第一篇：钻井泥浆泵结构工作原理
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钻井泥浆泵结构工作原理
泥浆泵原理
泥浆泵是在钻探过程中，向钻孔输送泥浆或水等冲洗液的机械。泥浆泵是钻探机械设备的重要组成部分。它的主要作用是在钻进过程中将泥浆随钻头钻进注入井下，起着冷却钻头，清洗钻具、固着井壁、驱动钻进，并将打钻后岩屑带回地面的作用。在常用的正循环钻探中﹐泥浆泵是将地表冲洗介质─清水﹑泥浆或聚合物冲洗液在一定的压力下﹐经过高压软管﹑水龙头及钻杆柱中心孔直送钻头的底端﹐以达到冷却钻头﹑将切削下来的岩屑清除并输送到地表的目的。常用的泥浆泵是活塞式或柱塞式的﹐由动力机带动泵的曲轴回转﹐曲轴通过十字头再带动活塞或柱塞在泵缸中做往復运动。在吸入和排出阀的交替作用下﹐实现压送与循环冲洗液的目的。
泥浆泵性能
泥浆泵性能的两个主要参数为排量和压力。排量以每分钟排出若干升计算﹐它与钻孔直径及所要求的冲洗液自孔底上返速度有关﹐即孔径越大﹐所需排量越大。要求冲洗液的上返速度能够把钻头切削下来的岩屑﹑岩粉及时冲离孔底﹐并可靠地携带到地表。地质岩心钻探时﹐一般上返速度在0.4～1米/分左右。泵的压力大小取决于钻孔的深浅﹐冲洗液所经过的通道的阻力以及所输送冲洗液的性质等。钻孔越深﹐管路阻力越大﹐需要的压力越高。随着钻孔直径﹑深度的变化﹐要求泵的排
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量也能随时加以调节。在泵的机构中设有变速箱或以液压马达调节其速度﹐以达到改变排量的目的。为了準确掌握泵的压力和排量的变化﹐泥浆泵上要安装流量计和压力表﹐随时使钻探人员瞭解泵的运转情况﹐同时通过压力变化判别孔内状况是否正常以预防发生孔内事故。
泥浆泵分类
泥浆泵分单作用及双作用两种型式﹐单作用式泥浆泵在活塞往复运动的一个循环中仅完成一次吸排水动作。而双作用式泥浆泵每往復一次完成两次吸排水动作。若按泥浆泵的缸数分类﹐有单缸﹑双缸及三缸3种型式。
污水泥浆泵是单级单吸立式离心泵,主要部件有蜗壳、叶轮、泵座、泵壳、支撑筒、电机座、电动机等组成。蜗壳、泵座、电机座、叶轮螺母是生铁铸造、耐腐蚀性较好,加工工艺方便。叶轮为三片单园弦弯叶,选用半封闭叶轮,并采用可锻铸铁、所以强度高,耐腐蚀;加工方便,通过性好,效率高。为了减轻重量和减少车削量、泵轴是优质碳素钢冷拉园钢制造。泥浆泵座中装有四只骨架油封和轴套,防止轴磨损,延长轴的使用寿命。本泥浆泵可垂直或倾斜使用,占地面积小,蜗壳需埋在工作介质中工作,容易启动,不需引水,旋转方向应从电机尾部看是顺时针方向工作。总机长度备有各种规格,以便使用单位根据用途因地制宜地选用。
第二篇：减速机结构工作原理
一、减速机的结构：
减速机一般由箱体、轴系部件和附件三大部分组成(一)箱体
箱体是减速机中所有零件的基座，是支承和固定轴系部件、保证传动零件的正确相对位置并承受作用在减速机上的荷载的重要零件。箱体一般还兼作润滑油的油箱，具有充分润滑和很好的密封箱体零件的作用。
箱体大多做剖分式，由箱座和箱盖组成（取轴的中心线为剖分面）(二)附件
为保证减速机正常工作和具有完善的性能，减速机箱体上常设置某些必要的装置和零件，这些装置和零件及箱体上相应的局部结构统称为附件。
1、窥视孔和视孔盖（窥视孔：用于检查传动件的啮合情况和润滑情况等，并由该孔向箱内注入润滑油。）
2、通气器（减速机工作时，箱体内的温度和气压都很高，通气器能使热膨胀气体及时排出，保证箱体内外压平衡，以免润滑油沿箱体结合面、轴外伸处及其他缝隙渗漏出来。）
3、轴承端盖（用以固定轴承外圈及调整轴承间隙，承受轴向力）
4、定位销（箱盖和箱座需要两个圆锥销定位）
5、油面指示装置（指示减速机内油面的高度是否符合要求）
6、油塞（排油孔，更换减速机箱体内污油）
7、启盖螺钉（为了方便开启箱盖，对抗密封胶或水玻璃的粘结作用）
8、起吊装置（方便搬运）(三)轴系部件
分为：阶梯轴和齿轮轴两种 阶梯轴：常用
齿轮轴：当齿轮直径较小，齿轮与轴做成一体
二、减速机工作原理
减速机一般用于低转速大扭矩的传动设备，把电动机、内燃机或其它高速运转的动力通过减速机的输入轴上的齿数少的齿轮啮合输出轴上的大齿轮来达到减速的目的，普通的减速机也会有几对相同原理齿轮达到理想的减速效果，大小齿轮的齿数之比，就是传动比。减速机是通过机械传动装置来降低电机（马达）转速，而变频器是通过改变交流电频率以达到电机（马达）速度调节的目的。通过变频器降低电机转速时，可以达到节能的目的。国内比较有名气的变频器生产企业有三晶、英威腾等等。
减速机是一种相对精密的机械，使用它的目的是降低转速，增加转矩。它的种类繁多，型号各异，不同种类有不同的用途。减速机的种类繁多，按照传动类型可分为齿轮减速器、蜗杆减速机和行星齿轮减速机；按照传动级数不同可分为单级和多级减速器；按照齿轮形状可分为圆柱齿轮减速器、圆锥齿轮减速器和圆锥－圆柱齿轮减速器；按照传动的布置形式又可分为展开式、分流式和同轴式减速机。
通用减速机和专用减速机设计选型方法的最大不同在于，前者适用于各个行业，但减速只能按一种特定的工况条件设计，故选用时用户需
根据各自的要求考虑不同的修正系数，工厂应该按实际选用的电动机功率（不是减速器的额定功率）打铭牌；后者按用户的专用条件设计，该考虑的系数，设计时一般已作考虑，选用时只要满足使用功率小于等于减速器的额定功率即可，方法相对简单。
