雷击防制对策与共模电感的影响
10KV配电线路雷击事故分析及防雷对策

10KV配电线路雷击事故分析及防雷对策一、雷击事故分析雷击是自然界极为危险的天气现象,当雷电活动发生时,如果雷电与建筑物、电力设施等接触,就会造成雷击事故。
10KV配电线路作为电力系统的重要组成部分,也面临着雷击的风险。
雷击事故一旦发生,不仅会造成设备的损坏和停电,还可能危及人民群众的生命财产安全。
对于10KV配电线路雷击事故的分析及防雷对策显得尤为重要。
1.1 10KV配电线路雷击事故特点雷击事故频率较高。
由于10KV配电线路横跨大片地面,搭设在高空,很容易成为雷电活动的“目标”,导致雷击事故频率较高。
雷击事故损失严重。
由于10KV配电线路所承载的电力负荷较大,一旦发生雷击事故,不仅会造成设备的损毁,还可能导致大面积停电,影响供电正常运行。
雷击事故风险难以预测。
雷电活动具有突发性和随机性,难以准确地对雷击事故的发生时间和位置进行预测,10KV配电线路的雷击事故防范面临一定的困难。
10KV配电线路雷击事故的发生有其特定的原因,主要包括以下几个方面:第一,雷电活动频繁。
气象部门数据显示,我国每年的雷电次数约为50-60天,雷电主要发生在夏季,而10KV配电线路正是这段时间电力需求相对较大的时候,因此雷击事故发生的概率相对较高。
第二,线路接地不良。
10KV配电线路若接地不良,导致接地电阻增大,容易成为雷击事故的“好发地”,因为雷电冲击时,会通过接地电阻进入地下,造成线路损毁。
线路设备缺陷。
10KV配电线路设备长期使用后,会出现老化、漏电、接触不良等缺陷,这些缺陷会增加雷击事故的风险。
直接雷击。
直接雷击是指雷电直接击中10KV配电线路或设备,在瞬间产生高压电流,造成线路设备损坏。
雷电流跳闸。
雷电冲击使得10KV配电线路中的电流瞬间增大,导致电力系统保护设备跳闸,造成线路停电。
设备损坏。
10KV配电线路遭受雷击冲击后,线路设备会受到严重损坏,需要更换或维修,增加了电力系统的维护成本。
停电影响。
10KV配电线路发生雷击事故后,可能会造成区域性的停电,影响用户正常用电。
降低10kV架空线路雷击及预防措施

降低10kV架空线路雷击及预防措施一、引言10kV架空线路作为输电网络中重要的组成部分,其安全运行直接关系到电网的稳定性和功率输送的可靠性。
由于天气原因或线路设备老化等因素的影响,10kV架空线路雷击事故时有发生。
降低架空线路雷击的发生,提高10kV架空线路的可靠性与安全性,成为电力行业亟需解决的问题之一。
本文将就降低10kV架空线路雷击及预防措施进行探讨。
二、雷击原理雷击是指当云层中的带电粒子迅速移动,或云与地面之间产生很强的静电场,当达到一定电场强度时,就会产生电介质击穿放电现象。
此时将形成一股极强的电流,与地面或物体相接触,产生雷电现象。
10kV架空线路往往处于开阔的环境中,更容易受到雷击的影响。
架空线路通常使用的绝缘子或避雷线虽然能够在一定程度上减轻雷击对线路设备的影响,但并不能完全消除雷击所带来的危害,因此需要采取一系列的预防措施来降低雷击的发生。
三、降低雷击发生的预防措施1. 合理的线路布局和结构设计合理的线路布局和结构设计是预防雷击发生的首要环节。
应当根据当地的气象条件和地形环境,选择合适的线路走向和布设方式,避免将线路过度暴露在雷电环境之下。
在设计线路的时候,应当充分考虑到雷击的可能性,对线路的绝缘子、避雷线以及支架等进行合理的设计,提高线路的抗雷击能力。
2. 定期的设备检测和维护10kV架空线路的设备检测和维护是预防雷击的有效手段。
定期对线路的各个部件进行检查和维护,维护设备的良好状态,及时更换老化的绝缘子和避雷线,确保线路设备的完好,以减少雷击对线路的影响。
