防雷器的响应时间
不少人错误地认为,响应时间是衡量防雷器保护性能的一个重要指标,制造厂也在其技术资料中列明了这一参数,但许多制造厂并不知道它的确切含义,也未进行过测量。一个流行的观点是,在响应时间内,防雷器对入侵的冲击无抑制作用,冲击电压是"原样透过"防雷器而作用在下级的设备上。这不符合防雷器的是工作情况,是错误的。
防雷器中对冲击过电压起抑制作用的非线性元件,按其工作机理可区分为"限压型"(如压敏电阻器、稳压二极管)和"开关型"(如气体放电管、可控硅)。
氧化锌压敏电阻器是一种化合物半导体器件,其中的电流对于加在它上面的电压的响应本质上是很快的。
那么,以前的技术资料中所说的用压敏电阻构成的防雷器响应时间r≤25ns是怎么回事呢?
这是技术标准IEEEC62.33-1982[2]中定义的响应时间,它是一个用来表征"过冲"特性的物理量,与通常意义上的响应时间是完全不同的另外一个概念。为了说明这一点。
IEEEC62.3(6.3)电压过冲(UOS)。在冲击电流波前很陡、数值又很大时,测量带引线压敏电阻的限制电压的结果表明,它大于以8/20标准波时的限制电压。这种电压增量UOS称作"过冲"。尽管压敏电阻材料本身对陡冲击的响应时间有所不同,但差别不大。造成过冲的主要原因是在器件的载流引线周围建立起了磁场,该此磁场在器件引线和被保护线路之间的环路中,或者在引线与模拟被保护线路的测量电路之间的环路感应出电压。
近几年来发表的国际电工委员会关于防雷器的技术标准IEC61643-1和IEC6163-21都没有引入响应时间这一参数:IEEE技术标准C62.62-2000[]更明确指出,波前响应的技术要求对防雷器的典型应用而言是没有必要的,可能引起技术要求上的误导,因此如无特别要求,不规定该技术要求,也不进行试验、测量、计算或其他认证。这是因为:
(1) 对于冲击保护这一目的而言,在规定条件下测得的限制电压,才是十分重要的特性。
(2) 防雷器对波前的响应特性不仅与防雷器的内部电抗以及对冲击电压起限制作用的非线性元件的导电机理有关,还与侵入冲击波的上升速率和冲击源阻抗有关,连接线的长短和接线方式也有重要影响。
对于电源保护用防雷器,以下三项技术指标是重要的:①限制电压(保护电平);②通流能力(冲击电流稳定性);③3连续工作电压寿命。
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