主动能量控制技术(AEC)在防雷击电涌保护器中的应用.doc

主动能量控制技术（AEC）在防雷击电涌保护器中的应用 长久以来，德国PHOENIX CONTACT公司致力于使防雷击电涌干扰的方法简便化、标准化、模块化和高可靠。在成功的发明了钨金钼钛合金电极材料和角型放电间隙两项专利后，PHOENIX CONTACT的模块化角型间隙保护器已成功保护了全球15万个移动基站免遭雷击的危害。 发明高性能电极材料和采用角型放电间隙解决了以下问题：在遭受雷击时泄放大能量雷电流，而确保不被热损坏或电极变形、氧化，同时又能可靠的切断后续电流，保证电路的安全。(具体见图一所示) 放电间隙的启动电平相对较高，通常在2.5KV-4KV之间，响应时间为100ns左右。而通讯电源等装置的设备耐压仅为1.5KV。为了保证电源设备不遭雷击侵害，众多电源厂商首先选择了在开关电源中加装MOV型阀式保护器。这类器件的响应时间通常为25ns左右，遭雷击后会以相对放电间隙更快的时间响应。但仅靠安装MOV型阀式保护器是无法确保遭受雷击时不被摧毁，更好的办法就是加装通流能量更大的放电间隙保护器充当一级防护。 MOV型保护器的保护电平通常为1.35KV左右，尚不足以驱动放电间隙工作，若不加装解耦器或保证解耦距离，MOV器件就会存在被摧毁的危险。若按照IEC61312-3和GB50057的要求,满足导线解耦距离或加装解耦器之后，当MOV残压Ures与导线压降之和能及时驱动放电间隙工作时，大量的雷电能量才能得到转移和吸收，达到防护目的。(如图二、图三所示) 但这还不能令人满意。因为在移动基站等安装现场，高温离子气体的直接排放是不能让人接受的。于是，全封闭式间隙保护器FLT35-260便应运而生。FLT35-260的出现使得在配电箱中可直接安装使用放电间隙而不必要顾虑安全间隔问题。（图五FLT 35-260内部结构） 接下来，运营商们又希望安装现场在不能满足10米距离要求时，能否不再使用解耦器？因为就工艺而言，解耦器通常仅有35A和63A两个额定工作电流等级供选用，这制约了负载的数量和SPD的使用效率。另一方面，解耦器的线圈绕组又会影响电网的功率因素。第三，增加了接线数目，理论上将会降低用电效率和安全系数。 那么，有没有更简单的方式实现多级保护呢?答案是肯定的。这是PHOENIX CONTACT多年来追求的目标“让一切变得更简单！”。AEC(主动能量控制Active Energy Control)是实现这一梦想的保证。 AEC技术原理是在密封的放电间隙基础之上，附加一个起孤电路，这个电路能够感受后级残压，并自主触发一个放电火花起动放电间隙，实现能量转移和降低整体残压。（其基本原理如图四所示）。由AEC技术制造的FLT 35 CTRL系列保护器内部，点火电路的参数选择也使电路受到前后级放电元件的保护，从而保证其能长期稳定而可靠的工作。 FLT 35 CTRL系列，首次实现把一、二级保护器动作特点综合起来，系统响应速度最快、残压最低、接线最少。无须外加任何解耦器件，安装不受任何限制，一切变得更加简单方便，便于维护，便于安装。 为了选用方便，我们提供更加系统的解决办法，由FLT35 CTRL和VAL-MS组合成的POWERSETBC/3或/3+1可以方便的直接安装于TN或TT电网之中。（图六 POWERSET BC 接线原理和实物图）POWERSET BC系列雷击电涌保护器具有以下明显的特点： 1.残压更低(相/零整体效果为0.9KV)。 2.响应更快(整体响应时间25ns)。 3.节省了安装空间(这也是在很多欧洲国家，ERICSSON公司能够应用户要求，在电源柜内直接加装POWERSET BC的原因)。 4.改善功率因素，提高用电效率。 5.减少接线数量，提高安全系数。 6.节省安装时间。 7.不受解耦器工作电流限制。 8.节省解耦器件成本。 9.组合方式灵活适用TN-C、TN-S、TT等各种供电方式。 10.模块化设计，便于维护。技术参数 POWERSET BC/3 额定电压UC 260VAC 额定通流10/350us(L-N每相) 35KA 保护电平UP(L-N) 900V 响应时间tA 25ns POWERSET BC/3+1 额定电压UC 260VAC 额定通流10/350us(L-N每相) 35KA 保护电平UP(L-N) 900V 保护电平UP(L-N) 1500V 响应时间tA 25ns如欲详细了解可电邮至： 2.主动能量控制（AEC）的核心是一个属于 B+C 类的 SPD，该 SPD 是在一个用特殊合金材料间隙的电极间加装了一个主动能量控制器，是对以前的否认电压开关型SPD进行了改进，以使其Up不大于2.5KV。它是综合了放电间隙和氧化锌压敏电阻的优点，将这二者组合在一起，而且不用退耦元件的一种新产品。 AEC 与传统的能量分配原理去耦器分配能量的一个重要区别是：传统的自感解耦技术受制于电流的陡度，对于陡度越大的波形（上升速率越大，如8/20波形）越容易实现能量的配合，而对于陡度小、上升缓慢的波形（例如：10/350波形），有可能发生“盲点”，出现能量无法交换配合。而AEC 的能量交换点由 MOV 的残压决定，所以只要控制好 MOV 的最大能量与交换电平的关系就可以很好的控制住能量的分配一个主动的控制。也就 是说，对于传统的能量配合，由于交换点取决于电涌电流的陡度（波形），而 AEC 不管是什么波形的浪涌10/350us、8/20us，甚至是直流波形，只要是 MOV 的伏安特性曲线上的电压与交换电平相一致就可以主动控制能量的分配。 由于是一个 B+C 类的 SPD，所以它既具有 C 类 SPD 的响应速度和低保护电平，同时又具有 B 类保护器兆焦耳级（MJ）的能量级别的优点。 通过使用根据AEC原理设计的自点火雷击电涌保护器，实现不同类型的电涌保护器直接并联。在一、二级保护器之间不能保证至少10米的导线距离时，这是特别有利的