3. 安装避雷装置为10kV架空线路安装避雷装置是降低雷击发生的重要手段。
合理的避雷线和接地装置可以通过导引闪电的方式,将雷电引到地面,减少对线路设备的损害。
合理设置避雷线和接地装置的位置,可以有效减少雷灾对线路的危害。
4. 定期的雷电监测定期的雷电监测是预防雷击发生的重要手段。
通过对当地雷电发生频率和雷电密度的监测,可以提前预知雷电天气的到来,及时采取预防措施,降低雷击对线路的影响。
10KV配电线路雷击事故分析及防雷对策

10KV配电线路雷击事故分析及防雷对策近年来,随着电力设备的广泛使用,10KV配电线路雷击事故频繁发生,给人们的生命和财产造成了极大的威胁。
因此,对配电线路的雷击事故进行分析,并提出针对性的防范措施,具有极其重要的现实意义。
本文将对10KV配电线路雷击事故进行分析,并提出相关的防雷对策。
1、配电线路雷击事故的原因(1)配电系统天气条件的影响:雷霆风暴、大风、雨雪等天气条件都将增大雷击风险。
(2)线路局部悬挂物:在设备处或绝缘子处,悬挂物会影响电气场分布,并导致局部电场强度的增强,从而增大雷击的概率。
(3)地面状况:介质内部的导电性改变会影响介质的闪络电压和局部电场的分布,从而加大雷击风险。
(4)电力设备的缺陷:例如设备本身的绝缘损坏或损坏时部分零部件可能打开,生成电晕现象等。
(1)对设备的损害:雷击能够对设备产生强大的电磁力和热量,对设备形成电弧烧毁以及产生火灾等严重损害。
(2)对人身的危害:雷电产生的电压和电流大得惊人,雷电是对人类生命最具危害性的自然现象之一,雷击会造成人的死亡或重伤等严重危害。
1、线路建设技术(1)悬挂地线:在地线电阻足够小的情况下,在配电线路的贯穿点挂设一段地线,地线的作用是在线路、设备与大地之间建立低阻抗连接,以吸收雷电冲击电流。
(2)绝缘子选型:绝缘子应采用透平型、耐性负荷大的绝缘子。
如果电压等级较高,绝缘子表面还需涂抹高分子绝缘涂料或污染层防护剂,以杜绝绝缘子表面分布的水滴和污染物。
(3)地面处理:做好配电线路的接地工作,需在电线旁边埋深足够的接地棒,并在大面积降水时清除杂草和污物,以保证电线的良好接地。
2、设备维护保障(1)检查导线接头和连接夹的状态:以确保连接接地是否良好。
(2)定期检查设备的绝缘状态:以确保绝缘状态是否牢固,并检查电缆、电机和开关等设备的绝缘电阻。
(3)清洗设备表面:定期清洗设备表面的灰尘和污垢,防止表面水滴从而增大局部电场,提高雷击发生的概率。
雷电对电力设施的影响及防护措施

雷电对电力设施的影响及防护措施雷电是一种自然现象,产生强大的电磁场和电流,对电力设施造成了潜在的威胁。
在雷暴天气下,电力设施可能会受到直接打击或由于雷电感应而受到间接影响。
因此,为了确保电力设施的安全运行,采取适当的防护措施是非常重要的。
本文将探讨雷电对电力设施的影响以及相应的防护措施。
一、雷电对电力设施的直接影响雷电对电力设施的直接影响主要表现为以下几个方面:1. 直接击中:雷电可能直接击中电力设施,如发电站、变电站、输电线路等。
这种情况下,电力设施可能会遭受严重损坏,导致电力系统的瘫痪,造成供电中断。
2. 烧毁设备:雷电引发的电流过大,有可能烧毁电力设施中的各种设备,如开关、断路器、变压器等。
这对电力系统的正常运行造成了极大的影响,不仅需要更换受损的设备,还需要耗费大量的人力和物力进行修复。
3. 电磁感应:雷电产生的电磁场很强,可能在电力设施附近感应出高电压,导致设备受损或者出现故障。
这种感应可能不会立即显现,但随着时间的推移,设备的损坏或者故障可能逐渐加剧,最终影响设施的稳定运行。
二、雷电对电力设施的间接影响除了直接影响之外,雷电还可能通过间接方式对电力设施造成影响。
1. 引发浪涌电压:雷电引发的电磁波可能导致高电压浪涌,从而对电力设施产生瞬态电压冲击。
