主动型过电压保护间隙动作特性实验研究

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过电压保护间隙(SPG,Surge Protection Gap)有结构简单、通流能力强等优点,广泛应用在信息化系统多级雷电防护体系中。由于SPG存在电压保护水平低、响应时间长以及与下一级II(C)过电压保护器能量配合性能差等问题,降低了其雷电防护的可靠性。研究不同触发回路对SPG保护性能的影响,对提高信息化系统雷电防护可靠性具有重要的理论与现实意义。本文设计了基于场致触发的主动型触发回路,研究了触发回路的元件参数,对触发回路与SPG之间的动作时序进行了测量,并进行了不同触发回路对SPG保护性能影响的实验。通过三类雷电冲击波形下不同触发回路对SPG保护性能影响实验,得到了触发回路中元件改变对过电压保护间隙保护性能影响的规律,通过续流实验得到了触发回路对SPG续流遮断能力的影响。研究结果表明,触发回路中压敏电阻未动作前通过其自身静态电容与串联电容进行分压;触发回路先动作,SPG主间隙再动作。触发回路可以增加SPG的保护水平,在1.2/50μs电压波、组合波下,压敏电阻U1mA越小,保护范围越宽;触发回路电容容量增加,SPG击穿电压也增加,并且SPG保护范围基本不变。增加触发回路GDT击穿电压,SPG初始击穿电压增加量为两GDT击穿电压值之差,但随着预置电压的提升,SPG击穿电压增加量逐渐减小,并且与电容容量呈反比,电容容量越大,SPG击穿电压增加量越多;在8/20μs电流波下,触发回路的改变对SPG残压以及击穿时间影响较小;在续流实验中触发回路的加入会降低SPG续流的角度,在较大的工频电流流过SPG时,较容易产生续流,续流时间没有太大变化,SPG的续流遮断能力强,过0点就关断。本文研究结果为SPG性能的提升、触发特性的优化以及不同特性过电压防护器的精确配合提供了理论与实验依据。
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