可簡單接地220v二埠三模塊電源浪湧保護器的製作方法

2023-07-16 12:41:56 2

專利名稱：可簡單接地220v二埠三模塊電源浪湧保護器的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種220V電源系統可簡單接地的電源浪湧保護器，廣泛 應用於220V供電的電子電氣設備的雷擊浪湧的保護。 背秉技術浪湧保護器是用於限制瞬時過電壓和洩放浪湧電流的設備，它至少包含 一個非線性的元件，現有220伏電氣設備防雷標準推薦的和工程實際使用的 浪湧保護器均是由二個氧化鋅元件組成的二模塊二埠浪湧保護器，其原理 結構如圖1所示，在220伏電源系統中保護的實際應用如圖2所示。對二端 口浪湧保護器的雷擊保護效果可從圖2中的雷電位UA、 UB和雷電壓Uab上分析。在此，我們先分析雷電壓(雷擊殘壓)uab對電氣設備的危害程度。在圖2中，根據雷電位從高電位到低電位的洩放原則，A點的雷擊能量 有四個可能的洩放途徑，如圖3(A)所示，I,是沿電網線路系統形成洩放途經， I2是通過浪湧保護元件BLl和接地線形成洩放途經，I3是通過浪湧保護元件 BLl和BL2及電網線路的配電接地形成洩放途徑，14是通過電氣設備形成洩 放途經。相同的對B點的雷擊能量也有圖3(B)所示的四個可能的洩放途經。 對圖3所示的洩放途經根據不同的使用情況有以下幾種可能 一、當避雷接地線電阻為很小時，雷擊為不嚴重的不平衡雷擊，即雷擊 地電位Uc較低，並有Ua，b >Uc。 A、 B點的主要洩放途經如圖4所示。輸出 雷擊過電壓Uab其值如圖5所示。Uab=Ua-Ub=Ubli-Ubl2
我們知道地電位UC=IR=(I2A+I2B) R二、 當接地電阻R較大時，地電位Uc較高，會發生Uc〉UB或Uc〉UA 的情況，當有UA>UC， UC>UB時，A、 B點的雷電位主要的洩放途徑如圖6所示。此時浪湧保護器的輸出殘壓UAB的值如圖7所示，Uab=Ua+Ub=Ubl1+Ubl2同理，當有Ub〉Uc， UC〉UA，也有輸出殘壓UAB-ubu+UBL2的特性。三、 當遇嚴重的不平衡雷擊的情況下，有I2A或I2B其單個對地洩放電流 很大時，即使接地電阻很小，也會發生Uc〉UB或Uc〉UA的情況，此時輸出殘 壓UAB:UA+UB。由此可見，二埠浪湧保護器，其輸出殘壓不僅和使用環境有關，也即 和防雷接地線的接地電阻的大小有關，和電網系統本身的線路電阻及配電變 電所的接地線有關，也即和浪湧保護器的安裝位置有關，而且還和雷擊的性 質，即不平衡雷擊的情況有關。在此我們根據電氣設備的安全特性，對上述三種情況的保護可靠性作進 一步的分析。任何電氣設備，在產品設計的，都有一個安全工作範圍，這個 安全工作範圍的工作參數有工作電壓、溫度、溼度等，而最主要的是產品的 工作電壓範圍，在規定的工作電壓範圍內，產品的任何一個組件都能經得住 考驗正常工作。當工作電壓超過這個範圍時，電路的組件就可能過載而損壞。 因此，對任何一種電氣設備而言，有這樣一個電源安全特性1、 當過壓時間小於毫秒時，小於1500伏的過壓不會損壞電氣設備。2、 當過壓時間大於毫秒時，大於280伏的過壓都有可能使電氣設備損壞。 當防雷接地線為標準的接地線，為非嚴重的不平衡雷擊，根據直接雷擊浪湧脈衝和感應雷擊浪湧脈衝的特性和二埠氧化鋅避雷組件的殘壓特性， 可得到如圖8所示的直接雷擊和感應雷擊殘壓Uab。
根據氧化鋅的特性和低壓電網供電線路雷擊的不同情況(平衡雷擊和不平衡雷擊)和BL1、 BL2的差異性，不難看出uab其幅值 理想平衡雷擊情況下Uab=0;理想的非嚴重的不平衡雷擊情況下當PA>PB， UA=UBU<UMAX，Ub-Ubl^Uc;或P^Pa， Ub=UbuU。，都有o<Uab<(Ubl1-UBL2)lms，而且幅度不能保證小於280伏，因此輸出殘壓UAB有可能使電氣設備損壞。當地線電阻過大時或逾嚴重的不平衡雷擊時，輸出殘壓Uab>1500V。 對照電氣設備的安全特性，輸出殘壓不能保證被保護設備的安全，即浪湧保護器失效。另夕卜，從雷擊損壞的另一個可能因素雷電位來考慮，UA(B)=UA(B)+UC(UA、UB為氧化鋅元件的殘壓特性，Uc為地線壓降)雷電位UA(^直接作用在電氣設備上，有可能使電氣設備造成打火放電和擊穿損壞的故障，從而使電氣設 備損壞。為此，必須採取等電位聯接，通過等電位聯接雖然可保證電氣設備 的安全，但卻會造成設備地電位的提高，這就有可能在某些人機接觸的場合 中帶來人身安全的隱害，為保證人身安全必須在良好等電位連接的基礎上埋 設標準的接地線。由此可見，現在國家標準中推薦的和廠家生產的接地型二 埠二模塊浪湧保護器，其保護的僅是雷電位的安全，在雷電壓上不能起可靠的保護。
發明內容本實用新型的目的是針對上述防雷措施的不足而設計的一種輸出殘壓不 隨接地電阻的大小、安裝位置、雷擊的性質(平衡和不平衡雷擊)變化的可簡單接地220V 二埠三模塊電源浪湧保護器。本實用新型的目的是通過以下技術方案來完成的所述電源浪湧保護器的電路由氧化鋅元件BI^跨接在電源進線兩端，氧化鋅元件BL2和BL3串聯 後並接在BL,兩端，氧化鋅元件BL和BL3的公共接點C接地。採用上述結構設計的可簡單接地的電源浪湧保護器在雷電位和雷電壓上 起雙重的保護作用，雷擊浪湧脈衝通過BL2和BL3的嵌位抑制作用，把雷電 位嵌定在電氣設備安全承受範圍內，通過BL1抑制作用把過高的雷電壓限制 在電氣設備安全承受範圍內，在採用等電位連接的基礎上，由於有電網本身 系統良好的避雷接地線組成的洩放途徑，使得電網上產生的雷擊脈衝通過這 一途徑並以熱能的形式削耗在這一洩放途徑上，因此避雷器在不考慮人生安 全的使用場合，可以採用簡單接地，降低防雷工程的接地成本。本實用新型具有使用方便，本身安全可高，安裝成本低等優點。