这种冲击可能对设备的绝缘系统、电子元器件等造成损害,增加了设备故障的风险。
2. 扰乱信号传输:雷电产生的电磁场也可能扰乱电力设施中的信号传输,比如控制信号、监测信号等。
这会导致设备之间的通信中断,进一步影响电力系统的正常运行。
三、雷电防护措施为了保护电力设施免受雷电的影响,采取适当的防护措施非常重要。
1. 地线系统:合理设计和建设地线系统是防范雷击的基础。
通过铺设深埋地线、接地网等,将雷电击中的电流迅速引导到地下,减少对设施的直接影响。
2. 避雷针装置:在高耸的建筑物、电力设施周围安装避雷针装置是防护措施之一。
避雷针具有尖锐形状,能够迅速吸收雷电,减少雷电对设施的损害。
雷电的危害和预防措施

雷电的危害和预防措施雷电的危害和预防措施雷电的危害和预防措施大家了解过多少呢?可能很多人都不是很清楚,下面就是店铺分享的雷电的危害和预防措施介绍,一起来看一下吧。
雷电的危害和预防措施雷电是大自然中最壮观的自然现象之一,它是一把锋利无比的双刃剑,具有巨大的能量及破坏力。
其电压可高达几十万伏甚至数百万伏,瞬时电流可高达数十万安培,放电时温度高达30000℃。
世界各地每年遭受雷击而造成破坏的重大事故不计其数,仅我国每年就有数万人遭受雷击伤亡。
因此,我们必须了解和掌握防雷知识,采取切实可行的防雷措施,才能有效地避免或减少雷电事故的发生。
雷电的主要危害根据雷电产生的危害特点,它的破坏作用主要是雷电流引起的。
通常雷电以三种形式出现,即直接雷击、感应雷击和雷电波。
一般人所说的雷击是由直接雷造成的,由于它瞬间放出的电流相当大,产生的高温高压引起爆炸、火灾和建筑物倒塌,造成人畜伤亡事故。
感应雷的主要危害是由电流沿着金属导线或导体形成雷电冲击波,并进入建筑物内造成用户的仪器设备或家用电器的损坏,在一定的条件下还会造成人员伤亡和火灾等重大雷击事故。
在雷击事故中90%是感应雷造成的,随着现代化高科技的迅速发展,在电子设备、供电设备、通信广播、计算机网络的信息传输等领域都是感应雷的主要袭击对象。
雷电波是由于雷击而在架空线路或空中金属管道上产生的冲击电压,沿线路或管道的两个方面迅速传播,其传播速度为300m/us(在电缆中为150m/us),若侵入建筑内可造成配电装置和电气线路绝缘层击穿产生短路或使建筑物的易燃易爆物品燃烧和爆炸。
造成雷电击事频繁发生的原因,除了不可抵御的自然现象外,人们的防知识缺乏、防雷意识淡薄是主要原因。
有的人认为避雷针是万能的灵丹妙药,有了它就会任凭电闪雷鸣而安然无恙,有的单位舍不得花这笔钱来搞防雷工程,有的单位即使安装了避雷设施,但安置不规范或长期得不到维护、保养,成了引雷入室的'祸根;雷期间,野外作业及行走不能及时地离开所处环境的最高点;有人甚至跑到大树下、屋檐下躲雨,室内人员甚至打开门窗观赏雨景或收看电视、打电话,对家用电器电源插头不及时拨掉,从而导致雷电击伤亡悲剧频发。
降低10kV架空线路雷击及预防措施

降低10kV架空线路雷击及预防措施10kV架空线路作为电力系统中重要的输电线路之一,常常面临雷击风险,一旦发生雷击,可能会造成电网系统的中断,给用户带来不便,甚至引发火灾等安全隐患。
降低10kV 架空线路雷击风险,采取有效的预防措施,对于电网系统的稳定运行和用户的安全,具有重要意义。
一、雷击对10kV架空线路的影响雷击对10kV架空线路上的设备设施会造成直接破坏,从而导致设备的短路或失效。
雷击可能导致变压器、断路器、避雷器等设备的损坏,进而引发电网系统的故障。
2、雷击对供电可靠性的影响雷击会导致10kV架空线路的中断或短路,从而影响用户的用电可靠性。
大规模雷击引发的线路中断,可能会造成大面积停电,给用户带来不便。
雷击也可能会引发设备的故障,给维护人员的工作带来风险。
