第一篇：避雷器SPD工作原理和結構

避雷器SPD工作原理和結構

電涌保護器(Surge protection Device)是電子設備雷電防護中不可缺少的一種裝置，過去常稱為“避雷器”或“過電壓保護器”英文簡寫為SPD。電涌保護器的作用是把竄入電力線、信號傳輸線的瞬時過電壓限制在設備或系統(tǒng)所能承受的電壓范圍內(nèi)，或?qū)姶蟮睦纂娏餍沽魅氲?，保護被保護的設備或系統(tǒng)不受沖擊而損壞。

電涌保護器的類型和結構按不同的用途有所不同，但它至少應包含一個非線性電壓限制元件。用于電涌保護器的基本元器件有：放電間隙、充氣放電管、壓敏電阻、抑制二極管和扼流線圈等。

一、SPD的分類：

1．按工作原理分：

（1）開關型：其工作原理是當沒有瞬時過電壓時呈現(xiàn)為高阻抗，但一旦響應雷電瞬時過電壓時，其阻抗就突變?yōu)榈椭?，允許雷電流通過。用作此類裝置時器件有：放電間隙、氣體放電管、閘流晶體管等。

（2）限壓型：其工作原理是當沒有瞬時過電壓時為高阻擾，但隨電涌電流和電壓的增加其阻抗會不斷減小，其電流電壓特性為強烈非線性。用作此類裝置的器件有：氧化鋅、壓敏電阻、抑制二極管、雪崩二極管等。

（3）分流型或扼流型

分流型：與被保護的設備并聯(lián)，對雷電脈沖呈現(xiàn)為低阻抗，而對正常工作頻率呈現(xiàn)為高阻抗。

扼流型：與被保護的設備串聯(lián)，對雷電脈沖呈現(xiàn)為高阻抗，而對正常的工作頻率呈現(xiàn)為低阻抗。

用作此類裝置的器件有：扼流線圈、高通濾波器、低通濾波器、1/4波長短路器等。

2．按用途分：

（1）電源保護器：交流電源保護器、直流電源保護器、開關電源保護器等。

（2）信號保護器：低頻信號保護器、高頻信號保護器、天饋保護器等。

二、SPD的基本元器件及其工作原理：

1．放電間隙(又稱保護間隙)：

它一般由暴露在空氣中的兩根相隔一定間隙的金屬棒組成，其中一根金屬棒與所需保護設備的電源相線L1或零線（N）相連，另一根金屬棒與接地線(PE)相連接，當瞬時過電壓襲來時，間隙被擊穿，把一部分過電壓的電荷引入大地，避免了被保護設備上的電壓升高。這種放電間隙的兩金屬棒之間的距離可按需要調(diào)整，結構較簡單，其缺點時滅弧性能差。改進型的放電間隙為角型間隙，它的滅弧功能較前者為好，它是靠回路的電動力F作用以及熱氣流的上升作用而使電弧熄滅的。

2．氣體放電管：

它是由相互離開的一對冷陰板封裝在充有一定的惰性氣體(Ar)的玻璃管或陶瓷管內(nèi)組成的。為了提高放電管的觸發(fā)概率，在放電管內(nèi)還有助觸發(fā)劑。這種充氣放電管有二極型的，也有三極型的，氣體放電管的技術參數(shù)主要有：直流放電電壓Udc;沖擊放電電壓Up(一般情況下Up≈(2～3)Udc;工頻耐受電流In;沖擊耐受電流Ip；絕緣電阻R(>109Ω)；極間電容(1-5PF)

氣體放電管可在直流和交流條件下使用，其所選用的直流放電電壓Udc分別如下：在直流條件下使用：Udc≥1.8U0（U0為線路正常工作的直流電壓）

在交流條件下使用：U dc≥1.44Un(Un為線路正常工作的交流電壓有效

3．壓敏電阻：

它是以ZnO為主要成分的金屬氧化物半導體非線性電阻，當作用在其兩端的電壓達到一定數(shù)值后，電阻對電壓十分敏感。它的工作原理相當于多個半導體P-N的串并聯(lián)。壓敏電阻的特點是非線性特性好（I=CUα中的非線性系數(shù)α），通流容量大（～2KA/cm2），常態(tài)泄漏電流?。?0-7～10-6A），殘壓低（取決于壓敏電阻的工作電壓和通流容量），對瞬時過電壓響應時間快（～10-8s），無續(xù)流。

壓敏電阻的技術參數(shù)主要有：壓敏電壓（即開關電壓）UN，參考電壓Ulma；殘壓Ures；殘壓比K(K=Ures/UN)；最大通流容量Imax；泄漏電流；響應時間。

SPD工作原理和結構

壓敏電阻的使用條件有：壓敏電壓：UN≥[（√2×1.2）/0.7]U0（U0為工頻電源額定電壓）

最小參考電壓：Ulma≥（1.8～2）Uac(直流條件下使用)

