电源防雷器(Surge Protective Device, SPD),又称避雷器、浪涌保护器或电涌保护器,是专门设计用来保护电气设备免受雷电和电源线上的瞬态过电压冲击的装置。电源防雷器的组成结构主要包括以下几个关键部分:
1. 浪涌吸收元件:
金属氧化物压敏电阻(MOVs):这是一种非线性电阻器,当电压低于其阈值时呈现高阻抗,当电压超过阈值时迅速转变为低阻抗,从而允许过电压能量通过自身而被耗散。
气体放电管(GDTs):在正常电压下不导电,但在过电压条件下,两极之间的气体被电离而导通,允许电流通过。
瞬态电压抑制二极管(TVS):类似于快速响应的齐纳二极管,可以在极短的时间内钳制电压,保护设备。
2. 开关型保护元件:
放电间隙(Discharge Gap):简单的金属触点,当过电压达到一定值时,空气间隙被击穿,电流流向大地。
充气放电管(GasFilled Discharge Tubes):在特定的电压下,管内的气体被电离,形成导电通道。
闸门管(Thyristors):一种可控的半导体开关,可以迅速导通以泄放电流。
3. 限压型保护元件:
压敏电阻(Varistors):主要用于限压型防雷器,它们的阻值随施加电压的变化而变化,能够在过电压条件下提供低阻抗路径。
4. 耦合与隔离元件:
变压器或光电耦合器:用于隔离电源防雷器和受保护设备,防止保护器失效时对设备的影响。
5. 监控与指示装置:
指示灯或故障指示器:显示防雷器的工作状态或故障情况,便于维护和更换。
6. 端子和连接器:
提供与电源线和接地线的连接点,确保电流可以顺畅地流入和流出。
7. 外壳与安装结构:
防雷器通常封装在一个阻燃、耐用的外壳中,外壳设计符合相关的安全和防护标准。
8. 附加保护措施:
过流保护:如保险丝或断路器,防止防雷器元件因过热而损坏。
电源防雷器的这些组成部分共同协作,形成一个有效的防护体系,当过电压或雷电流进入电路时,防雷器迅速响应,将大部分能量引导到大地,从而保护后端的电气设备免受损害。根据具体应用场合,电源防雷器可能包含上述元件的不同组合,以适应不同的保护需求和电气环境。