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矿区专用电源防雷器研究实验简介

1矿区专用电源防雷器,包括压敏电阻(I)、压敏电阻(2)、压敏电阻(3)、石墨间隙(4),其特征是:先将电源线的三根火线(L1、L2、L3)分别通过压敏电阻(I)、压敏电阻(2)和压敏电阻(3)与电源的N线连接,电源的N线再通过石墨间隙(4)与地连接。
2.根据实验要求1所述的矿区专用电源防雷器,其特征是:压敏电阻(I)、压敏电阻(2)和压敏电阻(3)的直流导通电压彡800Vdc。
3.根据实验要求1所述的矿区专用电源防雷器,其特征是:石墨间隙(4)的直流导通电压彡 1500Vdco
4.根据实验要求1所述的矿区专用电源防雷器,其特征是:石墨间隙(4)最大放电电流值>压敏电阻(I)、压敏电阻(2)和`压敏电阻(3)的最大放电电流值的总和的1/2。
技术领域

1. 本研究涉及一种针对矿区等野外恶劣环境下使用的电源防雷器。目的主要是解决冶金、煤炭开采、水泥土开采等野外工矿使用的开采设备的电源雷电防护问题。

背景技术

2. 矿区作业的安全和矿工人员的人身安全一直备受国家关注。现代煤矿里面有很多电子集成设备,如煤矿装车站装车系统等,所以有必要对矿区的电子设备做好防雷保护。目前,市面上高通流量的电源防雷器分为三类:第一类是单独使用石墨间隙组成的L/N-PE或P-N-PE形式的防雷器,此类防雷器具有通流量大,无对地续流和对地无漏电流的优点,但是也存在有残压高,响应速度慢,泄放时电源线路上的电压不稳定的缺点。第二类是采用压敏电阻组成L/N-PE形式的防雷器,此类防雷器具有响应速度快,残压低和泄放时电源线路上的电压稳定的优点,但是存在有通流量相对小和对地有漏电流的缺点。第三类是采用压敏电阻和放电管组成L-N-PE型式的防雷器,此类防雷器具有通流量大,响应速度快,残压低,对地无漏电流和泄放时电源线路上的电压稳定的优点,但由于有放电管的存在,此类防雷器在使用到大电流(100A以上)的电源线路上存在有对地续流的重大缺陷。矿区作业一般在远离城乡的空旷野外,因此极易遭受雷击,同时由于在野外,电源的电能质量和防雷接地都很难达到标准要求,而且矿区作业设备都是大型用电设备,电源线路上的电流远远大于100A。结合市面上三类电源防雷器的特点上看,目前唯一能适用在矿区环境下的电源防雷器就只有石墨间隙组成的防雷器。随着矿产业的发展需要,大量的精密电子设备被应用到了矿产行业中,由于石墨间隙防雷器存在有残压高,响应速度慢,泄放时电源线路上的电压不稳定的缺点,不可能满足精密电子设备的要求,因此需要一种能用野外矿区的,能保护精密电子设备的矿区专用电源防雷器来解决矿产行业的发展需要。

研究内容

3. 本研究的目的是提供一种矿区专用电源防雷器,适用于矿区等野外恶劣环境的电源防雷。目的主要是解决冶金、煤炭开采、水泥土开采等等野外工矿开采设备的电源雷电防护的问题。

4. 本研究采取的技术方案:

5. 一种矿区专用电源防雷器,包括压敏电阻1、压敏电阻2、压敏电阻3、石墨间隙4。

6. 先将电源线的三根火线L1、L2、L3分别通过压敏电阻1、压敏电阻2和压敏电阻3与电源的N线连接,电源的N线再通过石墨间隙4与地连接。

7. 本研究的特点及优点:

8. 本研究采用先进的防雷设计,先通过采用响应快速的压敏电阻对电源线路中的雷电过电压进行钳位,然后通过石墨间隙对雷电过电流进行泄放,同时石墨间隙在无过电流情况下隔离避雷器与地,确保设备正常运行,不影响系统正常运行的情况下实现雷电防护的目的。可有效解决冶金、煤炭开采、水泥土开采等等野外工矿开采设备的电源雷电防护的问题。

附图说明

9. 图1是本研究的原理图。

具体实施方式

10. 本研究的原理如图1所示,a为防雷器被保护线路的输入端,b为防雷器被保护线路的输出端。当信号线路上有出现雷电电涌时,雷电电涌从a端进入,先是通过压敏电阻1、压敏电阻2和压敏电阻3对L1、L2、L3和N线间的过电压进行钳位并将过电流汇集到N线上,然后再通过石墨间隙4泄放入地从而保护后端的被保护设备免受雷电击坏。正常无雷电流情况下,石墨间隙4呈高阻状态,使防雷地网和电源线路之间的隔离,确保地网上的工频电流、谐波等干扰源不会进到电源线路中影响后被保护设备的正常工作。

11. 经电流冲击、电压冲击和干扰测试试验后确定:

12. 压敏电阻1、压敏电阻2和压敏电阻3的直流导通电压彡800Vdc ;

13. 石墨间隙4的直流导通电压1500Vdc ;

14. 石墨间隙4最大放电电流值压敏电阻1、压敏电阻2和压敏电阻3最大放放电电流值的总各的1/ 2。