Ulma≥（2.2～2.5）Uac（在交流條件下使用，Uac為交流工作電壓）

壓敏電阻的最大參考電壓應由被保護電子設備的耐受電壓來確定，應使壓敏電阻的殘壓低于被保護電子設備的而損電壓水平，即(Ulma)max≤Ub/K，上式中K為殘壓比，Ub為被保護設備的而損電壓。

4．抑制二極管：

抑制二極管具有箝位限壓功能，它是工作在反向擊穿區(qū)，由于它具有箝位電壓低和動作響應快的優(yōu)點，特別適合用作多級保護電路中的最末幾級保護元件。抑制二極管在擊穿區(qū)內(nèi)的伏安特性可用下式表示：I=CUα，上式中α為非線性系數(shù)，對于齊納二極管α=7～9，在雪崩二極管α=5～7。

抑制二極管的技術參數(shù)主要有

（1）額定擊穿電壓，它是指在指定反向擊穿電流（常為lma）下的擊穿電壓，這于齊納二極管額定擊穿電壓一般在2.9V～4.7V范圍內(nèi)，而雪崩二極管的額定擊穿電壓常在5.6V～200V范圍內(nèi)。

（2）最大箝位電壓：它是指管子在通過規(guī)定波形的大電流時，其兩端出現(xiàn)的最高電壓。

（3）脈沖功率：它是指在規(guī)定的電流波形（如10/1000μs）下，管子兩端的最大箝位電壓與管子中電流等值之積。

（4）反向變位電壓：它是指管子在反向泄漏區(qū)，其兩端所能施加的最大電壓，在此電壓下管子不應擊穿。此反向變位電壓應明顯高于被保護電子系統(tǒng)的最高運行電壓峰值，也即不能在系統(tǒng)正常運行時處于弱導通狀態(tài)。

（5）最大泄漏電流：它是指在反向變位電壓作用下，管子中流過的最大反向電流。

（6）響應時間：10～11s 5．扼流線圈：扼流線圈是一個以鐵氧體為磁芯的共模干擾抑制器件，它由兩個尺寸相同，匝數(shù)相同的線圈對稱地繞制在同一個鐵氧體環(huán)形磁芯上，形成一個四端器件，要對于共模信號呈現(xiàn)出大電感具有抑制作用，而對于差模信號呈現(xiàn)出很小的漏電感幾乎不起作用。扼流線圈使用在平衡線路中能有效地抑制共模干擾信號（如雷電干擾），而對線路正常傳輸?shù)牟钅Ｐ盘枱o影響。這種扼流線圈在制作時應滿足以下要求：

（1）繞制在線圈磁芯上的導線要相互絕緣，以保證在瞬時過電壓作用下線圈的匝間不發(fā)生擊穿短路。

（2）當線圈流過瞬時大電流時，磁芯不要出現(xiàn)飽和。

（3）線圈中的磁芯應與線圈絕緣，以防止在瞬時過電壓作用下兩者之間發(fā)生擊穿。

（4）線圈應盡可能繞制單層，這樣做可減小線圈的寄生電容，增強線圈對瞬時過電壓的而授能力。

6． 1/4波長短路器

1/4波長短路器是根據(jù)雷電波的頻譜分析和天饋線的駐波理論所制作的微波信號電涌保護器，這種保護器中的金屬短路棒長度是根據(jù)工作信號頻率（如900MHZ或1800MHZ）的1/4波長的大小來確定的。此并聯(lián)的短路棒長度對于該工作信號頻率來說，其阻抗無窮大，相當于開路，不影響該信號的傳輸，但對于雷電波來說，由于雷電能量主要分布在n+KHZ以下，此短路棒對于雷電波阻抗很小，相當于短路，雷電能量級被泄放入地。

由于1/4波長短路棒的直徑一般為幾毫米，因此耐沖擊電流性能好，可達到30KA（8/20μs）以上，而且殘壓很小，此殘壓主要是由短路棒的自身電感所引起的，其不足之處是工頻帶較窄，帶寬約為2％～20％左右，另一個缺點是不能對天饋設施加直流偏置，使某些應用受到限制。

三、SPD的基本電路

電涌保護器的電路根據(jù)不同需要，有不同的形式，其基本元器件就是上面介紹的幾種，一個技術精通的防雷產(chǎn)品研究工作者，可設計出五花八門的電路，好似一盒積木可搭出不同的結構圖案。研制出既有效又性能價格比好的產(chǎn)品，是防雷工作者的重任 發(fā)布日期：2011-3-14 文章作者：雷晟轉(zhuǎn)載 查看次數(shù)：1705

簡 介： 電涌保護器(Surge protection Device)是電子設備雷電防護中不可缺少的一種裝置。電涌保護器的作用是把竄入電力線、信號傳輸線的瞬時過電壓限制在設備或系統(tǒng)所能承受的電壓范圍內(nèi)，或?qū)姶蟮睦纂娏餍沽魅氲?，保護被保護的設備或系統(tǒng)不受沖擊而損壞。

