瞬態過電壓保護的案例
【講解】變壓器的過電壓保護及過電壓對電網的影響
在變壓器防雷保護中采用了“三位一體”的接地方式，其接地裝置及接地電阻值能否滿足技術要求，避雷器與變壓器之間電氣距離能否實現“零距離”，這是變壓器能否得到有效保護的關鍵。因變壓器遭受雷擊時，雷電流經接地電阻也會產生電壓降，此電壓與殘壓疊加后一起作用在變壓器繞組上，同樣也會威脅到變壓器的安全。
總之，避雷器的防雷效果，取決于避雷器的殘壓、侵入波陡度及避雷器與變壓器之間電氣距離。在避雷器的選擇上，必須使其伏秒特性上限低于變壓器伏秒特性下限，避雷器殘壓也應小于變壓器絕緣耐壓允許程度，其數值也應小于沖擊波的幅值，這樣的避雷器才會有保護過電壓的效果。
4. 變壓器中性點過電壓的保護
變電所處于多雷區又是單電源進線，其三相雷電侵入波機率較多，故主變壓器中性點需裝設避雷器保護。變壓器中性點過電壓保護的設置，可單獨采用專門保護變壓器中性點的設置，可單獨采用專門保護變壓器中性點的無間隙氧化鋅避雷器(簡稱中性點MOA)。采用中性點MOA，可保護雷電過電壓及操作過電壓。其優點是：動作靈敏、殘壓低、通流容量大，對保護主變壓器中性點免遭過電壓具有良好效果。
此外，現今的中性點MOA的額定電壓較高，當中性點電位偏離不大時，MOA仍有較好的保護效果。
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在變壓器防雷保護中采用了“三位一體”的接地方式，其接地裝置及接地電阻值能否滿足技術要求，避雷器與變壓器之間電氣距離能否實現“零距離”，這是變壓器能否得到有效保護的關鍵。因變壓器遭受雷擊時，雷電流經接地電阻也會產生電壓降，此電壓與殘壓疊加后一起作用在變壓器繞組上，同樣也會威脅到變壓器的安全。
總之，避雷器的防雷效果，取決于避雷器的殘壓、侵入波陡度及避雷器與變壓器之間電氣距離。在避雷器的選擇上，必須使其伏秒特性上限低于變壓器伏秒特性下限，避雷器殘壓也應小于變壓器絕緣耐壓允許程度，其數值也應小于沖擊波的幅值，這樣的避雷器才會有保護過電壓的效果。
4. 變壓器中性點過電壓的保護
變電所處于多雷區又是單電源進線，其三相雷電侵入波機率較多，故主變壓器中性點需裝設避雷器保護。變壓器中性點過電壓保護的設置，可單獨采用專門保護變壓器中性點的設置，可單獨采用專門保護變壓器中性點的無間隙氧化鋅避雷器(簡稱中性點MOA)。采用中性點MOA，可保護雷電過電壓及操作過電壓。其優點是：動作靈敏、殘壓低、通流容量大，對保護主變壓器中性點免遭過電壓具有良好效果。
此外，現今的中性點MOA的額定電壓較高，當中性點電位偏離不大時，MOA仍有較好的保護效果。若有效接地系統發生單相接地故障時，主變壓器中性點將產生一倍的工頻相電壓，此電壓也不會對MOA造成損壞。
若中性點電位嚴重偏離時，避雷器運行中自身安全將受到威脅，當中性點過電壓達到工頻相電壓的2倍以上時，此時避雷器會因通流量不夠而損壞，并可能危及主變的安全。盡管這種情況發生的概率很少，但為了主變的安全，除采用中性點MOA保護主變中性點過電壓外，還可在避雷器邊上并聯水平棒間隙來限制工頻過電壓。棒間隙并聯避雷器的保護作用是：雷電、操作過電壓由避雷器承擔保護，而間隙則是用來限制避雷器上出現的幅值較高的工頻過電壓。
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壓敏電阻是一種限壓型保護器件。利用壓敏電阻的非線性特性，當過電壓出現在壓敏電阻的兩極間，壓敏電阻可以將電壓鉗位到一個相對固定的電壓值，從而實現對后級電路的保護。
“壓敏電阻“是一種具有非線性伏安特性的電阻器件，主要用于在電路承受過壓時進行電壓鉗位，吸收多余的電流以保護敏感器件。壓敏電阻器的電阻體材料是半導體，所以它是半導體電阻器的一個品種。
一：壓敏電阻的作用與優勢
壓敏電阻有什么用？壓敏電阻的最大特點是當加在它上面的電壓低于它的閥值“UN”時，流過它的電流極小，相當于一只關死的閥門，當電壓超過UN時，它的阻值變小，這樣就使得流過它的電流激增而對其他電路的影響變化不大從而減小過電壓對后續敏感電路的影響。利用這一功能，可以抑制電路中經常出現的異常過電壓，保護電路免受過電壓的損害。
同時，壓敏電阻還有一個很重要的作用。壓敏電阻主要用于電路中的瞬態過電壓保護，但由于其類似于半導體穩壓管的伏安特性，使得它還具有多種的電路元件功能。比如：壓敏電阻https://www.misumi.com.cn/vona2/detail/222005018640/是一種直流高壓小電流穩壓元件，穩定電壓可達數千伏以上，是硅穩壓管無法達到的;壓敏電阻可用作電壓波動檢測元件;可用作直流電平移位元件;可用作熒光啟動元件;可用作均壓元件等等。
二：壓敏電阻的工作原理
當加在壓敏電阻上的電壓低于它的閾值時，流過它的電流極小，它相當于一個阻值無窮大的電阻。也就是說，當加在它上面的電壓低于其閾值時，它相當于一個斷開狀態的開關。
當加在壓敏電阻上的電壓超過它的閾值時，流過它的電流激增，它相當于阻值無窮小的電阻。
