SPD应用中的电压关系——电涌保护器应用中的几个问题的探讨

SPD应用中的电压关系


  在低压电源保护用SPD的应用中,涉及到多个电压值,易于混淆。掌握这些电压之间的相互关系,对于正确使用SPD十分重要。
SPD的应用涉及到供电电源、冲击源、SPD和被保护对象等4个环节,协调好这4个环节的电压关系是SPD应用技术中的一个重要课题。对于以压敏电阻作为非线性元件的低压电源用SPD,可用图7来表示各种电压之间的相对大小关系。


  对于供电电源,不仅要注意系统电压的正常波动范围,更要注意供电系统故障时的最高暂态过电压(TOV),希望这个电压低于SPD允许的最大持续工作电压。不同的供电系统,其TOV值时不相同的,确定具体供电系统可能出现的TOV是个复杂的问题,也是电源保护用SPD应用中的一个难点。


  就SPD本身而言,要考虑它的直流参考电压(压敏电压U )和标称放电电流下的保护水平。SPD与放电电流相关的电压有3个,即残压、限制电压和保护水平。它们相互关联,但又有区别。IEC61643-1对这3个名称作了这样的区分:残压——放电电流流过时,SPD端子电压的峰值;限制电压——最大残压值(例如,同一只SPD,其正向和反向的残压值可能不相同,而以大值作为它的限制电压);保护水平——对每一种型号规格的SPD所规定的一个数值,该数值从技术标准的优先值中选取,SPD的实际限制电压值都不应大于这个规定的保护水平。对于被保护对象,要确定它允许的冲击耐压值。

 
  应用SPD的一个基本要求是SPD的保护水平应低于被保护对象的允许冲击耐压值。从这一要求出发,在应用中倾向于选用限制电压和直流参考电压低的SPD。但另一方面,对压敏电阻器而言,直流参考电压越高,在TOV条件线损坏的概率就越小,承受电源系统电压应力的工作寿命也越长,从这方面考虑,在应用中又倾向于选用直流参考电压高的SPD。


  显然,上面两个方面的要求是互相矛盾的,在实际工作中应做折衷处理。特别是当被保护对象允许的冲击耐压与电源系统电压差距不大时,SPD直流参考电压的选定,是个困难的课题,有时不得不采取一些特殊的措施。的直线,因而可用下面的方程式来表达:
logJ=C-Klogr


  式中,C和K是与具体器件相关的两个常数,可以根据实验资料推算出来,于是就可以计算出这种产品能够承受的不同波形冲击电流的峰值了。


  综上所述,对于以压敏电阻作为非线性抑制元件的SPD,为进行不同波形冲击电流之间的等效变换,应以两种不同波形(例8/20、10/350)的冲击电流对所选定的压敏电阻进行试验,分别得出使试样失效的两个电流峰值,代入上式,求得常数C和K的具体数值,然后利用该公式进行计算。试验式不一定进行到样品开裂或穿孔,可将压敏电压变化达到-10%作为失效判据。

 
  应当指出,就是不同企业、不同批次的压敏电阻器,尽管尺寸规格相同,但实际能承受的冲击电流(能量)的水平可能相差很大,因此必须对每批供货逐批抽样检验。