電源浪涌保護(hù)器的演化發(fā)展與未來創(chuàng)新方向
時(shí)間：2023-02-08閱讀量492
隨著科學(xué)信息技術(shù)和城市經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，感應(yīng)雷、電磁脈沖和雷電波浸入所造成的危害大大增加。一般建筑物的外部防雷措施只能預(yù)防直擊雷，而強(qiáng)大的電磁場產(chǎn)生的感應(yīng)雷和脈沖電壓卻能潛入室內(nèi)危及電路上的設(shè)備。
如今通訊網(wǎng)絡(luò)、電腦儀器和各類用電設(shè)備越來越精密化，而雷電以及大型電氣設(shè)備的瞬間過電壓會(huì)越來越頻繁的通過電源、天線、無線電信號(hào)收發(fā)設(shè)備等線路侵入，從而造成設(shè)備或元器件損壞，人員傷亡，傳輸或儲(chǔ)存的數(shù)據(jù)受到干擾或丟失，甚至使電子設(shè)備產(chǎn)生誤動(dòng)作或暫時(shí)癱瘓、系統(tǒng)停頓，數(shù)據(jù)傳輸中斷，局域網(wǎng)乃至廣域網(wǎng)遭到破壞。其危害觸目驚心，間接損失一般遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于直接經(jīng)濟(jì)損失。
因此，在進(jìn)行防雷系統(tǒng)方案建設(shè)時(shí)，需要同等重視外部防雷和內(nèi)部防雷。本篇內(nèi)容將以內(nèi)部防雷中涉及到的一個(gè)重要產(chǎn)品——電源浪涌保護(hù)器（SPD）為主，詳細(xì)闡述其演化發(fā)展歷史、發(fā)展現(xiàn)狀及未來創(chuàng)新趨勢(shì)。
電源浪涌保護(hù)器又叫電源防雷器/避雷器，簡稱SPD，適用于交流50/60HZ，額定電壓220V/380V的TT、TN-S、TN-C、IT等供電系統(tǒng)及工廠低壓動(dòng)力和控制系統(tǒng)，對(duì)間接雷電和直接雷電影響或其他瞬時(shí)過電壓的浪涌進(jìn)行保護(hù)，主要適用于住宅，第三產(chǎn)業(yè)及工礦企業(yè)等領(lǐng)域浪涌保護(hù)要求。
早在1749年，美國科學(xué)家本杰明·富蘭克林的風(fēng)箏實(shí)驗(yàn)及其后于1753年避雷針的公布揭開了人類對(duì)抗雷電的歷史。1873年麥克斯韋發(fā)表的科學(xué)名著《電磁理論》系統(tǒng)、闡述了電磁場理論，之后伴隨電磁理論的應(yīng)用和普及，針對(duì)電磁脈沖的防護(hù)也正式納入防雷范疇，直接雷防護(hù)和電磁脈沖防護(hù)構(gòu)成雷電電磁脈沖防護(hù)整體并一直沿用。最原始的電涌保護(hù)器羊角形間隙，出現(xiàn)于19世紀(jì)末期，用于架空輸電線路，防止雷擊損壞設(shè)備絕緣而造成停電。20世紀(jì)20年代，出現(xiàn)了鋁浪涌保護(hù)器，氧化膜浪涌保護(hù)器和丸式浪涌保護(hù)器。30年代出現(xiàn)了管式浪涌保護(hù)器。50年代出現(xiàn)了碳化硅防雷器。70年代又出現(xiàn)了金屬氧化物浪涌保護(hù)器?，F(xiàn)代高壓浪涌保護(hù)器，不僅用于限制電力系統(tǒng)中因雷電引起的過電壓，也用于限制因系統(tǒng)操作產(chǎn)生的過電壓。
而在國內(nèi)，專業(yè)防雷工程行業(yè)和技術(shù)起步較晚，80、90年代的防雷產(chǎn)品和技術(shù)依賴于國外引進(jìn)，如以德、法工控標(biāo)準(zhǔn)為代表的35mm導(dǎo)軌卡接式可拔插SPD防雷模塊和一體化箱式電源防雷組合產(chǎn)品均是在90年代初被引入。進(jìn)入千禧年后，隨著國內(nèi)技術(shù)的發(fā)展，開始誕生了一批像同為（TOWE）科技這樣的專業(yè)化防雷企業(yè)，同時(shí)，國家先后頒布了兩大防雷通用標(biāo)準(zhǔn)，GB 50057-1994《建筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范》（2000年修訂）和GB 50343-2004《建筑物電子信息系統(tǒng)防雷技術(shù)規(guī)范》，至此，國內(nèi)的防雷技術(shù)才日漸趨于成熟。
