瞬态二极管损坏后短路而引起的设备损坏问题探讨

胡宗强（中山市新立防雷科技有限公司，广东中山528437）

瞬态二极管损坏后短路而引起的设备损坏问题探讨

胡宗强
（中山市新立防雷科技有限公司，广东中山528437）

通过在信号防雷器的瞬态二极管前加装一种快速熔断型保险管的方法，使得当瞬态二极管因各种原因损坏至短路后，当短路电流增大至一定程度后，快速熔断型保险管断开从而使瞬态二极管从电路中脱离，保证信号防雷器不会因瞬态二极管短路而引发短路电流，保证后级设备的使用安全。并就瞬态二极管在应用中出现短路损坏时短接电流引起的设备损坏问题提出一种解决方案进行探讨。

瞬态二极管；短路；防雷保护

0　引言

随着现代用电设备防雷保护越来越重视，信号类防雷器的应用越来越广泛，瞬态二极管是信号类防雷器的一个重要防雷元器件，其应用也越来越多。然而因瞬态管自身的短路性损坏从而引起被保护设备的损坏的现象也屡见不鲜，因而，解决这一问题有一定的重要性，保证其防雷击、抗脉冲能力及自身损坏后的脱开问题，才能进一步保证瞬态二极管在应用中起到应有的作用[1]。以下就瞬态管损坏后的解决方案进行进一步的探讨，力求达到现代现阶段的防雷要求。

1　瞬态二极管在传统的防雷保护线路中的位置与作用概述

瞬态二极管在防雷器中的应用极为广泛，其一般与放电管及限流电阻组合，如图1所示，放电管作为前级大雷电流的泄流，然后再经瞬态二极管的再次泄流而提供防雷的细保护，从而起到良好的防雷击保护作用[2]。图1的线路是最为简单的放电管+限流电阻+瞬态二极管的保护线路。

图1中，雷击时经前级放电管的一次放电，泄去大部分的雷击感应电流，再经后级的瞬态二极管的再次泄流，从而起到了防雷保护作用。当然放电管和瞬态二极管的品质也至关重要，好品质的放电管和瞬态二极管才能更好地起到防雷保护作用。也可以多加几级的防雷保护，从而更好地起到防雷保护作用。

图1　常用的瞬态二极管的防雷保护线路

如图1所示，由于各种原因，特别是由于雷击过大从而使得瞬态二极管损坏，并且瞬态二极管的损坏多数为短路性损坏，由于传输线路中仍然存在电压电流（主线路无断开），从而形成了线路的传输线短路。在雷击时由于瞬态管的动作与泄流功能保护了设备，但由于瞬态管同时短路性损坏，使得线路短路从而使得线路出现过大的环流电流，从而后续地引起了设备的损坏。

上述情况多数技术人员均认为设备是在雷击时损坏的，但事实上是因为瞬态二极管短路性损坏后引起的线路大电流而后续性引起设备损坏的。基于上述情况，因而有必要针对于瞬态二极管的短路性损坏后对线路的保护进行探讨。

2　瞬态二极管的防雷保护线路的改进

针对于上述瞬态二极管存在的问题，有必要进行防雷线路的改进。

其实原理很简单，就是在当瞬态二极管短路性损坏时让其断开原线路，从而由短路变成开路，从而保证线路不再形成短路电流。

如图2所示，在瞬态二极管上串入一个保险丝，当瞬态二极管短路时，保险丝便同时断开，使得瞬态二极管由短路变成开路，从而不再导致设备因瞬态二极管的短路问题而引起损坏。

图2　改进后的瞬态二极管的防雷保护线路

但保险丝的参数选值则是致关重要的一个环节了。即既要保证雷击时瞬态二极管流过的最大雷电流时不损坏，又要保证在瞬态二极管短路损坏时在用电设备所能承受的短路电流前断开。

因为雷击时雷电流均为瞬间电流，而设备一般可承受的短路电流的时间都比雷击电流时间长一些，因而保险丝可选择慢断式保险丝，其选值根据所需要保护的设备而定。

瞬态二极管的线路也可以进行如图3所示进行改进。

图3　再步改进后的瞬态二极管的防雷保护线路

其原理与图2基本相同，所不同的是增加了雷击时当雷电流过大时，可恢复式保险丝的瞬间断开，使得更多的雷电流从放电管处泄流（放电管为粗保护防雷元器件，其雷电通流能力比较强，但其残压高，因而需要瞬态二极管作为后级防雷保护），当大雷电流泄去后，可恢复式保险丝再次连通，再经瞬态二极管精细泄流，从而可更好地保护设备的同时，同时也使得瞬态二极管更不容易形成短路式损坏，使得整个防雷线路的寿命更长。

而此线路的关健点在于可恢复式保险的参数选值，选择得当，其防雷效果就可以进一步提高。

此改进的线路，当瞬态二极管应用中出现短路式损坏时，可恢复式保险丝则会永久性断开，从而使得被保护设备不会因瞬态二极管的短路式损坏而引起的短路电流引致设备损坏。

3　结语

图2、图3所示的线路已在实际应用中得以印证，其成功之处在于保险丝的加入改进、改进后的线路巧妙地应用了快、慢断式保险丝的特性，从而更好地保护了设备。当然也会有更多的或更好的保护方式，但现线路的改进应可满足一定时间的防雷保护要求，从而减轻雷电灾害对设备造成的危害和损失。

［1］苏邦礼，崔秉球，吴望平，等.雷电与避雷工程［M］.广州：中山大学出版社，1996.

［2］IEC 61643-21：2000.低压电涌保护器第21部分：电信和信号网络的电涌保护器（SPD）—性能要求和试验方法［S］.

(编辑：王智圣)

Discussion on Equipment Damage Problems Caused by Short Circuit of Transient Diode Failure

HU Zong-qiang
（Zhongshan New Lightning Protection Technology Co.，Ltd.，Zhongshan528437，China）

Through themethod of installing a fast fuse type of fuse in frontof the transientdiode of the signalarrester，when the transient diode is damaged to a short circuit for various reasons，the fuse type fuse can be disconnected so that the transient diode can be detached from the circuit，to ensure the lightning arresterwill not cause the short-circuit current by transient diode short-circuit，and ensure the safety of the use of the rear-grade equipment.In this paper，a solution of the transient diode damage sub current equipment damage caused by the problems isdiscussed.

transientdiode；shortcircuit；lightning protection

TN31

A

1009－9492(2015)06－0139－02

10.3969/j.issn.1009-9492.2015.06.039

2015－01－12

胡宗强，男，1973年生，广西玉林人，大学专科，工程师。研究领域：机电，防雷与接地。