即使是很小的電涌或峰值電壓也可以最終摧毀或影響昂貴的電子設備的性能,如電腦、電話、傳真、電視、音頻/視頻設備和其它家用電器和工具。電腦芯片的普遍使用越發需要電涌保護,因為這些芯片往往對電壓波動都十分敏感。因此安裝電源電涌保護器十分必要。
一、通流量的選擇
1)建筑物防雷分區和等電位連接例子
LPZOA本區內的各物體都可能遭到直接雷擊,因此,各物體都可能導走雷電流,本區的電磁場沒有衰減。
LPZOB本區內的各物體都不可能遭到直接雷擊,但本區內的電磁場沒有衰減。
LPZ1本區內的各物體都不可能遭到直接雷擊,流向各導體的電流,比LPZOB區進一步減少,本區內的電磁場也可能衰減,這取決于屏蔽措施。
LPZ2(后續的防雷區)如果需要進一步減少所導引的電流和(或)電磁場,就應引入后續防雷區,應按照需要保護的系統所要求的環境選擇后續防雷區。
2)建筑物電源系統的通流容量選擇
應根據國家標準GB50057-94《建筑物防雷設計規范》中規定的建筑物防雷等級要求進行選用。
LPZOA區采用10/350μs波形(主要作用是泄放直擊雷的能量)
二、最大持續工作電壓值(Uc)的選擇
氧化鋅壓敏電阻防雷器(如TPSB65,TPSC40)的最大持續工作電壓值(Uc),是關系到防雷器運行穩定性的關鍵參數。在選擇防雷器的最大持續工作電壓值時,除了符合相關標準要求外,還應考慮到安裝電網可能出現的正常波動及可能出現的最高持續故障電壓。
按照IEC61643-2的說明,在TT交流供電系統中,相線對地線的最高持續故障電壓,可能達到標稱電壓(UN)(交流電壓220Urms)的1.5倍,即有可能達到330Urms。故此在電流不穩定的地方,建議選擇TOWE電源防雷器的最大持續工作電壓值(Uc)為385Urms的模塊。
在直流電系統中,并沒有一個統一的最大持續工作電壓值(Uc)與正常工作電壓(Un)之比例,但經驗上該比例一般可取1.5倍到2倍之間。
三、殘壓(Ures)的選擇
單純考慮防雷器殘壓越低越好,并不全面,并且容易引起誤導。首先,不同產品標稱的殘壓數值,必須注明測試電流的大小和波形,才能有一個共同比較的基礎。一般以20KA(8/20μs)測試電流記錄殘壓,作為比較。
其次,對于壓敏電阻防雷器選用殘壓越低時,通常意味其最大持續工作電壓(Uc)越低。
再次,過分強調低殘壓,是需要付出降低最大持續工作電壓(Uc)的代價。后果是在市電不穩定地區,防雷器容易因長時間持續過電壓而損壞。其實對壓敏電阻型防雷器,最大持續工作電壓(Uc)和殘壓,就好象天平的兩邊,不可側重任何一邊。按照以往經驗,殘壓在2KV以下(20KA8/20μs),就能對用戶設備提供足夠的保護。
四、報警功能的選擇
為了監測防雷器的運行狀況,當防雷器出現損壞時,用戶應該及時知道并更換損壞的防雷模塊。為了在不同的應用環境下都可以實現即時監測,需要選擇合乎特定環境的報警裝置。
TOWE防雷器的報警裝置有三種可選,適用不同環境的不同要求。
聲光報警裝置-AS,適用在有人值守的環境;遙信報警裝置-S,適用在無人值守的環境;
遙信帶電壓檢測報警裝置-防雷箱附加功能,適用在無人值守的環境,同時可對電源有否停電及缺相進行監測。
五、防雷器失效時保護電路的設計后備保護空氣開關
基于電氣安全原因,任何并聯安裝在電源相對中或相對地間的電氣元件,為防止故障短路,必需在該電氣元件前安裝短路保護器件,例如空氣開關或保險絲。
六、在供電環境惡劣的情況下,電路設計應特別考慮—3+1結構設計
在供電環境惡劣的地區,或不清楚供電情況的地區,建議用戶采用3+1結構的防雷器。3+1防雷器是指相線與零線之間安裝壓敏電阻防雷模塊,而零線和地線之間安裝放電間隙防雷模塊。此種保護結構較傳統的相線與地線間安裝防雷模塊,具有更可靠之優點。在TT電網之下,防雷器如連接在市電相線與地線之間,回路阻抗主要是接地電阻,在不同的環境接地電阻差異很大,某些地方接地阻值偏高,并非不常見。
電網故障時,比如說中性線斷開或零點漂移,形成市電故障電壓長期高于防雷器最大持續工作電壓(Uc),防雷器損壞產生回路故障電流。在接地電阻值偏高或地線接觸不良的情況下,流經防雷器的短路電流太小,無法使前級保險絲跳脫,使防雷器持續過電流,造成損壞。采用NPE模塊的3+1結構防雷器在電網故障時,即使接地電阻值高或地線接觸不良的情況下,因為防雷器接在相線與零線之間,而市電相線與零線回路阻抗,主要是供電變壓器及供電電纜,阻抗很低,故此故障電流很大,流經防雷器的電流可使前級保險絲(空開)跳脫,使防雷器與電網隔離,確保電路安全。