开关型浪涌保护器工作原理与作用

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开关型浪涌保护器(也称为间隙放电型浪涌保护器)广泛应用于220V/380V电源的供电系统中,主要用于抑制由雷电等原因引起的过电压。根据工作原理的不同,浪涌保护器可以分为电压开关型浪涌保护器电压限制型浪涌保护器。下面我们将详细了解开关型浪涌保护器的作用、工作原理和使用范围。


一、主要作用

开关型浪涌保护器,如天盾雷电的MA25MA50型号,是间隙放电型器件,其主要作用是泄放雷电能量。由于其具有较大的雷电能量泄放能力,能够在发生雷击或电压浪涌时迅速将过电压导入地面,从而保护设备不受到高电压的损坏。

开关型浪涌保护器的特点是其高通流能力,适合在一些需要处理大电流浪涌的场合使用,尤其是在需要处理较大雷电能量的地方。


二、工作原理

开关型浪涌保护器的工作原理基于其电阻/阻抗特性:

  • 在正常情况下(无浪涌电压时),开关型浪涌保护器呈现高阻抗,即几乎不会影响电力系统的正常运行。
  • 当电压发生浪涌或突变时,浪涌保护器的阻抗会迅速降低为低阻抗,从而提供一个低电阻通道,允许浪涌电流流入地面。

这种工作模式可以将过电压降低到接近零的水平,防止过电压对设备造成损害。其原理依赖于有效的放电间隙或放电元件,如:

  • 气体放电管(GDT):气体放电管在电压达到设定阈值时会发生击穿,形成低阻抗通道,泄放浪涌电流。
  • 晶闸管(SCR)和三端双向可控硅(TRIAC):这些元件也可以快速导通电流,将浪涌电压引导到接地。

常见的开关型浪涌保护器包括气体放电管(GDT)和晶闸管(SCR),这些器件在短时间内能够有效地吸收和泄放雷电能量。


三、使用范围

开关型浪涌保护器主要用于处理较大的浪涌电流,因此具有较强的放电能力。尽管其放电能力强,但其残压较高,意味着它只能在一些对残压要求不太严格的区域使用。

  • 适用区域:开关型浪涌保护器通常用于LPZ0LPZ1区(即雷电防护区域0和1),这些区域的设备和电路受到雷电波和高电压浪涌的风险较大,需使用具有较大通流能力的保护器。
    • LPZ0区:接近雷击源的区域,需要承受来自直接雷击的巨大能量。
    • LPZ1区:较为接近雷击源的区域,主要承受通过电力线路、信号线路传导来的雷电能量。

由于开关型浪涌保护器的特点,残压较高,它们通常不会用于对残压要求极为严格的设备保护,而是主要用于处理大电流的雷电浪涌,保护设备不受雷电电磁脉冲等高能量电压波动的影响。


  • 开关型浪涌保护器主要通过改变阻抗的方式来保护电力系统免受浪涌电压的损害。
  • 它们在无浪涌时表现为高阻抗,浪涌电压发生时瞬间转变为低阻抗通道,有效泄放雷电能量。
  • 由于其强大的放电能力,开关型浪涌保护器适合用于LPZ0LPZ1区等雷击风险较大的区域,主要用于泄放较大浪涌电流。
  • 其残压较高,因此通常不会用于对残压要求较低的设备。

这种类型的浪涌保护器非常适合在雷电频发区域和需要处理大电流浪涌的场所中使用。