3、雷击对安全隐患的影响雷击造成的火花或爆炸可能会引发火灾,给周围的建筑物和居民带来安全隐患。
特别是在一些容易燃烧的地区,雷击引发的火灾可能会造成严重的后果。
1、安装避雷设施在10kV架空线路上安装合适的避雷设施是预防雷击的一种有效措施。
避雷设施主要包括避雷针、避雷线和避雷线夹等。
这些设施能够吸收雷击能量,保护线路设备免受雷击的直接影响。
提高10kV架空线路的绝缘水平,也是降低雷击风险的有效方法。
可以采用绝缘子串、防雷线夹等设备,提高线路的绝缘水平,从而减少雷击可能对线路设备的影响。
3、加强线路检修和维护定期对10kV架空线路进行检修和维护,是降低雷击风险的重要措施。
通过及时发现和处理线路设备的隐患,可以减少雷击对设备设施的影响,提高线路的可靠性。
4、完善安全警示系统为了提醒人们关注雷击风险,可以在10kV架空线路设备周围设置安全警示系统,包括标识、警示牌等。
通过这些安全警示系统,可以增强人们对雷击风险的认识,提高线路设备的安全性。
5、加强对设备的监控和报警通过对10kV架空线路设备的监控和报警,及时发现设备的异常情况,可以减少雷击可能引发的线路故障。
如何预防雷击
如何预防雷击标题:如何预防雷击引言概述:雷击是一种自然现象,但它可能对人们和财产造成严重的危害。
因此,了解如何预防雷击是非常重要的。
本文将从四个方面详细阐述如何预防雷击。
一、了解雷击的形成和危害1.1 雷击的形成:雷击是由云与地面之间的静电放电引起的,通常发生在雷暴天气中。
1.2 雷击的危害:雷击可能导致人员伤亡、电器设备损坏、火灾以及其他不可预测的事故。
二、建立有效的防雷系统2.1 安装避雷针:避雷针是一种将雷电引导到地下的设备,可以降低雷击的风险。
2.2 使用避雷器:避雷器可以吸收和分散雷电能量,保护电器设备免受雷击的伤害。
2.3 安装接地系统:通过将建造物和设备接地,可以将雷电引导到地下,减少雷击的危(wei)险。
三、采取个人防护措施3.1 避免户外活动:在雷暴天气中,尽量避免在户外活动,特殊是在露天场所、高地或者水边。
3.2 寻觅安全避雷点:当您在户外时,寻觅安全的避雷点,如建造物内部或者车辆内部。
3.3 避免接触金属物体:在雷暴天气中,避免接触金属物体,因为金属可以吸引雷电。
四、加强室内防雷安全4.1 安装防雷装置:在建造物上安装防雷装置,可以有效地减少雷击的危(wei)险。
4.2 避免使用电器设备:在雷暴天气中,尽量避免使用电器设备,以减少雷击对设备的损坏。
4.3 室内避雷措施:保持室内门窗关闭,避免在室内使用水和电话等设备,以减少雷击的风险。
结论:预防雷击是一项重要的安全措施,可以保护人们的生命和财产安全。
通过了解雷击的形成和危害,建立有效的防雷系统,采取个人防护措施以及加强室内防雷安全,我们可以最大限度地减少雷击的风险。
因此,每一个人都应该重视雷击预防,并采取相应的措施来保护自己和周围的人们。
10KV配电线路雷击事故分析及防雷对策
10KV配电线路雷击事故分析及防雷对策一、事故分析雷击是自然界一种常见的灾害现象,在高压配电线路中,雷击事故可能会给人们的生活和工作带来巨大的损失。
近年来,10KV配电线路雷击事故频发,引起了广泛的关注。
我们有必要对10KV配电线路雷击事故做出深入的分析,找出问题所在,采取有效的防雷对策,保障人们的生命财产安全。
1.1 事故原因10KV配电线路雷击事故的发生原因较为复杂,可以总结为以下几个方面:第一,配电线路设施老化和缺乏维护。
随着时间的推移,10KV配电线路设施会出现老化、腐蚀等现象,如果长期缺乏维护,可能会导致线路绝缘水平下降,增加雷击事故的发生几率。
第二,雷电活动频繁和气候恶劣。
某些地区雷电活动频繁,气候条件恶劣,增加了10KV配电线路遭受雷击的可能性。
防雷设施不完善。