關鍵字：電涌保護器 防雷 信號傳輸

電涌保護器(Surge protection Device)是電子設備雷電防護中不可缺少的一種裝置，過去常稱為“避雷器”或“過電壓保護器”英文簡寫為SPD。電涌保護器的作用是把竄入電力線、信號傳輸線的瞬時過電壓限制在設備或系統(tǒng)所能承受的電壓范圍內(nèi)，或?qū)姶蟮睦纂娏餍沽魅氲?，保護被保護的設備或系統(tǒng)不受沖擊而損壞。

電涌保護器的類型和結構按不同的用途有所不同，但它至少應包含一個非線性電壓限制元件。用于電涌保護器的基本元器件有：放電間隙、充氣放電管、壓敏電阻、抑制二極管和扼流線圈等。

一、SPD的分類：

1．按工作原理分：

（1）開關型：其工作原理是當沒有瞬時過電壓時呈現(xiàn)為高阻抗，但一旦響應雷電瞬時過電壓時，其阻抗就突變?yōu)榈椭?，允許雷電流通過。用作此類裝置時器件有：放電間隙、氣體放電管、閘流晶體管等。

（2）限壓型：其工作原理是當沒有瞬時過電壓時為高阻擾，但隨電涌電流和電壓的增加其阻抗會不斷減小，其電流電壓特性為強烈非線性。用作此類裝置的器件有：氧化鋅、壓敏電阻、抑制二極管、雪崩二極管等。

（3）分流型或扼流型

分流型：與被保護的設備并聯(lián)，對雷電脈沖呈現(xiàn)為低阻抗，而對正常工作頻率呈現(xiàn)為高阻抗。

扼流型：與被保護的設備串聯(lián)，對雷電脈沖呈現(xiàn)為高阻抗，而對正常的工作頻率呈現(xiàn)為低阻抗。

用作此類裝置的器件有：扼流線圈、高通濾波器、低通濾波器、1/4波長短路器等。

第二篇：避雷器避雷針的工作原理

避雷器避雷針的工作原理

避雷器能釋放雷電或兼能釋放電力系統(tǒng)操作過電壓能量保護電工設備免受瞬時過電壓危害又能截斷續(xù)流不致引起系統(tǒng)接地短路的電器裝置。避雷器通常接于帶電導線與地之間與被保護設備并聯(lián)。當過電壓值達到規(guī)定的動作電壓時避雷器立即動作流過電荷限制過電壓幅值保護設備絕緣電壓值正常后避雷器又迅速恢復原狀以保證系統(tǒng)正常供電。避雷器避雷針原理避雷針分為被動/普通避雷針和主動/提前放電避雷針。提前放電避雷針主要由激發(fā)器從自然界的電場中吸收并貯存能量規(guī)范的避雷針安裝使避雷針針尖與大地處于等電位狀態(tài)。該避雷針保護范圍比普通避雷針的保護范圍更大。雷閃發(fā)生前激發(fā)器與針尖之間的電位差大致相當于雷云與大地之間的電位它們之間的電壓降使避雷針尖端放電從而產(chǎn)生一個早期的上升先導改變雷云的向下先導的走向?qū)⒔ㄖ锏穆淅c轉(zhuǎn)移到自身上來并迅速、安全地將雷電安全地泄放到大地避免建筑物受到雷擊。避雷器的特點及作用 避雷器的作用是用來保護電力系統(tǒng)中各種電器設備免受雷電過電壓、操作過電壓、工頻暫態(tài)過電壓沖擊而損壞的一個電器。避雷器的類型主要有保護間隙、閥型避雷器和氧化鋅避雷器。保護間隙主要用于限制大氣過電壓一般用于配電系統(tǒng)、線路和變電所進線段保護。閥型避雷器與氧化鋅避雷器用于變電所和發(fā)電廠的保護在500KV及以下系統(tǒng)主要用于

