系統(tǒng)防雷器介紹

在太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)和風光互補供電系統(tǒng)中，由于光照和風能都是隨著環(huán)境不斷變化的，因此系統(tǒng)所發(fā)出的電能極其不穩(wěn)定，并且由于太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)和風光互補供電系統(tǒng)屬于離網型發(fā)電系統(tǒng)，大多都安裝與野外，如果遇到雷雨天氣，極易被閃電所產生的電弧所影響，系統(tǒng)會產生幾倍于安全界限的電壓電流；因此在太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)和風光互補供電系統(tǒng)中都需要加入相對應的浪涌保護器。

浪涌保護器（Surgeprotection Device）又稱防雷器，是電子設備雷電防護中不可缺少的安全裝置。它作用是把竄入電力線、信號傳輸線的瞬時過電壓限制在設備或系統(tǒng)所能承受的電壓范圍內，并將強大的沖擊電流泄入到地下，從而設備或系統(tǒng)不受沖擊電涌的損壞。

1.防雷過程

當電路受到外來雷擊電涌沖擊、雷擊電磁感應或者操作過電壓時，浪涌保護器會吸收多余的雷電流，并且對地放電。在常見的浪涌保護器中，都有一個稱為金屬氧化物變阻器（MOV）即壓敏電阻，它由氧化鋅為主體，添加多種金屬氧化物，通過電子陶瓷工藝制成多晶半導體陶瓷元件，用來轉移多余的電壓。作為核心元器件，它決定著一個浪涌保護器的好壞。

壓敏電阻由三部分組成：中間是一根金屬氧化物材料，由兩個半導體連接著電源和地線。這些半導體具有隨著電壓變化而改變的可變電阻。當電壓低于某個特定值時，壓敏電阻中電阻很高，浪涌保護器不工作。反之，當電壓超過該特定值時，電子運動會發(fā)生變化，半導體電阻會大幅降低，電路導通，吸收過電流對地放電。

2.分類防護

在配電系統(tǒng)中，浪涌的在系統(tǒng)內外都會出現。根據統(tǒng)計，系統(tǒng)外的浪涌主要來自于雷電和其它系統(tǒng)的沖擊，約占20%；系統(tǒng)內的浪涌主要來自于系統(tǒng)內部用電負荷的沖擊，約占 80%。

2.1開關型浪涌保護器

系統(tǒng)外的浪涌是屬于直接雷，具有很高的瞬時峰值，電壓可以在幾微秒內上升到2萬伏，就像炸彈爆炸，瞬間就能破壞內部電子元器件。為了應對這種情況，我們可以采用開關型浪涌保護器，當沖擊電壓達到一定值時，SPD的電阻突然下降變?yōu)榈妥柚担沟秒娏鲝腟PD通過。它可以抑制正弦波峰值電壓上固定值以外的浪涌，對系統(tǒng)外部產生的高能量脈沖型浪涌非常有效。

2.2限壓型浪涌保護器

系統(tǒng)內的浪涌屬于感應雷，它的波形就像海浪，一重一重涌過來，雖然幾千伏的電壓峰值沒有外部浪涌高，但是多次的沖擊造成的破壞也是當仁不讓。根據這種特點，我們一般采用限壓型浪涌保護器。當沒有浪涌出現時，SPD呈高阻狀態(tài)；隨著沖擊電流的逐步提高，SPD的電阻持續(xù)下降，使電涌轉而從浪涌保護器通過。浪涌抑制包絡隨著正弦波的變化而變化，它對內部產生的振蕩型浪涌最為有效。

2.3混合型浪涌保護器

當然，單獨的開關型浪涌保護器和限壓型浪涌保護器都具有一定的局限性，無法應對復雜的實際情況。而科佳電氣耗時3年獨立研發(fā)的混合型浪涌保護器則把兩者的優(yōu)點結合了起來，它由開關型元件和限壓型元件混合組成，根據是施加的沖擊電壓特性不同，混合型SPD有時呈現開關型SPD的特性，有時呈現限壓型SPD的特性，有時同時呈現兩種特性。這種浪涌保護器對于電源系統(tǒng)和信號系統(tǒng)的后續(xù)防雷保護、戶內精細保護具有很好的效果。

工作原理圖

結語

在科技高度發(fā)達的今天，各種電子設備已經完全融入到了我們的生產生活中，高度集成化的精密電子元器件對電流更加敏感，更易受到浪涌的損壞。小到家用電腦，大到企業(yè)自動化生產設備，浪涌保護器已經成為了社會上不可或缺的雷電防護設備。

審核編輯黃宇