一种多脉冲电涌保护电路及电涌保护器制造技术

本申请一种多脉冲电涌保护电路及电涌保护器，其中电涌保护电路包括并联工作的前端吸收电路和高频分量吸收电路，前端吸收电路包括有一个脉冲保险丝和一个氧化锌压敏电阻形成的串联支路，高频分量吸收电路包括有瞬态二极管、滤波元件和脉冲保险丝形成的串联支路，能够实现工频短路电流直接分断，无需使用铜块替代，提高了MSPD的安全性；高频分量吸收电路能够吸收雷电波中能量最高的频率分量，有效降低输出残压，提高吸收能力。提高吸收能力。提高吸收能力。

A multi pulse surge protection circuit and surge protector

【技术实现步骤摘要】
一种多脉冲电涌保护电路及电涌保护器


[0001]本专利技术属于电涌保护领域，具体涉及一种多脉冲电涌保护电路及电涌保护器。

技术介绍

[0002]风电场往往建设在海拔较高或者沿海滩涂等地，容易发生强对流和雷暴天气，而风电机组往往处于较突出位置，在雷暴环境中产生一个极不均匀的电场极，并伴有尖端放电，使得风电机组尤其是外露部分例如叶片、轮毂、塔架等成为闪电放电的主要目标。雷电沿着机组线路传导到风机的线路负载，直接损坏风机内设备。
[0003]据德国在1991—1998年的统计数据，德国风电场每年每百台风机的雷击事故率为10％左右；日本2002—2006年期间因雷电造成风电停机的比例占到10％～20％，海上风电机组因雷电停机比例达到30％；我国海南东方风电场，近年来仅风机叶片的雷击损坏率就达5.56片/(百片/年)。
[0004]目前，全球各国生产的单脉冲电涌保护器(SPD)都是按照IEC61643
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2011《低压浪涌保护装置.第11部分：连接到低压电力系统的浪涌保护装置.要求和试验方法》的产品技术标准进行研发和生产，并经雷电高压实验室采用10/350μs或8/20μs的单脉冲冲击进行检验,不具有或不完全具有耐受雷电多脉冲冲击的能力。广州野外雷电试验基地2008年8月12日SPD自然雷击耐受力试验：负极性非单一LEMP共有8次回击(8个脉冲组合)，最大电流26.4kA。流经SPD的电流最大值为1.64KA，造成标称电流20kA的SPD损坏，反映了单脉冲SPD对雷电电涌吸收能力不足，不能应用于例如风电机组这样的易遭受多脉冲雷击的场景。
[0005]另外，利用单脉冲SPD进行多级组合防护时，开关型SPD响应时间太慢(μs级)，不能对雷电流起到抑制作用，往往出现雷电脉冲损坏了第二级SPD(Ⅱ级试验)和设备，但第一级(I级试验)开关型SPD不起作用的现象。
[0006]虽然目前市面上出现了一些多脉冲电涌保护器(MSPD)，但是并不适用于风电机组的发电系统，对电涌的吸收能力也不够。
[0007]因此，提供一种能够更适用的多脉冲电涌保护器是有必要的。

