www.618jyw.com
击进行放电。防雷保护电路的主要是防止因雷电产生的外部电涌产生的电子设备故障。针对以上三种低压交流电源系统防雷保护电路的保护性体现研究，采用PSCAD/EMTDC对三种电路分别进行了仿真分析。

1.由压敏电阻构成的两级电涌保护电路

实验过程中，主要采用了共模和差模两种模拟雷电侵入方式侵入低压交流电源系统。选用4个共模过电压抑制压敏电阻，2个差模过电压抑制压敏电阻，在零线与火线之间防止差模抑制压敏电阻，火线与地线之间，以及零线与地线之间分别防止共模抑制压敏电阻。通过分别模拟共模和差模两种雷电侵入方式，得出实验结果，验证了实验值与计算值在偏差范围内，证实了仿真的有效性。当模拟雷电信号侵入时，电压波进入保护电路，随之达到了电感，电感能够产生反射波与折射波，并且经过来波与反射波的叠加升高第一级压敏电阻的电压，通过折射波组织第二辑压敏电阻的上升速度，加强电路保护的限压作用。

2. 带LC滤波器的两级电涌保护电路

模拟雷电电涌冲击下，瞬间电压增大，与此同时，电容随之增大，而压敏电阻的电压幅值变化速度减慢，进而引起电容的电压幅值变化速度降低，故而起到限压作用，通过计算结果与实验结果的对比，证实了仿真性的有效性。

3. 压敏电阻配合放电管构成的两级电涌保护电路

实验过程中，主要采用了共模模拟雷电侵入方式侵入低压交流电源系统。在压敏电阻之间配合放电管来抑制共模过电压。采用1.2 / 50 μs 冲击电压发生器作为共模模拟电压侵入设备，通过示波器获得测试残压波形，与仿真波形进行偏差比较，证实了仿真的有效性。

三、三种低压交流电源系统防雷防护措施；

对于低压交流电源系统来说，最主要的防雷保护措施为装设电涌保护器（super protective device）。当雷电出现时，感应雷会在电源系统中产生过电压和过电流，而电涌保护器的主要作用是对电子系统的产生感应干扰，从而降低电子系统内对雷电的感应过电压。电涌保护器在电路设计选择时候需要考虑到通流容量和电压保护水平，按照有关规定，通流容量的选择标准分配原则是选择首次和首次后的雷电流，假定总量的一般入地消散，其余电流平均分配。电压保护水平则可以直接理解为残压值越低越好。另外，对于装设电涌保护器的时候需要同时采取一些保护措施：共用及联合接地系统、以最短路径敷设线路及线路屏蔽措施、正确的配置安装电涌保护器等。当单级电涌保护器不能够完全限定雷电产生的过电压至保护水平以下的时候，需要采用多级电涌保护器。
四、小结
人们的生活在进步，对雷电的认识不断深入，我国的电子信息设备信息技术正在飞速发展，同时也需要注重电子设备的防雷保护。雷电现象产生的直击雷和感应雷会产生强大的雷电电涌，侵入电子信息中去，产生的过电压与过电压会使得电子设备产生无法弥补的损坏，为了确保电子设备能够免受雷电危害，对于低压交流电源系统的防雷保护研究需要不断深入，不断探索出更加方便人类生活的综合防雷措施。
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