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隔离变压器、滤波电路与浪涌保护器:原理与概念详解

在日常生活中,电力系统的稳定性对我们来说至关重要。然而,由于各种外部因素,如雷电、电力波动等,可能会导致电压不稳定,甚至引发设备损坏或安全事故。为了应对这些问题,我们通常会采用隔离变压器滤波电路浪涌保护器等设备来保护电力系统。
首先,隔离变压器是电力系统中常见的设备之一。它通过隔离原边和副边,有效防止雷电等过电压对设备造成损害。在雷电袭击时,由于雷电波的电压远高于正常电压,隔离变压器铁芯会因磁感应强度过大而饱和,从而阻断雷电高电压的传输,保护设备安全。
其次,滤波电路在电力系统中扮演着重要角色。它通过阻挡高频杂波,降低浪涌电压的能量。在设计滤波电路时,需要巧妙地计算电容器和扼流圈的数值,并选择合适的材料。这样,滤波电路就能在电源线路和信号线路中发挥出良好的滤波效果。
最后,浪涌保护器是另一种重要的保护设备。它通过在过电压达到一定临界值时,瞬间导通线路,从而限制暂态过电压或分流浪涌电流。浪涌保护器具有吸收浪涌能力大、反应速度快等优点,但可靠性较低,当SPD损坏后可能会影响系统正常工作。
实际应用中,这三种设备各有特点,但单独使用往往难以达到最佳效果。因此,我们通常会将其组合使用,以达到最佳的防浪涌效果。
例如,在给重要设备或机房供电时,隔离变压器可以减少来自线路的浪涌电压,起到C/D级防护的作用。滤波电路可以进一步降低浪涌电压的能量,降低脉冲的陡度。浪涌保护器则可以防止各种频谱下的浪涌电压侵袭,提高系统的可靠性。
同样,在高档防雷插座/UPS的设计中,滤波电路和浪涌保护器可以减少来自线路的浪涌电压,降低脉冲的陡度,提高电源系统的稳定性。此外,将这三种设备组合使用,可以在不同程度上保护各种线路,如电源线路、信号线路和天馈线路等。
总之,隔离变压器、滤波电路和浪涌保护器在电力系统中发挥着重要作用。通过合理搭配和使用,我们可以有效防止电压不稳定带来的各种问题,保障电力系统的安全稳定运行。一、基本概念
隔离变压器:隔离原边与副边的电气联接,以达到稳定电压、隔离谐波及保护人身安全的作用。在电源线和信号传输线上装隔离变压器可以对雷电高压引入起有效的限制作用,这是因为当强大的雷电波输入变压器时,由于雷电波电压比变压器正常的电压高很多倍,使得激励的磁感应强度远远大于铁芯允许通过的最大磁感应强度BM,因而变压器铁芯饱和,变压器的磁-电变换暂时失效,雷电高电压不能传输到变压器的副边,从而保护用电设备。
滤波电路:通低频阻高频或者是通高频阻低频。在一些电源线路及高频线路中巧妙的设计可以大大降低浪涌电压的能量。
浪涌保护器:并联于线路中,当线路上的过电压达到SPD动作临界值的时候,通过SPD的动作,使线路对地形成瞬间的导通状态,用于限制暂态过电压或分流浪涌电流的装置。
二、工作原理及特性
1、隔离变压器:
隔离变压器防浪涌之等效电路
1.1接地方法:将一次侧线圈的静电遮蔽接地(参看的一次侧EI)接在电源总开关箱的「接地汇流排」上(注:该接地汇流排是分别连接在总电源中性线及建筑物的基础结构钢筋上),必须是从电源接地汇流排拉过来的电源接地专用线,不能从电源插座的「中性线」接过来。其余的接地引线,包括二次侧线圈的静电遮蔽接地、外壳接地、铁心接地及一次与二次线圈之间的磁场遮接地,则接在专用接地汇流排上,接地电阻值最好能够控制在10以下效果较佳。
1.2特性:隔离变压器防浪涌电压的能力和水平如何,则要看它的耐压值、绝缘水平和其它技术参数。一般来讲,一次雷电现象可在瞬间产生上万伏甚至几十万伏的过电压,这样的过电压隔离变压器是承受不了的。并且,几KHZ以内的低频脉冲也是无法防护的。
2、滤波电路
2.1特性:针对10-100KHz以上的高频共模杂波及差模杂波能起到比较好的抑制效果,同时可以降低脉冲的陡度。只要巧妙的计算安排各电容器及扼流圈的数值,并慎选用材(电容器及抗流圈磁心的材质)即可达成很好的滤波效果,该滤波器内含三只抗流圈(为共模扼流圈的绕线示意图)。
3、浪涌保护器
浪涌保护器器原理图