浪涌保護(hù)器的類型和結(jié)構(gòu)按不同的用途有所不同，但它至少應(yīng)包含一個(gè)非線性電壓限制元件。用于浪涌保護(hù)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。在正常情況下，浪涌保護(hù)器處于極高的電阻狀態(tài)，漏流幾乎為零，從而保證電源系統(tǒng)正常供電。當(dāng)電源系統(tǒng)出現(xiàn)浪涌過壓時(shí)，電源浪涌保護(hù)器立即在納秒級(jí)的時(shí)間內(nèi)導(dǎo)通，將過電壓的幅值限值在設(shè)備的安全工作范圍內(nèi)，同時(shí)將浪涌能量入地釋放掉。隨后，浪涌保護(hù)器又迅速變?yōu)楦咦锠顟B(tài)，從而不影響正常供電。
依據(jù)IEC 1312-1-1995（LPZ）的概念，當(dāng)電氣線路穿過兩防雷區(qū)交界處時(shí)要安裝浪涌保護(hù)器，根據(jù)設(shè)備的不同位置和耐壓水平，可將保護(hù)級(jí)別分為三級(jí)或更多，但保護(hù)器必須很好的配合，以便按照它們耐能量的能力在各浪涌保護(hù)器之間分配可接受的承受值和原始的閃電威脅值有效地減至需要保護(hù)的設(shè)備的耐電涌能力。在實(shí)際的工作中，一般都將電源浪涌保護(hù)器設(shè)在總配電房、各樓層的配電箱中及被保護(hù)設(shè)備前端，以取得優(yōu)良的防護(hù)效果。
在經(jīng)歷多年發(fā)展之后，我國電源浪涌保護(hù)器保護(hù)水平得到了大幅提高，優(yōu)秀防雷企業(yè)研發(fā)的產(chǎn)品品質(zhì)可媲美外資品牌。隨著信息技術(shù)的日益更新，浪涌保護(hù)器開始向集成化、精細(xì)化、智能化、定制化方向發(fā)展，產(chǎn)品也開始有了更多樣化功能。此外，由于數(shù)據(jù)中心、石油化工、國防軍事等行業(yè)對(duì)SPD產(chǎn)品的門檻要求較高，技術(shù)升級(jí)、新材料運(yùn)用與產(chǎn)品使用壽命將會(huì)成為未來行業(yè)發(fā)展和技術(shù)升級(jí)的方向。
同為（TOWE）科技作為國內(nèi)防雷行業(yè)知名品牌，擁有21年發(fā)展歷史，曾參與過奧運(yùn)會(huì)、世博會(huì)等眾多國內(nèi)重大項(xiàng)目的建設(shè)與配套服務(wù)，具有國家級(jí)防雷工程專業(yè)設(shè)計(jì)與施工甲級(jí)資質(zhì)，產(chǎn)品和服務(wù)遍布各行業(yè)，多年來為超過百萬用戶提供過專業(yè)系統(tǒng)的綜合雷電防護(hù)解決方案。2022年底，同為（TOWE）推出遠(yuǎn)程智能遙信防雷配電箱產(chǎn)品，將各個(gè)浪涌保護(hù)器的遙信端子接口與智能采集卡相連接，通過RS485/232、以太網(wǎng)數(shù)據(jù)端口上傳至電腦云平臺(tái)，通過聯(lián)網(wǎng)讓用戶實(shí)時(shí)精準(zhǔn)監(jiān)測每個(gè)浪涌保護(hù)器的工作情況。
隨著人們對(duì)感應(yīng)雷、雷電電磁脈沖危害認(rèn)識(shí)的逐步提高，并且對(duì)防雷裝置概念的更新，雷電監(jiān)測產(chǎn)品和服務(wù)勢(shì)必得到更廣泛深入的推廣應(yīng)用。將防雷工作從被動(dòng)變?yōu)橹鲃?dòng)，進(jìn)一步保證低壓配電設(shè)備的安全、穩(wěn)定運(yùn)行，保障我們的生活、工作與生產(chǎn)活動(dòng)。