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六、變頻器應用——壓敏電阻基礎知識
1、什么是“壓敏電阻”
“壓敏電阻是中國大陸的名詞，意思是"在一定電流電壓范圍內電阻值隨電壓而變"，或者是說"電阻值對電壓敏感"的阻器。相應的英文名稱叫“VoltageDependentResistor”簡寫為“VDR”。
壓敏電阻器的電阻體材料是半導體，所以它是半導體電阻器的一個品種。現在大量使用的"氧化鋅"（ZnO）壓敏電阻器，它的主體材料有二價元素（Zn）和六價元素氧（O）所構成。所以從材料的角度來看，氧化鋅壓敏電阻器是一種“Ⅱ-Ⅵ族氧化物半導體”。
在中國臺灣，壓敏電阻器是按其用途來命名的，稱為"突波吸收器"。壓敏電阻器按其用途有時也稱為“電沖擊（浪涌）抑制器（吸收器）”。
2、壓敏電阻電路的“安全閥”作用
壓敏電阻有什么用？壓敏電阻的最大特點是當加在它上面的電壓低于它的閥值"UN"時，流過它的電流極小，相當于一只關死的閥門，當電壓超過UN時，流過它的電流激增，相當于閥門打開。利用這一功能，可以抑制電路中經常出現的異常過電壓，保護電路免受過電壓的損害。
3、應用類型
不同的使用場合，應用壓敏電阻的目的，作用在壓敏電阻上的電壓/電流應力并不相同，
因而對壓敏電阻的要求也不相同，注意區分這種差異，對于正確使用是十分重要的。
4、電路功能用壓敏電阻
壓敏電阻主要應用于瞬態過電壓保護，但是它的類似于半導體穩壓管的伏安特性，還使它具有多種電路元件功能，例如可用作：
（1）直流高壓小電流穩壓元件，其穩定電壓可高達數千伏以上，這是硅穩壓管無法達到的。
（2）電壓波動檢測元件。
（3）直流電瓶移位元件。
（4）均壓元件。
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3、應用類型
不同的使用場合，應用壓敏電阻的目的，作用在壓敏電阻上的電壓/電流應力并不相同，
因而對壓敏電阻的要求也不相同，注意區分這種差異，對于正確使用是十分重要的。
4、電路功能用壓敏電阻
壓敏電阻主要應用于瞬態過電壓保護，但是它的類似于半導體穩壓管的伏安特性，還使它具有多種電路元件功能，例如可用作：
（1）直流高壓小電流穩壓元件，其穩定電壓可高達數千伏以上，這是硅穩壓管無法達到的。
（2）電壓波動檢測元件。
（3）直流電瓶移位元件。
（4）均壓元件。
（5）熒光啟動元件
5、保護用壓敏電阻的基本性能
（1）保護特性，當沖擊源的沖擊強（或沖擊電流Isp=Usp/Zs)不超過規定值時，壓敏電阻的限制電壓不允許超過被保護對象所能承受的沖擊耐電壓（Urp）。
（2）耐沖擊特性，即壓敏電阻本身應能承受規定的沖擊電流，沖擊能量，以及多次沖擊相繼出現時的平均功率。
（3）壽命特性有兩項，一是連續工作電壓壽命，即壓敏電阻在規定環境溫度和系統電壓條件應能可靠地工作規定的時間（小時數）。二是沖擊壽命，即能可靠地承受規定的沖擊的次數。
（4）壓敏電阻介入系統后，除了起到"安全閥"的保護作用外，還會帶入一些附加影響，這就是所謂"二次效應"，它不應降低系統的正常工作性能。
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如用于消除錯誤信號的抖動電路；免于較大瞬態過電壓的浪涌保護電路等。此外，大多數輸入電路在高壓電源輸入和接口電路的控制邏輯部分之間都設有可選的隔離電路。
在評估離散輸出時，應考慮熔絲、瞬時浪涌保護和電源與邏輯電路間的隔離電路。熔絲電路也許在開始時花費較多，但可能比在外部安裝熔絲耗資要少。
2.3 模擬量輸入／輸出
模擬量輸入／輸出接口一般用來感知傳感器產生的信號。這些接口可用于測量流量、溫度和壓力，并可用于控制電壓或電流輸出設備。這些接口的典型量程為－10～＋10V、0～＋10V、4～20mA或10～50mA。
一些制造廠家在PLC上設計有特殊模擬接口，因而可接收低電平信號，如RTD、熱電偶等。一般來說，這類接口模塊可用于接收同一模塊上不同類型的熱電偶或RTD混合信號。
2.4 特殊功能輸入／輸出
在選擇一臺PLC時，用戶可能會面臨一些特殊類型且不能用標準I/O實現的I/O限定如定位、快速輸入、頻率等。此時用戶應當考慮供銷廠商是否提供有特殊的有助于最大限度減小控制作用的模塊。有些特殊接口模塊自身能處理一部分現場數據，從而使CPU從耗時的任務處理中解脫出來。
2.5 智能式輸入／輸出
當前，PLC的生產廠家相繼推出了一些智能式的輸入／輸出模塊。一般智能式輸入／輸出模塊本身帶有處理器，可對輸入或輸出信號作預先規定的處理，并將處理結果送入CPU或直接輸出，這樣可提高PLC的處理速度并節省存儲器的容量。
智能式輸入／輸出模塊有高速計數器（可作加法計數或減法計數）、凸輪模擬器（用作絕對編碼輸入）、帶速度補償的凸輪模擬器、單回路或多回路的PID調節器、ASCII／BASIC處理器、RS—232C／422接口模塊等。表3歸納了選擇I/O模塊的一般規則。
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