- 浪涌保护器
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- 防雷器
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一、雷电的产生上一张提到的三条保护原则中,后面两条均需要外加一些保护元件才能实现.本章仅就常用保护元件的选择问题作进一步论述.不动作电压或称低限制电压,它指该管保持高阻状态时所能承受的高电压值(如图6所示的UA).此值因与流过的电流有关,因而规定电流为1mA时的电压即为不动作电压.从某种意义上讲。
国际上和我国都规定，电源线进户处应实施总等电位联接，即将电源线进户处附近所有的金属构件、管道均与PE线联接。在特别潮湿、触电危险的场所(如浴室)还必须进行辅助等电位联接，即将该场所内所有的金属构件、管道再与PE线相互连接。
例如：变压器中性点接地、接闪器和避雷器的接地是工作接地。互感器二次侧端子接地、设备外壳接地为保护接地。防直击雷采取的措施是引导雷云与避雷装置之间放电，使雷电流迅速流散到大地中去，从而保护建筑物免受雷击。
(二)引下线过流保护非自复型(串联用)自复型:正温度系数热敏电阻4、避雷器的使用类型及功用：还需要考虑的是压敏电阻的阻值(非动作时)并非无限大,工作与有恒定电压的情况下,会存在一定的漏电流,若产品质量不好,漏电流会逐渐增大甚至自行损坏.况且,长时间流过这些弱电流也会形成温升,只是慢慢老化而缩短寿命。
1个三级放电管[如土3(a)所示]其保护效果优于使用3个二级放电管[如图3(b)所示],更优于仅使用两个纵向保护二级放电管[如图3(b)所示中没有G3的情况].通常在a、b线上所感应的雷电压Uae(U’ae)和Ube(U’be),当线路结构、绝缘等条件相同,放电管尚未击穿前,Uae(U’ae)≈Ub。
冲击击穿电压值与施加至极间冲击波性的波前(沿)陡度有明显的关系,即波前越陡,电压值越高,反之亦然.当陡度降得很缓慢时,即为标称直流击穿电压值.这一特性常以放电管冲击击穿电压和放电(动作)时间关系的“伏秒特性”曲线来描述(如图2所示).图中的曲线越平直、越靠近Vdc值,则其保护效果越好.引下线沿建(构。
但由于工艺要求或其它原因，被保护设备的安装位置不会正好设在界面处而是设在其附近，在这种情况下，当线路能承受所发生的电涌电压时，浪涌保护器可安装在被保护设备处，而线路的金属保护层或屏蔽层宜首先于界面处做一次等电位连接。
在正常状态下，Ic应不会造成任何人身安全危害(非直接接触)或设备故障(如RCD)。在实际的工作中，一般都将电源浪涌保护器设在总配电房、各楼层的配电箱中及被保护设备前，均取得了较好的防护效果。3.1.1在LPZ0区与LPZ1区交界处，在从室外引来的线路上安装的SPD应选用符合T1级分类试验(即通过SPD的10/350us波形的雷电流幅值)的产品。
通过对建筑物的防雷类别确定雷电流的幅值及雷电流直击在该建筑后在各种管道、线路上的能量分配来确定其通流量的取值。3.1.2在LPZ1区与LPZ2区交界处，分配电盘处或UPS前端宜安装第二级SPD,可选用经T1或T2级分类试验的产品。
其标称放电电流In通常为20KA(8/20us)。3.1.3在重要的终端设备或精密敏感设备处，宜安装第三级SPD,可选用经T1或T2级分类试验的产品，其标称放电电流In通常为10KA(8/20us),同时具有更短的响应时间。
3.2间距与能量匹配问题在安装SPD时要考虑两级之间的能量匹配问题，在一般情况下，当在线路上多处安装SPD且无准确数据时，电压开关型SPD与限压型SPD之间的线路长度不宜小于10米，限压型SPD之间的线路长度不宜小于5米。
还应注意以下几点：3.2.1SPD采用低-高配置时，第二级SPD几乎没有用处，而采用高-低配置时，能前后配合分流。3.2.2随着两极间距的缩短，前级分流作用下降，后级通过的电流和能量上升，当距离过近时，前级几乎不起作用。
如下图所示安装方式安装方式由上图可知，在设备两端的残压ULPE=U1+Up,由于连接导线较短，大大减少了电涌在导线上的压降(实验证明：1m导线在20KA、8/20us波形冲击下产生的压降为1KV),也使加在设备两端的电压降低，从而起到保护的作用。
实行电源分组供电，例如：将执行电机的驱动电源与控制电源分开，以防止设备间的干扰。
（5）采用噪声滤波器也可以有效地抑制交流伺服驱动器对其它设备的干扰。该措施对以上几种干扰现象都可以有效地抑制。