3.1特性:吸收浪涌能力可以很大,反应速度可以很快,可以防止各种频谱下的浪涌电压的侵袭;但是防浪涌的可靠性能较低,当SPD损坏后可能会影响到系统正常工作,且器件选择上需要一定的经验。
三、使用对比
隔离变压器通常用于给重要设备/机房供电,减少来自线路的浪涌电压,可作为电源系统C/D级防护的补充。也可用于信号系统的防浪涌设计电路中,与SPD起配合作用。同时具有隔离电源与负载的作用。
滤波电路通常用于高档
隔离变压器、滤波电路、浪涌保护器
一、基本概念
隔离变压器:隔离原边与副边的电气联接,以达到稳定电压、隔离谐波及保护人身安全的作用。在电源线和信号传输线上装隔离变压器可以对雷电高压引入起有效的限制作用,这是因为当强大的雷电波输入变压器时,由于雷电波电压比变压器正常的电压高很多倍,使得激励的磁感应强度远远大于铁芯允许通过的最大磁感应强度BM,因而变压器铁芯饱和,变压器的磁-电变换暂时失效,雷电高电压不能传输到变压器的副边,从而保护用电设备。
滤波电路:通低频阻高频或者是通高频阻低频。在一些电源线路及高频线路中巧妙的设计可以大大降低浪涌电压的能量。
浪涌保护器:并联于线路中,当线路上的过电压达到SPD动作临界值的时候,通过SPD的动作,使线路对地形成瞬间的导通状态,用于限制暂态过电压或分流浪涌电流的装置。
二、工作原理及特性
1、隔离变压器:
隔离变压器防浪涌之等效电路
1.1接地方法:将一次侧线圈的静电遮蔽接地(参看的一次侧EI)接在电源总开关箱的「接地汇流排」上(注:该接地汇流排是分别连接在总电源中性线及建筑物的基础结构钢筋上),必须是从电源接地汇流排拉过来的电源接地专用线,不能从电源插座的「中性线」接过来。其余的接地引线,包括二次侧线圈的静电遮蔽接地、外壳接地、铁心接地及一次与二次线圈之间的磁场遮接地,则接在专用接地汇流排上,接地电阻值最好能够控制在10以下效果较佳。
1.2特性:隔离变压器防浪涌电压的能力和水平如何,则要看它的耐压值、绝缘水平和其它技术参数。一般来讲,一次雷电现象可在瞬间产生上万伏甚至几十万伏的过电压,这样的过电压隔离变压器是承受不了的。并且,几KHZ以内的低频脉冲也是无法防护的。
2、滤波电路
2.1特性:针对10-100KHz以上的高频共模杂波及差模杂波能起到比较好的抑制效果,同时可以降低脉冲的陡度。只要巧妙的计算安排各电容器及扼流圈的数值,并慎选用材(电容器及抗流圈磁心的材质)即可达成很好的滤波效果,该滤波器内含三只抗流圈(为共模扼流圈的绕线示意图)。
3、浪涌保护器
浪涌保护器器原理图
3.1特性:吸收浪涌能力可以很大,反应速度可以很快,可以防止各种频谱下的浪涌电压的侵袭;但是防浪涌的可靠性能较低,当SPD损坏后可能会影响到系统正常工作,且器件选择上需要一定的经验。
三、使用对比
隔离变压器通常用于给重要设备/机房供电,减少来自线路的浪涌电压,可作为电源系统C/D级防护的补充。也可用于信号系统的防浪涌设计电路中,与SPD起配合作用。同时具有隔离电源与负载的作用。
滤波电路通常用于高档防雷插座/UPS的设计中,减少来自线路的浪涌电压,可作为电源系统C/D级防护的补充。也可用于信号系统的防浪涌设计电路中,与SPD起配合作用。同时具有降低浪涌陡度的作用。
浪涌保护器可用于防护来自电源线路、信号线路、天馈线路等各种线路的浪涌电压,可作为B、C、D各级保护,不宜集成在系统中。同时具有通流大、抑制电压低的特点。
隔离变压器、滤波电路、浪涌保护器宜组合使用,所示,则防浪涌效果最佳。
~插座/UPS的设计中,减少来自线路的浪涌电压,可作为电源系统C/D级防护的补充。也可用于信号系统的防浪涌设计电路中,与SPD起配合作用。同时具有降低浪涌陡度的作用。
浪涌保护器可用于防护来自电源线路、信号线路、天馈线路等各种线路的浪涌电压,可作为B、C、D各级保护,不宜集成在系统中。同时具有通流大、抑制电压低的特点。
隔离变压器、滤波电路、浪涌保护器宜组合使用,所示,则防浪涌效果最佳。


隔离变压器、滤波电路与浪涌保护器:原理与概念详解

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