限制大氣過電壓在超高壓系統(tǒng)中還將用來限制內(nèi)過電壓或作內(nèi)過電壓的后備保護。開放式間隙避雷器 間隙避雷器的工作原理基于電弧放電技術當電極間的電壓達到一定程度時擊穿空氣電弧在電極上進行爬電。優(yōu)點放電能力強通流量大可以達到100KA漏電流小 熱穩(wěn)定性好 缺點殘壓高反映時間慢存在續(xù)流 工藝特點由于金屬電極在放電時承受較大電流所以容易造成金屬的升華使放電腔內(nèi)形成金屬鍍膜影響避雷器的啟動和正常使用。放電電極的生產(chǎn)主要還是集中在國外一些避雷器生產(chǎn)企業(yè)電極的主要成分是鎢金屬的合金。工程應用該種結構的避雷器主要應用在電源系統(tǒng)做B級避雷器使用。但由于避雷器自身的原因容易引起火災避雷器動作后飛出脫離配電盤等事故。根據(jù)型號的不同適合與各種配電制式。工程安裝時一定要考慮安裝距離避免引起不必要的損失和事故。密閉式間隙避雷器 優(yōu)點放電電流大 測試最大50KA實際測量值漏電流小 無續(xù)流 無電弧外瀉 熱穩(wěn)定性好 缺點殘壓高反映時間慢 工藝特點石墨為主要材料產(chǎn)品內(nèi)采用全銅包被解決了避雷器在放電時的散熱問題不存在后續(xù)電流問題最大的特點是沒有電弧的產(chǎn)生且殘壓與開放式間隙避雷器比較要低很多。工程應用該種避雷器應用在各種B、C類場合與開放式間隙比較不用考慮電弧問題。根據(jù)型號的不同該種產(chǎn)品適合與各種配電制式。登高電氣有限公司為社會提供了最全面最先進的防雷產(chǎn)品登

高電氣有限公司是從事避雷針、電源防雷器、視頻監(jiān)控防雷器、計算機網(wǎng)絡防雷器、通信防雷器、防雷接地等避雷產(chǎn)品及防雷工程設計施工的高新技術防雷公司。公司產(chǎn)品經(jīng)防雷檢測部門檢測合格并有保險等資料。登高電氣有限公司技術工程部 張思保 2011年7月12日

第三篇：避雷器元件工作原理及設計原理

避雷器元件工作原理及設計原理

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時間：2010-01-27 避雷器元件工作原理及設計原理

電涌保護器(Surge Protection Devices,簡稱SPD),也稱浪涌保護器、過電壓保護器,俗稱避雷器、防雷器。

針對現(xiàn)在市場上出現(xiàn)了各種各樣的防雷器,質(zhì)量參差不齊,有一些甚至聞所未問(如:不用接地的避雷器,到現(xiàn)在為止,都弄不明白它的工作原理),因此,通過介紹避雷器的工作原理及組成,對客戶甄別真假、優(yōu)劣,有所幫助。

防雷器元件從響應特性看,有軟硬兩種。屬于硬響應特性的放電元件有火花間隙(基于斬弧技術的角型火花隙和同軸放電火花隙)和氣體放電管,屬于軟響應特性的放電元件有金屬氧化物壓敏電阻和瞬態(tài)抑制二極管。這些元件的區(qū)別在于放電能力、響應特性和殘壓,避雷器就是利用它們不同的優(yōu)缺點,揚長避短,組合成各種避雷器,保護電路。推薦迪艦防雷器品質(zhì)有保障安全系數(shù)高

一、火花間隙(Arc chopping)

1、放電間隙:原理是兩個如牛角現(xiàn)狀的電極,距離很短,用絕緣材料分開,當兩個電極間的電場強度達到擊穿強度時,電極之間形成電流通路。當雷電波來到的時候首先在間隙處擊穿,使間隙的空氣電離,形成短路,雷電流通過間隙流入大地,而此時間隙兩端的電壓很低,從而達到保護線路的目的。電場強度低于擊穿間隙時,放電間隙型避雷器又恢復絕緣狀態(tài)。常用于高壓線路的避雷防護中。在低壓系統(tǒng),常用于電源的前級保護。

火花間隙型避雷器產(chǎn)品的優(yōu)劣,在于制成電極的材料、間隙距離及絕緣材料。

優(yōu)點:具有很強放電能力、通流量大,10/350μs脈沖波形能夠疏導50KA的脈沖電流,用于8/20μs脈沖電流,可以大于100KA,很高的絕緣電阻以及很小的寄生電容,漏電流小。對正常工作的設備不會帶來任何有害影響。缺點:殘壓高(2.5~3.5KV),反應時間長(≦100ns),動作電壓精度較低,有工頻續(xù)流,因此在保護電路中應串聯(lián)一個熔斷器,使得工頻續(xù)流迅速被切斷。

注:由于兩只放電管分別裝在一個回路的兩根導線上,有時會不同時放電,使兩導線之間出現(xiàn)電位差,為了使兩根導線上的放電管能接近統(tǒng)一時間放電,減少兩線之間的電位差,又研制了三級放電管。可以看作是由兩只二級放電管合并在一起構成的。三級放電管中間的一級作為公共地線,另兩級分別接在回路的兩條導線上。

2、氣體放電管(Gas discharge tube,GDT):是一種陶瓷或玻璃封裝,管內(nèi)再充以一定壓力的惰性氣體(如氬氣),開關型的保護元件,有二電極和三電極兩種結構。當電場強度達到擊穿惰性氣體強度時,就引起間隙放電,從而限制極間的電壓。8/20μs脈沖電流能夠疏導10KA。放電電壓不穩(wěn)定,當電壓大于12V、電流電壓100mA時,會產(chǎn)生后續(xù)電流。通常用于測量、控制、調(diào)節(jié)技術電路和電子數(shù)據(jù)處理傳輸電路中。