（6）采用隔离变压器。考虑到高频噪声通过变压器主要不是靠初、次级线圈的互感耦合，而是靠初、次级寄生电容耦合的，因此隔离变压器的初、次级之间均用屏蔽层隔离，减少其分布电容，以提高抵抗共模干扰能力。
（7）采用高抗干扰性能的电源，如利用频谱均衡法设计的高抗干扰电源。这种电源抵抗随机干扰非常有效，它能把高尖峰的扰动电压脉冲转换成低电压峰值（电压峰值小于TTL电平）的电压，但干扰脉冲的能量不变，从而可以提高传感器、仪器仪表的抗干扰能力。
低功耗
产品的功耗是各个功能单元功耗的总和，只有降低各个功能单元的功耗才能使得总得功耗降低，增加产品的热稳定性和寿命。隔离器主要在输入、输出、电源、隔离四个单元进行技术改进。
1、 输出单元模块的自适应负载技术
输出模块可以根据负载的大小动态调整输出模块的输出功率，从而减少自身的发热。传统的负载设计是根据额定负载的大小设计输出功率，当输出负载非常小时，多余的负载功率就耗散在仪表内部，从而时仪表自身发热。假设一台隔离器的输出负载设计为750欧姆，那么输出驱动功率一般设计为0.5W。如果在实际应用中此隔离器的负载使用在50欧姆的环境下，那么就有 0.5W-0.02W = 0.48W的功率转换为仪表自身的发热。如果时多路输出将产生更多的热量，而降低输出模块的额定功率在实际应用中又难以应付市场的复杂状况。
2、隔离单元模块的低功耗改进
隔离单元是决定产品技术指标的重要单元。
隔离技术主要有磁隔离与光隔离两大类。隔离电路形式有直接调制耦合，反馈调制耦合等多种形式，具体采用什么形式要根据产品的技术指标而定。总的来讲可以大致分为开关量号采用光隔离，模拟量号采用磁隔离的方式。从技术复杂程度来看，磁隔离比光隔离处理技术复杂，采用磁隔离技术，设计者可以根据技术指标采用合适的设计方案，隔离的线性、精度可以根据产品的要求灵活控制。而光隔离的线性、精度只能依赖器件厂家提供的技术指标，设计人员可以调整的方式很少，也不可能超过厂家提供的技术指标。由于功耗大，光电隔离也不能实现无源隔离。磁隔离模式有电流互感模式、电流互感反馈模式、电压互感模式、电压互感反馈模式、电流互感功率补偿模式等，电流互感功率补偿模式是相对来说功耗低的模式。
3、电源模块
电源的技术指标是基础，决定产品的性能。流行的电源拓扑形式虽然非常多，也很成熟。
优越性
在各个过程环路中使用号隔离办法可以用DCS或PLC等隔离卡件或者现场带隔离的变送器（部分设备可以做到），也可以使用号隔离器来实现。比较起来，用号隔离器有以下优点：
● 绝大部分情况，采用号隔离器+非隔离卡件比采用隔离卡件便宜。
● 号隔离器比隔离卡件在隔离能力、抗电磁干扰等方面性能更加优越。
● 号隔离器应用灵活，而且它还有型号转换和 号分配功能，使用起来更加方便。
● 号隔离器通常有单通道、双通道、一入二出等通道形式，通道间相互完全独立，构成系统的配置、日常维护更加方便。
当屋面装有金属旗杆或金属柱时，均应与避雷带或避雷网连接起来。避雷网是接近全保护的一种防雷笼网是笼罩着整个防雷笼网是笼罩着整个物的金属笼，它是利用建筑结构配筋所形成的笼作接闪器，对于雷电它能起到均压和屏蔽作用。
接闪时，笼网上出现高电位，笼内空间的电场强度为零，笼上各处电位相等，形成一个等电位体，使笼内人身和设备都被保护。对于预制大板和现浇大板结构的建筑，网格较小，是理想的笼网，而框架结构建筑，则属于大格笼网，虽不如预制大板和现浇大板笼网严密，但一般民用建筑的柱间距离都在7.5m以内，所以也是安全的。
利用建筑物结构配筋形成的笼网来保护建筑，既经济又不损坏建筑物的美观。(6)在易受浪涌冲击的电路中应选用碳膜电阻,不要使用耐冲能力较差的金属膜电阻.接地体不应该在回填垃圾、灰渣等地带埋设，还应远离由于高温影响使土壤电阻率升高的地方。
接地体埋设后，应将回填土分层夯实。2.保护元件应具备的特性它是由相互离开的一对冷阴板封装在充有一定的惰性气体（Ar）的玻璃管或陶瓷管内组成的。为了提高放电管的触发概率，在放电管内还有助触发剂。这种充气放电管有二极型的，也有三极型的，为满足接地电阻的要求，垂直埋设的接地体常不只1根，用水平埋设的扁钢将它们连接起来，所采用扁钢的截面不小于100mm2，扁钢厚度不小于4mm。
其中在TN系统中又分为：TN-C、TN-S、TN-C-S等三种保护接地方式。防止反击的措施有两种。一种是将建筑物的金属物体(含钢筋)与防雷装置的接闪器、引下线分隔开，并且保持一定的距离。另一种是，当防雷装置不易与建筑物内的钢筋、金属管道分隔开时，则将建筑物内的金属管道系统，在其主干管道外与靠近的防雷装置相连接，有条件时，宜将建筑物每层的钢筋与所有的防雷引下线连接。