一些10KV配电线路缺乏完善的防雷设施,比如避雷针、避雷线等,使得线路更容易受到雷击损害。
1.2 事故后果10KV配电线路雷击事故一旦发生,可能会造成以下后果:第一,对电力设备的影响。
雷击会导致10KV配电线路设备受损,甚至报废,给电力系统的正常运行带来极大的影响。
第二,对用户的影响。
雷击事故可能导致停电,影响用户的正常用电,给生活和生产带来不便和损失。
安全隐患。
雷击会导致火灾、爆炸等安全隐患,危及人们的生命财产安全。
二、防雷对策针对10KV配电线路雷击事故频发的情况,我们应该采取有效的防雷对策,保障电力系统的安全稳定运行。
2.1 技术更新和设施升级针对10KV配电线路设施老化和缺乏维护的问题,我们应当及时进行技术更新和设施升级。
在设备老化、腐蚀严重的地方,应当进行及时更换或修复,提高线路设施的绝缘水平,减少雷击事故的发生。
2.2 完善防雷设施我们应当加强对配电线路的防雷设施建设,比如安装避雷针、避雷线等。
这些设施可以有效地引导雷电,减少雷击对线路设备的损害,提高线路的抗雷能力。
2.3 强化维护管理维护管理是10KV配电线路防雷工作的重要一环。
雷击事故预防与处置方案
雷击事故预防与处置方案概述雷击是一种自然灾害,很难完全预防,但我们可以采取一些措施来降低雷击事故的发生率,并在发生事故的时候做好对应的处置措施。
本文档将介绍雷击事故预防和处置方案。
雷击事故的预防措施1.安装避雷装置安装避雷装置是目前最有效的方法来预防雷击事故。
避雷装置包括:针叶树(如松、柏)、尖顶建筑物(如塔、高楼)、避雷毡、避雷线等。
这些设备将雷电带到大地来消除它的威胁。
2.雷电警报系统雷电警报系统是一种能够预警雷电降临的设备。
它通过在多个区域安装感应器来检测雷电信号。
当雷电信号达到某个阈值时,系统会自动触发警报,提醒人们采取措施。
3.保持地面湿润干燥的地面易于积累电荷,从而引起雷击事故。
保持地面湿润是一个简单又有效的方法来避免这种情况的发生。
4.避免在雷雨天气进行户外活动雷雨天气是发生雷击事故概率最高的时候。
尽量避免在这种天气下进行户外活动可以大大降低雷击事故的发生率。
雷击事故的应急处置措施1.疏散人群如果雷击事故发生在人群聚集的地方(如户外游泳池、露天音乐会等),首要任务是疏散人群。
尽量让人们远离有可能被雷击的地方。
2.寻找避雷处如果地点周围有设备以及其他屏障,能够降低被电击的可能性,应尽快朝那个方向前进。
3.采取紧急救护措施如果有人被雷击,应立即采取紧急救护措施,包括进行心肺复苏和急救。
4.火灾处置雷击还有可能引起火灾。
如果火灾难以控制,应立即报警求救,并采取适当的灭火措施。
总结雷击事故预防和处置措施是非常重要的工作,需要我们高度重视。
尤其是夏季经常出现雷雨天气,我们必须提高警惕,采取防护措施。
在雷击事故发生后,要做好应急处置措施,最大程度保证人们的安全。
架空配电线路雷击问题与防雷措施
架空配电线路雷击问题与防雷措施随着现代社会的快速发展,电力已成为我们生活中不可或缺的重要资源。
而架空配电线路作为电力传输的主要途径之一,经常受到雷击的威胁。
一旦架空配电线路受到雷击,将会给电网、电气设备和用户带来严重危害。
研究架空配电线路雷击问题并采取有效的防雷措施显得尤为重要。
一、架空配电线路雷击问题架空配电线路雷击问题主要体现在以下几个方面:1. 设备受损:雷电的高温和高压能够导致设备的击穿,从而损坏电力设备,影响供电可靠性。
2. 电网故障:雷击造成的电力设备损坏和故障会引起电力系统的短路、过电压等问题,导致电网的停电或部分区域的供电中断。
3. 安全隐患:雷击还可能引发火灾,给人员和物品造成伤害和损失。
4. 成本增加:雷击造成的设备故障和电网故障需要进行维修和更换,增加了供电企业的经济成本。