二、金屬氧化物壓敏電阻(Metal oxide varistor,MOV): 以氧化鋅為主要成分的金屬氧化物半導體非線性電阻,當加在電阻兩端的電壓小于壓敏電壓時,壓敏電阻呈高阻狀態(tài),如果并聯(lián)在電路上,該閥片呈斷路狀態(tài);當加在壓敏電阻兩端的電壓大于壓敏電壓時,壓敏電阻就會擊穿,呈現(xiàn)低阻值,甚至接近短路狀態(tài)。壓敏電阻這種被擊穿狀態(tài)是可以恢復的,當高于壓敏電壓的電壓被撤銷以后,它又恢復高阻狀態(tài)。當電力線被雷擊時,雷電波的高電壓使壓敏電阻擊穿,雷電流通過壓敏電阻流入大地,使電力線上的類電壓被鉗制在安全范圍內(nèi)。

氧化鋅壓敏電阻避雷器,現(xiàn)在市場上流通很多,我國在20世紀80年代末才大批生產(chǎn),被認為目前最新型、技術最先進,會做專題詳細介紹?，F(xiàn)在我國的輸電線路的避雷器,都采用氧化鋅避雷器。

優(yōu)點:開關電壓范圍寬:6V~1.5KV,反應速度快(25ns),殘壓低(可以達到終端設備的安全工作電壓),通流量大(2KA/cm2),無續(xù)流,壽命長。缺點:容易老化,動作幾次后,漏電流會增大,從而導致壓敏電阻過熱,最終導致老化失效。

電容較大,許多情況下不在高頻、超高頻系統(tǒng)中使用。該電容又與導線電容構成一個低通。該低通會造成信號的嚴重衰減。但在頻率低于30KHZ時,這種衰減可以忽略。

三、瞬態(tài)抑制式二極管(Transient voltage suppressor,TVS):

1、二極放電管:有兩種形式:一是齊納型(為單向雪崩擊穿),二是雙向的硅壓敏電阻。性能類似開關二極管等。在規(guī)定的反向電壓作用下,兩端電壓大于門限電壓時,其工作阻抗能立即降至很低的水平以允許大電流通過,并將兩端電壓鉗制在很低的水平,從而有效地保護末端電子產(chǎn)品中的精密元件避免損壞。雙向TVS可在正反兩個方向吸收瞬時大脈動功率,并把電壓鉗制在預定水平。適用于交流電路。

優(yōu)點:動作時間極快,達到皮秒級。限制電壓低,擊穿電壓低,應用于各種電子領域。

缺點:電流負荷量小,電容相當高,一般在20pF以下,現(xiàn)在的陶瓷放電管能夠做到3~5pF。

電子信息系統(tǒng)所需的浪涌保護系統(tǒng)一般采用兩級或三級組成。采用氣體放電管、壓敏電阻和抑制二極管,并利用各種浪涌抑制器的特點,實現(xiàn)可靠保護。氣體放電管一般放在線路輸入端作為一級浪涌保護器件,承受大的浪涌電流,屬于泄流型器件。二級保護器件采用壓敏電阻,可在極短時間內(nèi)(ns)將浪涌電壓限制在較低的水平。對于高度靈敏的電子電路,可采用抑制二極管作為三級保護。在更短的時間內(nèi)將浪涌電壓限制在末端電子設備的絕緣水平以內(nèi)。如圖,當雷電等浪涌到來時,抑制二極管首先導通,把瞬間過電壓精確地控制在一定的水平,如果浪涌電流較大,則壓敏電阻啟動并泄放一定的浪涌電流,這時壓敏電阻兩端的電壓會有所升高,直至推動前級氣體放電管放電,把大電流泄放到地。當三種器件在線路中的距離較遠時,導通順序會從氣體放電管開始,依次導通。避雷器的工作,是從反應時間最快、設備的最末端開始的,然后逐級往前端啟動的。推薦迪艦防雷器品質(zhì)有保障安全系數(shù)高

中,單純用氣體放電管保護后端的設備會出現(xiàn)下列問題:導通時間過長,殘壓過大,有可能超過后端設備的耐壓水平。放電后,會產(chǎn)生工頻續(xù)流。為避免上述問題,采用另外一種電路(圖三)。為了解決產(chǎn)生工頻續(xù)流的問題,同時也避免壓敏電阻因漏電流過大而發(fā)熱自爆或老化,我們在氣體放電管上串聯(lián)一個壓敏電阻,這樣就可避免產(chǎn)生工頻續(xù)流,又可以防止壓敏電阻因漏電流而自爆、老化。但新的問題又產(chǎn)生了,這樣避雷器的動作時間為氣體放電管的導通時間和壓敏電阻導通時間的總和。假設氣體放電管的導通時間為100ns,壓敏電阻的導通時間為25ns,則它們總的反應時間為125ns。為了減小反應時間,在電路中并入一個壓敏電阻,這樣可使總的反應時間為25ns。:當過電壓出現(xiàn)時,抑制二極管作為動作最快的元件首先動作,線路設計為,在抑制二極管可能毀壞之前,放電電流即隨著幅值的上升轉(zhuǎn)換到前置的放電路徑上,即充氣式放電路上。