第三篇：3NB-1300钻井泥浆泵—液力端系统的设计
目 录
摘 要........................................................III ABSTRACT...................................................IV 1前 言
1.1 课题的背景及研究意义..................................................................................................5 1.2 钻井泥浆泵的现状与趋势分析......................................................................................7 1.2.1我国钻井泥浆泵现状...............................................................................................7 1.2.2 钻井泥浆泵的发展趋势..........................................................................................8 1.3 现有研究的不足及本文研究的内容..............................................................................9
2钻井泵基本参数的确定
2.1 排量................................................................................................错误！未定义书签。2.2 泵压................................................................................................错误！未定义书签。2.3冲程及冲程长度............................................................................错误！未定义书签。2.4泵的额定功率................................................................................错误！未定义书签。2.5 额定活塞推杆力............................................................................错误！未定义书签。
3钻井泥浆泵液力端总体设计
3.1 液力端的总体方案结构设计........................................................错误！未定义书签。3.1.1缸盖结构.................................................................................错误！未定义书签。3.1.2 凡尔体结构............................................................................错误！未定义书签。3.1.3 拉杆结构................................................................................错误！未定义书签。3.1.4活塞结构.................................................................................错误！未定义书签。3.1.5缸套结构.................................................................................错误！未定义书签。3.1.6阀箱结构.................................................................................错误！未定义书签。3.2 钻井泥浆泵的主要作用及工作机构............................................错误！未定义书签。液力端易损件设计分析
I
4.1 泵阀设计分析................................................................................错误！未定义书签。4.2活塞设计分析................................................................................错误！未定义书签。4.3 缸套设计分析...............................................................................错误！未定义书签。
