避雷器元件工作原理及設計原理是什麼

防雷器包括:電源防雷器和信號防雷器,防雷器也稱避雷器,浪涌保護器,電涌保護器(Surge Protection Devices,簡稱SPD),過電壓保護器。防雷器是通過現代電學以及其它技術來防止被雷擊中的設備。避雷器中的雷電能量吸收,主要是氧化鋅壓敏電阻和氣體放電管。防雷器主要是包括:電源防雷器和信號防雷器。

工具/原料

火花間隙

金屬氧化壓敏電阻

瞬太抑制式二極體

方法/步驟

放電間隙:原理是兩個如牛角現狀的電極,距離很短,用絕緣材料分開,當兩個電極間的電場強度達到擊穿強度時,電極之間形成電流通路。當雷電波來到的時候首先在間隙處擊穿,使間隙的空氣電離,形成短路,雷電流通過間隙流入大地,而此時間隙兩端的電壓很低,從而達到保護線路的目的。電場強度低於擊穿間隙時,放電間隙型避雷器又恢復絕緣狀態。常用於高壓線路的避雷防護中。在低壓系統,常用於電源的前級保護。

以氧化鋅為主要成分的金屬氧化物半導體非線性電阻,當加在電阻兩端的電壓小於壓敏電壓時,壓敏電阻呈高阻狀態,如果並聯在電路上,該閥片呈斷路狀態;當加在壓敏電阻兩端的電壓大於壓敏電壓時,壓敏電阻就會擊穿,呈現低阻值,甚至接近短路狀態。壓敏電阻這種被擊穿狀態是可以恢復的,當高於壓敏電壓的電壓被撤銷以後,它又恢復高阻狀態。當電力線被雷擊時,雷電波的高電壓使壓敏電阻擊穿,雷電流通過壓敏電阻流入大地,使電力線上的類電壓被鉗制在安全範圍內。

二極放電管:有兩種形式:一是齊納型(為單向雪崩擊穿),二是雙向的矽壓敏電阻。性能類似開關二極體等。在規定的反向電壓作用下,兩端電壓大於門限電壓時,其工作阻抗能立即降至很低的水平以允許大電流通過,並將兩端電壓鉗制在很低的水平,從而有效地保護末端電子產品中的精密元件避免損壞。雙向TVS可在正反兩個方向吸收瞬時大脈動功率,並把電壓鉗制在預定水平。適用於交流電路。

注意事項

殘壓高(2.5~3.5KV),反應時間長(≦100ns),動作電壓精度較低,有工頻續流,因此在保護電路中應串聯一個熔斷器,使得工頻續流迅速被切斷。

容易老化,動作幾次後,漏電流會增大,從而導致壓敏電阻過熱,最終導致老化失效。

電流負荷量小,電容相當高,一般在20pF以下,現在的陶瓷放電管能夠做到3~5pF。

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