Us+△u≥Ug

Us:抑制二極管上的電壓

△u:去耦感應線圈上的電壓

Ug:氣體放電管的動作電壓

如果放電電流小于該值,則充氣放電管不動作。采用這種線路不僅可以在低保護水平的條件下利用放電器動作迅速的優(yōu)點,同時還可以達到很高的放電電容。這樣就可以消除抑制二極管過載一級熔斷器在出現(xiàn)電源續(xù)流時頻繁切斷電路的缺點。

頻率較高的線路也可以采用歐姆式電阻作為去耦元件,與低電容橋接線路共同使用。

2、三極放電管:在兩根的導線上,安裝兩個二極放電管,會出現(xiàn)電位差,因此就有三極放電管,多了一極做公共接地,可以減少時間差(0.15~0.2μs),及由此產(chǎn)生的橫向雷電壓幅值。市場上普通電源避雷器器件一般采用壓敏電阻,用于一級、二級和三級電源。這種組合方式在距離大于5米時,導通時間從第一級開始逐級向后導通。

若第一級采用氣體放電管,二級和三級采用壓敏電阻,則必須滿足第一級與第二級滿足大于十米的距離,第二級與第三級滿足大于5米的距離,這樣才能保證前一級先動作。否則可能導致第一級不動作的現(xiàn)象,而二級和三級避雷器又沒有那么大的通流量,導致避雷器無法切實保護設備。這點在工程設計中一定要引起注意。

四、避雷器的種類: 避雷器的種類基本上分三大類型:一是電源避雷器(安裝時主要是并聯(lián)方式,也串聯(lián)方式),按電壓的不同,分22V的單相電源避雷器和380V的三相電源避雷器。二是信號避雷器,多數(shù)用于計算機網(wǎng)絡、通信系統(tǒng)上,安裝的方式是串聯(lián)。三是天饋線避雷器,是它適用于有發(fā)射機天線系統(tǒng)和接收無線電信號設備系統(tǒng),連接方式也是串聯(lián)。推薦迪艦防雷器品質(zhì)有保障安全系數(shù)高

第四篇：減速機結構工作原理

一、減速機的結構：

減速機一般由箱體、軸系部件和附件三大部分組成(一)箱體

箱體是減速機中所有零件的基座，是支承和固定軸系部件、保證傳動零件的正確相對位置并承受作用在減速機上的荷載的重要零件。箱體一般還兼作潤滑油的油箱，具有充分潤滑和很好的密封箱體零件的作用。

箱體大多做剖分式，由箱座和箱蓋組成（取軸的中心線為剖分面）(二)附件

為保證減速機正常工作和具有完善的性能，減速機箱體上常設置某些必要的裝置和零件，這些裝置和零件及箱體上相應的局部結構統(tǒng)稱為附件。

1、窺視孔和視孔蓋（窺視孔：用于檢查傳動件的嚙合情況和潤滑情況等，并由該孔向箱內(nèi)注入潤滑油。）

2、通氣器（減速機工作時，箱體內(nèi)的溫度和氣壓都很高，通氣器能使熱膨脹氣體及時排出，保證箱體內(nèi)外壓平衡，以免潤滑油沿箱體結合面、軸外伸處及其他縫隙滲漏出來。）

3、軸承端蓋（用以固定軸承外圈及調(diào)整軸承間隙，承受軸向力）

4、定位銷（箱蓋和箱座需要兩個圓錐銷定位）

5、油面指示裝置（指示減速機內(nèi)油面的高度是否符合要求）

6、油塞（排油孔，更換減速機箱體內(nèi)污油）

7、啟蓋螺釘（為了方便開啟箱蓋，對抗密封膠或水玻璃的粘結作用）

8、起吊裝置（方便搬運）(三)軸系部件

分為：階梯軸和齒輪軸兩種 階梯軸：常用

齒輪軸：當齒輪直徑較小，齒輪與軸做成一體

二、減速機工作原理

減速機一般用于低轉(zhuǎn)速大扭矩的傳動設備，把電動機、內(nèi)燃機或其它高速運轉(zhuǎn)的動力通過減速機的輸入軸上的齒數(shù)少的齒輪嚙合輸出軸上的大齒輪來達到減速的目的，普通的減速機也會有幾對相同原理齒輪達到理想的減速效果，大小齒輪的齒數(shù)之比，就是傳動比。減速機是通過機械傳動裝置來降低電機（馬達）轉(zhuǎn)速，而變頻器是通過改變交流電頻率以達到電機（馬達）速度調(diào)節(jié)的目的。通過變頻器降低電機轉(zhuǎn)速時，可以達到節(jié)能的目的。國內(nèi)比較有名氣的變頻器生產(chǎn)企業(yè)有三晶、英威騰等等。

