风光互补供电系统防雷器介绍

系统防雷器介绍

在太阳能光伏发电系统和风光互补供电系统中，由于光照和风能都是随着环境不断变化的，因此系统所发出的电能极其不稳定，并且由于太阳能光伏发电系统和风光互补供电系统属于离网型发电系统，大多都安装与野外，如果遇到雷雨天气，极易被闪电所产生的电弧所影响，系统会产生几倍于安全界限的电压电流；因此在太阳能光伏发电系统和风光互补供电系统中都需要加入相对应的浪涌保护器。

浪涌保护器（Surgeprotection Device）又称防雷器，是电子设备雷电防护中不可缺少的安全装置。它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，并将强大的冲击电流泄入到地下，从而设备或系统不受冲击电涌的损坏。

1.防雷过程

当电路受到外来雷击电涌冲击、雷击电磁感应或者操作过电压时，浪涌保护器会吸收多余的雷电流，并且对地放电。在常见的浪涌保护器中，都有一个称为金属氧化物变阻器（MOV）即压敏电阻，它由氧化锌为主体，添加多种金属氧化物，通过电子陶瓷工艺制成多晶半导体陶瓷元件，用来转移多余的电压。作为核心元器件，它决定着一个浪涌保护器的好坏。

压敏电阻由三部分组成：中间是一根金属氧化物材料，由两个半导体连接着电源和地线。这些半导体具有随着电压变化而改变的可变电阻。当电压低于某个特定值时，压敏电阻中电阻很高，浪涌保护器不工作。反之，当电压超过该特定值时，电子运动会发生变化，半导体电阻会大幅降低，电路导通，吸收过电流对地放电。

2.分类防护

在配电系统中，浪涌的在系统内外都会出现。根据统计，系统外的浪涌主要来自于雷电和其它系统的冲击，约占20%；系统内的浪涌主要来自于系统内部用电负荷的冲击，约占 80%。

2.1开关型浪涌保护器

系统外的浪涌是属于直接雷，具有很高的瞬时峰值，电压可以在几微秒内上升到2万伏，就像炸弹爆炸，瞬间就能破坏内部电子元器件。为了应对这种情况，我们可以采用开关型浪涌保护器，当冲击电压达到一定值时，SPD的电阻突然下降变为低阻值，使得电流从SPD通过。它可以抑制正弦波峰值电压上固定值以外的浪涌，对系统外部产生的高能量脉冲型浪涌非常有效。

2.2限压型浪涌保护器

系统内的浪涌属于感应雷，它的波形就像海浪，一重一重涌过来，虽然几千伏的电压峰值没有外部浪涌高，但是多次的冲击造成的破坏也是当仁不让。根据这种特点，我们一般采用限压型浪涌保护器。当没有浪涌出现时，SPD呈高阻状态；随着冲击电流的逐步提高，SPD的电阻持续下降，使电涌转而从浪涌保护器通过。浪涌抑制包络随着正弦波的变化而变化，它对内部产生的振荡型浪涌最为有效。

2.3混合型浪涌保护器

当然，单独的开关型浪涌保护器和限压型浪涌保护器都具有一定的局限性，无法应对复杂的实际情况。而科佳电气耗时3年独立研发的混合型浪涌保护器则把两者的优点结合了起来，它由开关型元件和限压型元件混合组成，根据是施加的冲击电压特性不同，混合型SPD有时呈现开关型SPD的特性，有时呈现限压型SPD的特性，有时同时呈现两种特性。这种浪涌保护器对于电源系统和信号系统的后续防雷保护、户内精细保护具有很好的效果。

工作原理图

结语

在科技高度发达的今天，各种电子设备已经完全融入到了我们的生产生活中，高度集成化的精密电子元器件对电流更加敏感，更易受到浪涌的损坏。小到家用电脑，大到企业自动化生产设备，浪涌保护器已经成为了社会上不可或缺的雷电防护设备。

审核编辑 黄宇