在現代電力系統、光伏發電、儲能系統和軌道交通等應用中,直流(DC)電力系統的穩定運行至關重要。然而,由于雷電、開關操作、電網故障等因素,直流系統面臨嚴重的過電壓沖擊風險。 直流避雷器 (DC SPD, Surge Protective Device) 是抵御雷電侵襲、保障設備安全運行的關鍵防護措施。 為什么直流電力系統需要避雷器? 1. 雷電對直流系統的主要影響 雷電可能通過直接雷擊、感應
在現代電力系統、光伏發電、儲能系統和軌道交通等應用中,直流(DC)電力系統的穩定運行至關重要。然而,由于雷電、開關操作、電網故障等因素,直流系統面臨嚴重的過電壓沖擊風險。
直流避雷器(DC SPD, Surge Protective Device) 是抵御雷電侵襲、保障設備安全運行的關鍵防護措施。
為什么直流電力系統需要避雷器?
1. 雷電對直流系統的主要影響
雷電可能通過直接雷擊、感應雷擊或雷電流侵入影響直流電力系統:
直接雷擊:雷電直接擊中光伏組件、儲能系統或直流母線,可能導致設備損壞甚至起火。
感應雷擊:雷電在高空或附近釋放的電磁脈沖,會在直流電纜中感應出瞬態高壓,影響系統穩定性。
雷電流侵入:雷擊附近建筑物或電網設施后,浪涌可能沿著直流線路進入設備,損壞變流器、電池管理系統(BMS)等關鍵組件。
2. 直流系統的浪涌風險更大
與交流(AC)系統相比,直流(DC)系統的電弧熄滅能力更差,且雷擊或浪涌引發的過電壓更難自然衰減。因此,直流電力系統特別需要高效的避雷措施。
3. 設備耐壓能力有限
儲能變流器(PCS)、光伏逆變器、電池管理系統(BMS)、充電樁等設備的耐壓水平較低,一旦遭受雷擊或電涌,可能導致控制單元失效、電池過充過放、甚至設備徹底損毀。
4. 直流避雷器(DC SPD)的作用
直流
避雷器(DC SPD)是一種專門用于直流電力系統的浪涌保護設備,它可以泄放雷電浪涌、抑制過電壓、降低瞬態沖擊,確保設備運行安全。
快速泄放雷擊浪涌,防止直流設備端口燒毀
吸收并抑制電網瞬態過電壓,降低對變流器的影響
降低開關操作浪涌沖擊,防止 IGBT、MOSFET 誤觸發
保障直流母線穩定,防止過電壓導致系統停機
延長儲能電池、逆變器壽命,降低設備維護成本
直流避雷器的工作原理
直流避雷器(DC SPD)主要通過限制過電壓并迅速泄放雷電流來保護設備,其核心技術包括:
1. 壓敏電阻(MOV, Metal Oxide Varistor)
MOV 具備非線性電阻特性,在正常電壓下呈高阻狀態;當浪涌發生時,MOV 瞬間導通,將過電壓限制在安全范圍內。
2. 氣體放電管(GDT, Gas Discharge Tube)
GDT 在極端過壓情況下觸發放電,將高電壓泄放至地面,適用于雷電沖擊較強的環境。
3. 硅瞬態電壓抑制二極管(TVS, Transient Voltage Suppression Diode)
反應速度極快(納秒級),專用于保護敏感電子設備,如 BMS 和通訊模塊。
4. 組合式 SPD(MOV+GDT+TVS)
綜合利用不同技術的優點,在不同雷電強度和浪涌環境下提供最佳保護。
直流避雷器的應用場景
光伏發電 & 儲能系統:保護直流母線、逆變器、DC/DC 轉換器
數據中心 & UPS 供電系統:保障 IT 設備運行
直流充電樁 & 軌道交通:避免充電樁 DC/DC 損壞
微電網 & 工業 DC 供電系統:提高電網兼容性
直流電力系統面臨雷電、
開關浪涌、地電位反擊等風險,科學選型和正確安裝安迅防雷SPD是確保系統安全的關鍵。
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