減速機是一種相對精密的機械，使用它的目的是降低轉(zhuǎn)速，增加轉(zhuǎn)矩。它的種類繁多，型號各異，不同種類有不同的用途。減速機的種類繁多，按照傳動類型可分為齒輪減速器、蝸桿減速機和行星齒輪減速機；按照傳動級數(shù)不同可分為單級和多級減速器；按照齒輪形狀可分為圓柱齒輪減速器、圓錐齒輪減速器和圓錐－圓柱齒輪減速器；按照傳動的布置形式又可分為展開式、分流式和同軸式減速機。

通用減速機和專用減速機設計選型方法的最大不同在于，前者適用于各個行業(yè)，但減速只能按一種特定的工況條件設計，故選用時用戶需

根據(jù)各自的要求考慮不同的修正系數(shù)，工廠應該按實際選用的電動機功率（不是減速器的額定功率）打銘牌；后者按用戶的專用條件設計，該考慮的系數(shù)，設計時一般已作考慮，選用時只要滿足使用功率小于等于減速器的額定功率即可，方法相對簡單。

第五篇：電磁式低壓電器的結構和工作原理

第一章 常用低壓電器

電器：電能的生產(chǎn)、輸送、分配與應用起著控制、調(diào)節(jié)、檢測和保護的作用。根據(jù)外界的信號和要求，自動或手動接通或斷開電路，斷續(xù)或連續(xù)地改變電路參數(shù)，以實現(xiàn)對電路或非電路對象的切換、控制、保護、檢測、變換和調(diào)節(jié)用的電氣設備。

定義：一種能控制電能的器件。

第一節(jié) 電磁式低壓電器的結構和工作原理

● 低壓電器：用于交流1200V、直流1500V以下電路的器件 ● 高壓電器：用于交流1200V、直流1500V以上電路的電器。電力傳動系統(tǒng)的組成：

1）主電路：由電動機、（接通、分斷、控制電動機）接觸器主觸點等電器元件所組成。特點：電流大

2）控制電路：由接觸器線圈、繼電器等電器元件組成。

特點：電流小

●任務：按給定的指令，依照自動控制系統(tǒng)的規(guī)律和具體的工藝要求對主電路進行控制。

一、低壓電器的分類

1、按使用的系統(tǒng)

1）低壓配電電器

用于低壓供電系統(tǒng)。電路出現(xiàn)故障（過載、短路、欠壓、失壓、斷相、漏電等）起保護作用，斷開故障電路。（動動穩(wěn)定性、熱穩(wěn)定性）

例如：低壓斷路器、熔斷器、刀開關和轉(zhuǎn)換開關等。2）低壓控制電器

用于電力傳動控制系統(tǒng)。能分斷過載電流，但不能分斷短路電流。（通斷能力、操

電器控制與PLC教案 作頻率、電氣和機械壽命等）

例如：接觸器、繼電器、控制器及主令電器等。

2、按操作方式

1）手動電器：刀開關、按鈕、轉(zhuǎn)換開關 2）自動電器：低壓斷路器、接觸器、繼電器

3、按工作原理

1）電磁式電器：電磁機構控制電器動作 2）非電量控制電器：非電磁式控制電器動作 ◆電磁式電器由感測和執(zhí)行兩部分組成。

感測部分（電磁機構）：接受外界輸入的信號，使執(zhí)行部分動作，實現(xiàn)控制的目的。執(zhí)行部分：觸點系統(tǒng)。

二、電磁機構

電磁機構：通過電磁感應原理將電能轉(zhuǎn)化成機械能。電磁機構輸入的電信號：電壓、電流

1、電磁機構的結構形式

電磁機構組成：線圈、鐵心(亦稱靜鐵心)和銜鐵(亦稱動鐵心)，1）E形電磁鐵：多用于交流電磁系統(tǒng)。

2）螺管式電磁鐵：多用作索引電磁機構和自動開關的操作電磁機構，少數(shù)過電流繼電器也采用。

3）拍合式電磁鐵：用于直流繼電器和直流接觸器，也用于交流繼電器。

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2、電磁機構的線圈

線圈分類：電流線圈

電壓線圈

1）電流線圈：串接在主電路，特點：扁銅條帶或粗銅線繞制，匝數(shù)少,內(nèi)阻小。討論：a 銜鐵動作與否取決于線圈中電流的大小。b 銜鐵動作不改變線圈電流。

2）電壓線圈：并聯(lián)在電路

特點：細銅線繞制，匝數(shù)多，阻抗大，電流小，常用絕緣較好的電線繞制。討論：銜鐵動作與否取決于線圈的電壓大小。從結構上看，線圈大抵可分為有骨架和無骨架兩種。

