电涌保护器(SPD)工作原理和结构.doc

电涌保护器〔SPD〕工作原理和结构
　电涌保护器(SurgeprotectionDevice)是电子设备雷电防护中不可缺少的一种装置，过去常称为“避雷器〞或“过电压保护器〞英文简写为SPD。电涌保护器的作用是把窜入电力线、信号传输线的瞬时过电压限制在设备或系统所能承受的电压范围内，或将强大的雷电流泄流入地，保护被保护的设备或系统不受冲击而损坏。
　　电涌保护器的类型和结构按不同的用途有所不同，但它至少应包涵一个非线性电压限制元件。用于电涌保护器的基本元器件有：放电间隙、充气放电管、压敏电阻、抑制二极管和扼流线圈等。
　　一、SPD的分类：
　　1、按工作原理分：
　　〔1〕．开关型：其工作原理是当没有瞬时过电压时浮现为高阻抗，但一旦响应雷电瞬时过电压时，其阻抗就突变为低值，同意雷电流通过。用作此类装置时器件有：放电间隙、气体放电管、闸流晶体管等。
　　〔2〕．限压型：其工作原理是当没有瞬时过电压时为高阻扰，但随电涌电流和电压的增加其阻抗会不断减小，其电流电压特性为激烈非线性。用作此类装置的器件有：氧化锌、压敏电阻、抑制二极管、雪崩二极管等。
　　〔3〕．分流型或扼流型
　　分流型：与被保护的设备并联，对雷电脉冲浮现为低阻抗，而对正常工作频率浮现为高阻抗。
　　扼流型：与被保护的设备串联，对雷电脉冲浮现为高阻抗，而对正常的工作频率浮现为低阻抗。
　　用作此类装置的器件有：扼流线圈、高通滤波器、低通滤波器、1/4波长短路器等。
　　按用途分：(1)电源保护器：交流电源保护器、直流电源保护器、开关电源保护器等。
　　(2)信号保护器：低频信号保护器、高频信号保护器、天馈保护器等。
　　二、SPD的基本元器件及其工作原理：
　　1．放电间隙(又称保护间隙)：
　　它一般由暴露在空气中的两根相隔一定间隙的金属棒组成，其中一根金属棒与所必需保护设备的电源相线L1或零线〔N〕相连，另一根金属棒与接地线(PE)相连接，当瞬时过电压袭来时，间隙被击穿，把一部分过电压的电荷引入大地，避免了被保护设备上的电压升高。这种放电间隙的两金属棒之间的距离可按必需要调整，结构较简单，其缺点时灭弧性能差。改善型的放电间隙为角型间隙，它的灭弧功能较前者为好，它是靠回路的电动力F作用以及热气流的上升作用而使电弧熄灭的。
　　2．气体放电管：
　　它是由互相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。为了提升放电管的触发概率，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，
　　气体放电管的技术参数主要有：直流放电电压Udc;冲击放电电压Up(一般状况下Up≈(2～3)Udc;工频而授电流In;冲击而授电流Ip；绝缘电阻R(109Ω)；极间电容(1-5PF)
　　气体放电管可在直流和交流条件下使用，其所选用的直流放电电压Udc分别如下：在直流条件下使用：Udc≥1.8U0〔U0为线路正常工作的直流电压〕
　　在交流条件下使用：Udc≥1.44Un(Un为线路正常工作的交流电压有效值)