圖1是現有技術中典型的二埠二模塊電源浪湧保護器電路原理圖；圖2是現有技術中二埠二模塊浪湧保護器應用示意圖；圖3(A)是雷擊脈衝能量在保護器A端的可能洩放途徑示意圖；圖3(B)是雷擊脈衝能量在保護器B端的可能洩放途徑示意圖；圖4是接地電阻很小，遇非嚴重的不平衡雷擊情況下的洩放示意圖；圖5是接地電阻很小，遇非嚴重的不平衡雷擊情況下的雷擊殘壓分析圖；圖5(A)是雷擊浪湧脈衝能量圖；圖5(B)是A點雷電位圖； 圖5(C)是B點雷電位圖；圖5(D)是輸出殘壓UAB圖；圖6是接地電阻較大情況下的洩放示意圖；圖7是接地電阻較大情況下的雷擊殘壓分析圖；圖8是直接雷擊和感應雷擊殘壓示意圖；圖9是本實用新型的一種電路原理結構示意圖。
具體實施方式
下面通過實施例，並結合附圖，對本實用新型的技術方案作進一步具體 的說明。實施例l:參看圖9，本實用新型可簡單接地220V二埠三模塊電源浪 湧保護器是由氧化鋅元件BL,跨接在電源進線兩端，氧化鋅元件BL2和BL3 串聯後並接在BL,兩端，氧化鋅元件Bk和BL3的公共接點C接地。如果選 定BL1、 BL2、 BL3的工作電壓為800V/1MA的氧化鋅元件，則經過BL1、 BL2、 BL3壓制嵌位的雷電位可控制在1500V以內，雷電壓幅度可控制在 1500V以內，以上雷電位在安全承受範圍內，在感應雷接情況下，雷電壓也 在電器設備的安全承受範圍內。另外，由於借用了電網系統良好的避雷器和 避雷接地線，使電網上產生的雷擊浪湧脈衝的能量可全部通過這一洩放途徑 以熱能的形式消耗掉，從而可以保證避雷器簡單接地前提下雷擊能量的洩放 和電器設備的安全。本實用新型結構簡單，使用方便，安全可靠性高，是一 種採用220V供電的電器設備的使用浪湧保護器。最後，應當指出，以上實施例僅是本實用新型較有代表性的例子。顯然， 本實用新型不限於上述實施例，還可以有許多變形。凡是依據本實用新型的 技術實質對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均應認為屬 於本實用新型的保護範圍。
權利要求1、一種可簡單接地220V二埠三模塊電源浪湧保護器，其特徵在於所述電源浪湧保護器的電路由氧化鋅元件BL1跨接在電源進線兩端，氧化鋅元件BL2和BL3串聯後並接在BL1兩端，氧化鋅元件BL2和BL3的公共接點C接地。
專利摘要本實用新型涉及一種220V電源系統可簡單接地的電源浪湧保護器。其由氧化鋅元件BL1跨接在電源進線兩端，氧化鋅元件BL2和BL3串聯後並接在BL1兩端，氧化鋅元件BL2和BL3的公共接點C接地。選定BL1、BL2、BL3的工作電壓為800V/1MA的氧化鋅元件，則經過BL1、BL2、BL3壓制嵌位的雷電位可控制在1500V以內，雷電壓幅度可控制在1500V以內，以上雷電位在安全承受範圍內，在感應雷接情況下雷電壓也在電器設備的安全承受範圍內。另外電網上產生的雷擊浪湧脈衝的能量可全部通過這一洩放途徑以熱能的形式消耗掉，可以保證避雷器簡單接地前提下雷擊能量的洩放和電器設備的安全。
文檔編號H02H9/04GK201048288SQ20072010709
公開日2008年4月16日 申請日期2007年3月12日 優先權日2007年3月12日
發明者林 葉 申請人:林 葉