防護設計方案

菲尼克斯電氣的突波保護裝置可用於在設備和系統周圍創建有效的保護電路。因此,這些保護裝置能夠有效阻止外部電湧電壓耦合。在電纜和保護電路間的所有介面處,必須安裝合適的保護裝置。

突波保護主要分為四大類,您可以針對電源、量測與控制技術、資訊技術和收發器系統,尋求合適的突波保護。

保護區域

單獨保護區域位置,所用示例為典型獨戶住宅  

單獨保護區域位置,所用示例為典型獨戶住宅

要實現有效保護,最重要的便是確定有危險的設備所在位置,以及何種影響會對設備造成危險。下圖展示的是一座典型獨戶住宅,用作說明單獨保護區域的示例。

縮寫 LPZ 表示防雷保護區域,指各類危險區域。下列區域間有如下區別

  • LPZ 0A(直接雷擊):指樓宇外的危險區域。
  • LPZ 0B(直接雷擊):指樓宇外受保護的危險區域。
  • LPZ 1:指樓宇內高能量電湧電壓會造成危險的區域。
  • LPZ 2:指樓宇內低能量電湧電壓會造成危險的區域。
  • LPZ 3:在此區域內,裝置和電纜自身造成的電湧電壓和其他影響會造成危險。

電纜中突波電流的影響

電纜中感應電壓產生的原因  

電纜中感應電壓產生的原因

電湧電壓通過高頻電流放電和因此產生的瞬態過程進行限制。這意味著最重要的不是電纜的歐姆電阻,而是其電感電阻。

根據法拉第感應定律,這些類型的突波電流放電到接地電勢時,電湧電壓會在耦合點和地面間再次出現。

u0 = L x di/dt
u0 = 感生電壓,單位 V
L = 電感,單位 Vs/A,即 H
di = 電流變化,單位 A
dt = 時間間隔,單位 s

電感電阻只能通過縮短電纜長度或平行連接放電路徑來降低。因此,盡可能緊密的網狀等電位連接是最佳解決方案,能夠最大限度減小放電路徑總阻抗,從而降低殘餘電壓。

等電位連接

等電位連接系統  

等電位連接系統

只有通過完全隔離或完全等電位連接才能實現完全保護。但由於完全隔離在很多實際應用中不可能實現,只能使用完全等電位連接。

為實現這一點,所有導電部件必須連接到等電位連接系統。保護裝置用於將帶電電纜連接到中心等電位連接。在出現電湧電壓的情況下,這些保護裝置導電,并將電湧電壓短路。因此,可以有效防止電湧電壓導致的損壞。

可創建各種等電位連接系統:

  • 線形等電位連接
  • 星形等電位連接
  • 網狀等電位連接

網狀等電位連接是最為有效的方法,原因是在這種情況下,所有導電部件均配有單獨電纜,其他電纜通過最短路徑連接到所有端點。這種類型的等電位連接適於特別敏感的系統如電腦中心。

用於電源的多階段保護設計方案

需要對保護裝置和系統採取的措施分為兩到三個階段,視選擇的保護裝置和預期環境影響而定。用於各單獨階段的保護裝置在放電容量級別和電壓保護級別上存在差異,這取決於其所屬的保護階段。

配有單獨配置的保護階段的三階段保護設計方案:

  • 1 型:雷擊電流保護裝置
    電壓保護級別 < 4 kV,典型安裝位置:主分佈
  • 2 型:突波保護裝置
    電壓保護級別 < 2.5 kV,典型安裝位置:子分佈
  • 3 型:裝置保護
    電壓保護級別 < 1.5 kV,典型安裝位置:端子裝置上游

保護階段 1 與 2 也可在一個保護裝置中實現。這種保護裝置滿足與 1 型和 2 型保護裝置相同的要求。主要優勢是易於安裝。此外,無需考慮特殊安裝條件。保護裝置組合根據 AEC 原理運行,經證明非常有效。AEC 指主動能量控制。基於觸發電子元件,AEC 確保電湧電壓產生的能量適當分配到各個保護階段。這可以防止單個保護階段超載,確保低電壓保護級別要求。

配有 1/2 型保護裝置組合和單獨 3 型保護裝置的三階段保護設計方案:

  • 1/2 型:雷擊電流保護裝置/突波保護裝置組合
    電壓保護級別 < 2.5 kV,典型安裝位置:主分佈
  • 3 型:裝置保護
    電壓保護級別 < 1.5 kV,典型安裝位置:端子裝置上游

菲尼克斯有限公司

11560 台北市南港區三重路 66 號 3 樓 B 室 (南港軟體園區)
02 2785 2155