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常用防雷元器件性能比较

信息来源: 浏览次数:641 日期:2017-4-9 18:16:09
用作限压元件的主要有气体过电压放电器、表面放电器、压敏电阻和二级管以及解耦阻抗器。所有元件都有特殊的优点。为了起到最佳的作用,应该根据具体的应用场合,采用上述元件中的一个或者几个元件的组合来组建相应的保护电路。

气体过电压放电器由一个装在陶瓷或者玻璃管中的电极构造组成。电极之间是惰性气体,如氩气或者氖气。在达到点火电压时,放电元件呈低阻值。点火电压同过电压的陡直程度相关。点火以后过电压放电器上有10至30伏的电弧电压。当放电器处于低阻状态时,会成一个电网后续电流,这个电流的大小同电网的阻抗相关。为了中断电网后续电流,必要时必须串接熔断保险丝。

雷电放电器中的火花隙基于ArC灭弧技术。二个对峙的火花角通过绝缘保持一定的距离。沿开口方向、在电极上面有一块熄弧板。出现过电压时,在绝缘块的上半部进行表面放电。剩余的电弧向外发射,并在熄弧板上碰碎。由此产生的分段电弧将视电网后续电流的大小,在几个千安的范围内安全地被消除。

表面放电间隙是电极之间装有缘材料的放电间隙,有时也称之为表面放电器。表面放电器在使用特殊塑料的基础上,可以在其工作范围内独立地切断电网后续电流。

火花间隙(Arc chopping)

原理为两个形状象牛角的电极,由绝缘材料分开,彼此间有很短的距离。当两个电极间的电位差达到一定程度时,电荷将穿过两个角型的空间打火放电,由此将过电流释放入地。

优点:放电能力强,通流容量大(可做到100KA以上),漏电流小;
缺点:残压高(2~4KV),反应时间慢(≤100ns),有跟随电流(续流)。

金属氧化物压敏电阻(Metal oxside varistor)

该元件在一定温度下,导电性能随电压的增加而急剧增大。它是一种以氧化锌为主要成分的金属氧化物半导体非线性电阻。没有脉冲时呈高阻值状态,一旦响应脉冲电压,立即将电压限制到一定值,其阻抗突变为低值。
带温升脱扣装置的块状压敏电阻:压敏电阻是同电压相关的电阻,根据它们的电压/电流特性曲线,这些电阻在残压很低的情况下可以有很大放电能力。

圆片型压敏电阻

抑制二极管的特点是响应时间短(微秒范围)、限位电压低。

截止电压UR是二极管尚能可*截止的最高电压值。达到导通电压UB时流过抑制二极管的电流为1毫安。抑制二极管从这个时刻起开始限制过电压。最大钳位电压UC是指在最大工作电流Ipp时,可能加在抑制二极管上的最大电压。

优点:通流容量大,残压较低,反应时间较快(≤25ns),无跟随电流(续流);
缺点:漏电流较大,老化速度相对较快。

气体放电管(Gas discharge tube)

它是一种陶瓷或玻璃封装的、内充低压惰性气体的短路型保护器件,一般分两电极和三电极两种结构。其基本的工作原理是气体放电。当极间的电场强度超过气体的击穿强度时,就引起间隙放电,从而限制了极间的电压,使与放电管并联的其它器件得到保护。

优点:通流量容量大,绝缘电阻高,漏电流小;
缺点:残压较高,反应时间慢(≤100ns), 动作电压精度较低,有跟随电流(续流)。

瞬态抑制二极管(Transient voltage suppressor)

亦称齐纳二极管,是一种专门用于抑制过电压的元器件。其核心部分是具有较大截面积的PN结,该PN结工作在雪崩状态时,具有较强的脉冲吸收能力。

优点:残压低,动作精度高,反应时间快(<1ns),无跟随电流(续流);
缺点:耐流能力差,通流容量小,一般只有几百安培。