插头插座式电源防雷器的安全运行摘要（一）
时间：2016-03-23 阅读：1008
本文分析了插头插座式电源防雷器存在的易于着火的缺点。并提出改进的措施。关键词：防雷装置、冒烟、着火、热脱离、耐雷熔断器。
当前存在的问题
目前，通信电源设备中都安装了防雷装置（简称防雷器）。这些防雷器，大都有是插头插座式的。由于这种防雷器，结构紧凑、体积小、安装维修方便、价格低，故获得了较为广泛的应用。
然而，这种防雷器也存在着缺点，就是会冒烟、着火。电源防雷器总是在经常加有工频电压负荷的条件下工作的。而其中的关键防护元件——金属氧化物压敏电阻器（MOV）总是要失效的。其失效模式常为短路模式。可是，一旦MOV失效短路，电源就会供给强大的短路电流。如果防雷器的设计、制造中没有采取必要的防护措施，短路电源的事故便会引发冒烟、着火事故。
为了防止火警，使用者常常用一只断路器与MOV串联使用。当有强大的短路电流出现时，断路器就断开对防雷器的供电。这样做也存在一个严重弊端。因为断路器引入的残压甚至比防雷器本身的残压还要高许多。这样对防雷器的保护效果就大打折扣。
本文就如何减少这种插头插入式防雷器的冒烟、着火问题提出一些看法。
插头插座式防雷器的设计特点
有位专家把插头插座式电源防雷器，归纳为欧洲设计模式防雷器。欧洲的OBO。DEHNCiphoenix等公司的电源防雷器，均属于插头插座式电源防雷器。它把防雷模式设计成一个插头，在其中装配了一只大尺寸MOV，其脉冲电流量达到40KA或65KA。为了防止MOV失效后的过热而引发火警。设计有由拉簧、杠杆和低熔点合金构成的热脱离机构。并且以机械动作的形式提供该防雷模雷模块的工作状态指示。通过插头与插座的啮合动作，而提供工作状态指示的远端告警接点。
然而，这种设计的防雷器并没有使用耐雷熔断器，因此，当出现较大的工频短路电流时，不能断开故障电流。所谓耐雷熔断器，也称之为耐冲击电流熔断器。其中的熔体材料是一种特殊的合金。它不但具有相对低的工频熔断电流，而且具有足够大的8/20US脉冲电流耐量。普通的熔断器中的熔体材料则不具备这种性能。普通的熔断器耐脉冲电流的能力相当差。为达到和MOV的脉冲电流耐量相当的熔断器，不得不加粗熔断器的横截面积。这样一来工频快速熔断电流就大大的增加了。可认为根本起不到阻断工频电流的作用了。
使用者为了防止工频短路电流过大。不得不在防雷器的支路上安装断路器以防止火灾的发生。
调查与试验
我们收集了许多在防雷现场失效了的电源防雷器作为解剖分析、并用冲击电流试验台对多种防雷产品进行模拟冲击试验。得到了一些初步的感性认识和理性认识。
防雷器受过大的雷电流冲击导致击穿短路引起着火的比例较小，但绝大多数的情况却是在并没有发生雷击的日子里，电源防雷器产生失效着火的。
对于实际承受的雷电流大于防雷器zui大脉冲电流耐量的情况而言，若要防止着火，一个办法是加大防雷器的脉冲电流耐量，或者多加一级保护，即在前级加装脉冲电流耐量大的防雷器；另一个办法是用一只耐雷熔断器与防雷器串联使用。
对于在并没有雷电发生的日子里，防雷模块冒烟、着火的情况，我们分析：一种原因是，当防雷器受到多次的电流冲击后，当时防雷器并未*失效，只是漏电流增大了许多，使MOV芯片发热，漏电流继续增大，久而久之产生恶性循环，在某一天*失效短路。另一种原因是由于使用者和设计者过分的追求低残压，而造成选用阀值电压（VlmA）太低的MOV，使得MOV在电压应力（荷电率）过高的条件下工作。再有一种情况是电源防雷器被安装在电网电压极不稳定的电网中。当电源电压往高波动时，使MOV承受过高的电压应力。这种情况比较多见。例如：某机场的供电是三条电网供电，除此以外还有几组柴油发电机备用供电。当用柴油发电机供电时，电网的电压并非额定的220Vrms，而可能短时间在300Vrms以上，这对于半导体性质的MOV来说是无论如何不能承受的。对于那些农村小水电的地区电网电压也是不稳定的。电源防雷器在这种环境中会承受严酷的暂时过电压应力。
（待续）