▲交流電磁鐵的線圈：有骨架式，線圈形狀做成矮胖型（考慮到鐵心中有磁滯損耗和渦流損耗，為便于散熱之故）。

▲直流電磁機構的線圈：無骨架式，線圈形狀做成瘦高型

3、電磁特性

電磁吸力的近似計算公式： 11?2F?BS? 2?02?0S（1-1）

２式中：。當Ｓ為常數(shù)時，Ｆ與Ｂ成正比。1)吸力特性：電磁吸力與氣隙的關系曲線。

說明：吸力特性與線圈勵磁電流種類、線圈連接方式有關。

電器控制與PLC教案 ▲直流電壓線圈的吸力特性

電流為常數(shù)(與磁路的氣隙大小無關，取決于線圈的電阻)，根據(jù)磁路定律

??IN（1-2）

R∝

1mR

m

則有

吸力F與氣隙 成反比，所以特性為二次曲線形狀：

結論：a直流電壓線圈在銜鐵閉合前后吸力變化很大； b直流電壓線圈中的電流在銜鐵閉合前后不變化?！涣麟妷壕€圈的吸力特性

交流電壓線圈的阻抗主要決定與線圈的電抗，電阻可以忽略：

當頻率、匝數(shù)和電壓都為常數(shù)時，磁通為常數(shù)時： 為常數(shù)，結論：

a交流電壓線圈在銜鐵閉合前后吸力幾乎不變化（如考慮漏磁通，隨 增加）。

b交流電壓線圈中的電流在銜鐵閉合前后隨氣隙 的減小而減小。

電器控制與PLC教案 的減少略有綜上：a銜鐵動作與否取決于線圈兩端的電壓。

b 直流電磁機構的銜鐵動作不改變線圈電流。C交流電磁機構的銜鐵動作改變線圈電流。eg: U型： 6～7倍 E型： 10～15倍

說明：銜鐵卡住不能吸合，或者頻繁動作，交流電壓線圈可能燒毀。

可靠性要求高，或頻繁動作的控制系統(tǒng)采用直流電磁機構，而不采用交流電磁機構。2）反力特性

反力特性：指電磁機構轉(zhuǎn)動部分的靜阻力與氣隙的關系曲線 電磁機構的反力：作用彈簧、摩擦阻力和銜鐵的重量。電磁機構的反力特性如圖所示：

4、反力特性與吸力特性的配合

F吸 略大于F反

電磁鐵正常工作時銜鐵在吸合的過程中，吸力必須大于反力，但也不能太大否則影響電器的機械壽命

5、短路環(huán)

1）單相交流電磁機構存在的問題

磁通是交變：銜鐵產(chǎn)生強烈的振動和噪音，易使電器結構松散、壽命降低，同時使觸頭接觸不良，易于熔焊與燒毀。2）短路環(huán)的作用

電器控制與PLC教案 短路環(huán)：磁通分相的作用，使合成后的吸力在任一時刻都大于反力，消除振動和噪聲。

短路環(huán)的示意圖：

三、觸點系統(tǒng)

1、觸點（執(zhí)行元件）作用：分斷和接通電路的作用。

2、觸點接觸形式：點接觸、線接觸和面接觸。

點接觸：小電流的觸點 線接觸：中等容量的觸點 面接觸：大容量的觸點

（a）點接觸（b）線接觸(c)面接觸

3、電接觸（接觸電阻）

電接觸：動、靜觸點完全接觸并有工作電流通過。

觸點的接觸過程：

最終閉合位置

（a）最終拉開位置（b）剛接觸位置

（c）

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四、電弧的產(chǎn)生和滅弧裝置

1、電弧的產(chǎn)生及危害 1）電弧的產(chǎn)生

觸點由閉合到斷開時，當電壓超過10～20V和電流超過80～100mA，在拉開的兩個觸點之間將出現(xiàn)強烈的火花，實質(zhì)是氣體放點的現(xiàn)象，通常稱之為“電弧”。

撞擊電離 熱電子發(fā)射 熱電離 形成電弧 2）電弧的危害

a燒灼觸點，降低電器的壽命和電器工作的可靠性。b使觸點的分斷時間延長，嚴重的會產(chǎn)生事故。

2、滅弧裝置

滅弧措施：降低電弧溫度和電場強度。

常用的滅弧方法有：拉長電弧、冷卻電弧和電弧分段 常用的滅弧裝置：

1）磁吹式滅弧裝置（廣泛應用于直流接觸器中）

磁吹滅弧裝置：利用電弧電流本身滅弧，電弧電流愈大，吹弧能力也越強。2）滅弧柵（常用作交流滅弧裝置）

3）滅弧罩（用于交流和直流滅弧。）

采用一個用陶土和石棉水泥做的雨高溫的滅弧罩，用以降溫和隔弧。4）多斷點滅弧

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