技术实现思路

[0008]基于此，本专利技术旨在提供一种多脉冲电涌保护电路及电涌保护器，以克服上述现有技术的缺陷。
[0009]本专利技术一种多脉冲电涌保护电路，包括：
[0010]并联工作的前端吸收电路和高频分量吸收电路；
[0011]前端吸收电路包括有一个脉冲保险丝和一个氧化锌压敏电阻形成的串联支路；
[0012]高频分量吸收电路包括有瞬态二极管、滤波元件和脉冲保险丝形成的串联支路。
[0013]进一步地，当前端吸收电路为多级时，对各级串联支路的氧化锌压敏电阻的额定电压进行离散性整定，使得各级支路按照奇偶顺序分断。
[0014]进一步地，前端吸收电路为六级。
[0015]进一步地，前端吸收电路的总分布电容为21.6～25.2nF。
[0016]进一步地，滤波元件包括串联的一个电感和一个电容。
[0017]进一步地，电感参数为8.3mH，电容参数为30.7nF。
[0018]进一步地，前端吸收电路中的脉冲保险丝的分断时间以同一支路上的氧化锌压敏电阻的热崩溃临界时间为极限。
[0019]进一步地，该多脉冲电涌保护电路还包括温度熔断器，所述温度熔断器内设于氧化锌压敏电阻。
[0020]进一步地，当前端吸收电路为多级时，各级串联支路中的温度熔断器还相互串联。
[0021]进一步地，前端吸收电路还包括发光二极管，发光二极管并联在脉冲保险丝的两端。
[0022]本专利技术还提供一种电涌保护器，其封装了如上所述的任一情形的多脉冲电涌保护电路。
[0023]进一步地，该电涌保护器还包括遥信插座，其输入端与温度熔断器的输出端连接。
[0024]从以上技术方案可以看出，本专利技术具有如下有益效果：
[0025]本专利技术提供的多脉冲电涌保护电路及电涌保护器，能够适应风力发电机发电系统的工作要求，尤其适配690V的发电系统；前端吸收电路采用脉冲保险丝和氧化锌压敏电阻串联的工作方式，能够实现工频短路电流直接分断，无需使用铜块替代，提高了MSPD的安全性；高频分量吸收电路能够吸收雷电波中能量最高的频率分量，有效降低输出残压，提高吸收能力，同时有效抑制高频分量对风机塔筒内光纤环网系统微电子设备的干扰。本专利技术在风电机组中的应用，将有效降低雷电对风电机组的损害，同时本专利技术的结构可以进行模块化，适应发电机组设备内部有限空间的安装需求。
附图说明
[0026]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
[0027]图1本专利技术一种实施例提供的多脉冲电涌保护电路原理图
[0028]图2本专利技术另一实施例提供的多脉冲电涌保护电路原理图
[0029]图3本专利技术另一实施例提供的填充石英砂的多脉冲电涌保护电路示意图
[0030]图4本专利技术实施例提供的多脉冲电涌保护电路分级分断电压波形图
[0031]图5本专利技术实施例提供的多脉冲电涌保护电路十脉冲冲击测试电压波形图
[0032]图6本专利技术实施例提供的多脉冲电涌保护电路残压测试波形图
具体实施方式
[0033]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0034]如图1所示，本实施例提供一种多脉冲电涌保护电路，包括：
[0035]并联工作的前端吸收电路和高频分量吸收电路；
[0036]前端吸收电路包括有一个脉冲保险丝和一个氧化锌压敏电阻形成的串联支路；
[0037]高频分量吸收电路包括有瞬态二极管、滤波元件和脉冲保险丝形成的串联支路。
[0038]本实施例示出了一种优化方案，前端吸收电路共有六级，即脉冲保险丝MB1
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MB6，氧化锌压敏电阻TMOV1
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TMOV6。
[0039]在进一步的实施例中，为了实现直接分断，前端吸收电路中采用的脉冲保险丝需兼顾工频过电压和雷电过电压，因此设计时选择满足分断时间(1s≤t≤2s)以TMOV的热崩溃临界时间为极限的脉冲保险丝。
[0040]当雷电过电压超过TMOV的工作电压时，TMOV导通，电流流过TMOV的时间超过2秒TMOV就发生热崩溃而着火，采用脉冲保险丝，其在流过额定电流100A，持续时间(1s≤t≤2s)就断开，也就是在TMOV着火前就断开，避免了TMOV着火。当雷电过电本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种多脉冲电涌保护电路，其特征在于，包括：并联工作的前端吸收电路和高频分量吸收电路；所述前端吸收电路包括有一个脉冲保险丝和一个氧化锌压敏电阻形成的串联支路；所述高频分量吸收电路包括有瞬态二极管、滤波元件和脉冲保险丝形成的串联支路。2.根据权利要求1所述的多脉冲电涌保护电路，其特征在于，当所述前端吸收电路为多级时，各级串联支路的氧化锌压敏电阻的额定电压满足各级支路按照奇偶顺序分断的要求。3.根据权利要求2所述的多脉冲电涌保护电路，其特征在于，所述前端吸收电路为六级。4.根据权利要求3所述的多脉冲电涌保护电路，其特征在于，所述前端吸收电路的总分布电容为21.6～25.2nF。5.根据权利要求1所述的多脉冲电涌保护电路，其特征在于，所述前端吸收电路中的脉冲保险丝的分断时间以同一支路上的氧化锌...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨少杰，李劲，丘翊仙，李秋鹏，陈珍，尧瑶，黄昱，
申请(专利权)人：广东粤电阳江海上风电有限公司，
类型：发明
国别省市：