以上问题都说明了架空配电线路雷击问题的严重性和必须及时进行有效应对的紧迫性。
二、防雷措施为有效防范架空配电线路雷击问题,我们可以从以下几个方面进行防雷措施的制定和实施:1. 优化设备结构:采用防雷设备对架空配电线路的设备进行优化设计,提高设备的抗雷能力。
通过增加避雷针、避雷线、避雷带等设备的设置,提高配电线路的防雷水平。
2. 地线系统:建立良好的接地系统,通过地线将雷电的电荷引到地下,减少雷击所带来的危害。
3. 检测监控:建立完善的监测系统,对配电线路进行定期巡检,及时发现线路上的潜在危险隐患,并采取相应的维修和改进措施。
4. 绝缘层保护:对于设备和线路部分采用绝缘层保护,减少雷电对线路设备的直接影响,增加其抗雷能力。
5. 防雷装置:在配电线路的高危险区域,适当设置雷击防护装置,如避雷针、避雷线等,增加线路的抗雷能力。
6. 建立防雷指南:根据常见的雷击情况和经验教训,建立一套完善的防雷指南,对配电线路的雷击问题进行规范和管理。
通过以上几点防雷措施的制定和实施,可以有效提高架空配电线路的防雷能力,减少雷击对电网和用户产生的危害,保障供电的安全可靠。
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雷擊防制對策與共模電感的影響
作者: 劉偉成 / 通嘉科技(Leadtrend)
在電子產品中進行開關操作,直接或是間接雷擊引起的瞬間過電壓都會對設備產生干擾,而雷擊湧浪測試就是用於來檢驗設備對於抵抗雷擊湧浪的能力。
根據IEC-61000-4-5所定出的雷擊測試標準,表一為對電源供應器所訂定的規範。
表一 Selection of the test levels (Depending on the installation conditions)
其雷擊測試的波形有兩種:Open Circuit V oltage Waveform 1.2μ/50μS(圖一)和 Short Circuit Current Waveform 8/20μS (圖二)
圖一 Open Circuit Voltage Waveform 1.2μ/50μS
圖二Short Circuit Current Waveform 8/20μS
根據法規記載,其組合波信號產生器接線圖如下圖,電壓會先經由Ccoupling(=18μF)進入Line 或Neutral端。
圖三Single phase line to line Coupler/Decoupler Network
圖四Single phase line to earth Coupler/Decoupler Network
故在測試雷擊測試時,無論Line 對Neutral, Line 或Neutral 對Power Earth, 雷擊湧浪會依照下圖所示路徑,先經由MOV 鉗位後,再往大電容(C1)方面走,最後累積在大電容上,此時大電流會將大電容上的電壓往上抬升至高電壓,這高電壓往往都會超過大電容的額定電壓。
OTP
OUT
CS
VCC
GND
COMP
LD5530
photocoupler
AC
input DC
Output 圖五 雷擊路徑
圖六 大電容波形觀察於雷擊湧浪瞬間
根據電容廠商的規格書記載,如下表二surge voltage 測試。
但這會因不同廠牌而有所不同。
當雷擊湧浪在大電容上產生的過高的電壓(surge voltage),且累積次數過多,會有機會將電容裡的電極鋁箔損壞,小則大電容的頂部會突起,大則正負電極鋁箔變形後正負短路而造成較大的損壞電流。
如表二為例,400V 額定電壓的大電容,其可耐受的surge voltage 為450Vdc (1000次)。
表二 大電容surge voltage 耐受力定義(來源Rubycon corp.)
突然產生的損壞電流,會如下圖七所示將所流經的零件瞬間燒毀。
例如NTC, Fuse, L1(common choke)的銅線或絕緣漆,及橋式整流器的其中二顆整流二極體。
圖七 雷擊測試損壞路徑
以實例24Watts (12伏特2安培)的範例中,測試電擊電壓4.5KV ,所觀測到的MOSFET Vds 電壓如下圖八。
在雷擊瞬間,Vds 電壓會因大電容電壓被慢慢抬升而被墊高,此範例中的MOSFET 為600伏特耐壓。
圖八 MOSFET 與限流電阻之波形觀察於雷擊湧浪瞬間
但圖八中的Vds 壓已被抬升至接近700伏特,此時MOSFET 已進入Avalanch_breakdown (突崩
潰,是指對半導體施加足夠的電壓時,流過它們的電流突然增大。
強大的電流而產生的電子能夠擊出原子中的電子而使它變成自由電子)。
圖九增大共模電感(1)
一般來說共模電感的功用除了在EMI防制上的效果外,在雷擊瞬間時,假設電感不飽和的情況下,雷擊電壓會被電感所抑制住,而產生出的雷擊電流湧波也會比較低。
但實際上共模電感會在發生電擊瞬間後的幾 s產生瞬間飽和現象,電感的阻抗瞬間消失,所有的電擊電流湧波直接經由橋式整流器進入大電容。
在實驗中將共模電感的感量加大,來實測對大電容電壓的影響。
如圖九所示,加大感量後,可以增加電感的感抗,並抑制雷擊湧浪的能量,進而將大電容的電壓壓低,延長電容的使用壽命。
並觀察MOSFET的Vds耐壓,也因此而降低不少,如圖十。
所以,防止共模電感在瞬間飽和的一般對策有加gas tube(氣體放電管)、尖端放電layout等等。
圖十增大共模電感(2)_ch1:Vds of MOSFET; ch2:VRsense
在雷擊湧浪的防制中,除了Thermistor (NTC)、MOV (Metal Oxide Varistor)、Gas Discharge Tube
以外,共模電感也可以是其中一個防制元件,再搭配適當的安全距離設計,如變壓器的絕緣距離,光耦合器的絕緣距離,Y電容的橋接地路徑..等,便可有效強化對於抵抗雷擊湧浪的能力。
對於PWM IC部份,以通嘉(Leadtrend) LD5530 (SOT26)為例,如圖十一所示。
偵測Rsense的Rcs-Ccs filter需要儘量的靠近IC端,以防雷擊瞬間產生的干擾。
Ccomp電容和Cotp濾波電容也需靠近IC端以防干擾。
圖十一LD5530 PCB Layout建議
而Vcc方面,由於LD5530有小於1uA的低啟動電流與low power saving性能(no load<100mW@264V AC),其使用的Rstart_up可以相對較其他廠牌IC來的大,大的電阻(Rstart_up)對雷擊瞬間產生的抵抗力也較強,可以抵抗較多的能量由啟動電阻進入IC的Vcc pin,在PCB layout trace最後進入Vcc pin時,再加一個CVcc濾波電容0.1uF以穩定IC的Vcc OVP 誤動作是很重要的一個元件。
對於某些6.6KV高雷擊測試次數的規範來說,以上都可以有效強化電源產品的抵抗雷擊湧浪的能力。
目前LD5530有低起動電流(1 A startup current)、低UVLO off電壓(7.5V)及空載時低工作電流(0.65mA Operating current),對於在調整空載及輕載效能時有很大的助益,以65W為例,264V ac 輸入條件時,空載損耗可以達到81mW以下,20W為例,空載損耗可以達到64mW以下。
且具備有low cost design 與high performance 的優勢,內建Vcc OVP, SCP/OPP/OLP保護, 精準OCP high low line補償,外部OTP 保護與精準CS OVP設定之功能。
參考文獻:
1.IEC-61000-4-5 second edition 2005-11
2.洪勝群/林玉焜, “Power supply 的雷擊防制”,
/ART_8800644618_675763_AN_ec326bf9.HTM
3.LD5530 Datasheet, Leadtrend corp.
4.Capacitor Datasheet of Rubycon corp.。