总 结..........................................错误！未定义书签。谢 辞..........................................错误！未定义书签。参考文献........................................II
错误！未定义书签。
摘 要
为了满足国际市场的需要，石化行业都在不断加大钻井设备的投入，同时加快了老钻机的更新改造和新型轻便钻机的研制步伐，加之国际市场对钻井泵的需求量增大，使得钻井泵的供求矛盾更加突出。随着新钻井工艺的应用和发展，要求开发具有更高更好性能的新型钻井泵。
本文在液力端系统总体结构和工作原理的基础上,对3NB-1300钻井泥浆泵液力端系统进行详细的结构设计与分析，重点对冲程、冲次及液力端易损件进行设计与计算。
关键词：钻井泥浆泵；液力端系统；冲程；冲次
III
3NB-1300 Mud Pump--Design of the Hydraulic System
ABSTRACT In order to meet the demand of international drilling market, the petrifaction industry are constantly increasing the investment in drilling equipment, and speeding up the upgrading of the old driller and the development of the new driller.With the increased demand of mud pump at the international market, the contradiction between the supply and demand of the mud pump is more prominent.With the application and development of new drilling technology, the market requires the better performance of new drilling pump.This thesis detailed designs the structure of the hydraulic system of 3NB-1300 mud pump at the basis of overall structure and operating principle, and focus on the design and computing of the stroke, frequency and the wearing part.Key Words: Mud pump;Hydraulic system;Stroke;Frequency
IV
1前 言
1.1 课题的背景及研究意义
石油钻井技术发展90年代, 由于海洋深水油气田的开发和大量水平井钻井的需要, 不仅使钻机的功率加大, 提升能力加强, 而且使钻井泥浆泵功率也增加到1470～1618kW(2000～2200hp)。泵压则由35MPa提到52.7MPa。这种新参数的泥浆泵已经在半潜式、浮动钻井船, 改造的自升式平台上大量采用。并在英国北海油田、美国墨西哥湾油田、西非海岸的油气开发中服役。在南中国海也将3NB1600 型泵的泵压提高到52.7MPa 后使用在钻井平台上。预计在未来的几年中, 在我国的各类海洋平台和钻井船上3NB1300型和3NB1600型泵也将陆续改造为52.7MPa 或更换成3NB2200型泵。而在沙漠中大于7000m 的油气井也将用3NB2200型泵来完成。
采用大功率泥浆泵主要是解决在水平井段防止钻杆卡钻和清除井底岩屑, 加快进尺, 为井下提供动力, 缩短钻井周期, 降低钻井成本。目前在一般水深小于1200m 的油田, 半潜式钻井船日租费用为$2.5万元/天, 而在超深水域半潜式钻井船将高达$12万元/天。因此, 采用安全可靠、性能先进的高压大功率泥浆泵是提高钻井效益的有效途径。
目前, 国产大功率三缸泵最大为3NB1600型泵, 且压力为35MPa。为了尽快适应日益发展的钻井技术的需要, 应加快研制国产3NB2200型泥浆泵。大功率泥浆泵在海上油田的采用, 势必扩展到陆上超深井和水平井钻机上, 就像过去三缸单作用泵在海洋钻机上替代双缸双作用泵一样, 形成一场革命, 很快扩展到陆地钻机。随着泵压的升高, 对钻机中各类钻具的性能要求也将随之提高, 否则, 采用高压大功率泥浆泵后带来的钻井效益将由于钻具的频繁损坏而殆尽。
国外三缸单作用钻井泵的结构特点如美国三缸泵的液力端，阀箱采用L型，阀箱的吸入阀和排出阀为分体结构。吸入阀采用螺纹压紧，其壳体与阀箱螺纹联接，球形吸入空气包。泵机座多为焊接结构，小齿轮用键固定在传动轴上，大齿轮套安装在曲轴上。曲轴采用直轴与偏心轮一起铸造的结构。采用双列向心球面调心轴承。十字头滑动面经表面淬火磨削。齿轮采用斜齿或无槽人字齿轮。为了加强易损件的互换，阀腔和活塞杆制定了相应的 标准。随机辅助工具齐全，有
阀座液压拉拔器、液压拆卸器、缸套拆卸器等。俄罗斯三缸钻井泵的现状 俄罗斯三缸钻井泵起步较晚，发展较慢，至今在钻井实践中，仍大量采用双缸泵。但其三缸泵已形成系列，而且发展势头较快。如俄罗斯石油钻机主要生产厂家，乌拉尔重型机械制造联合公司计划新建一个生产三缸泵的专业化分厂，将生产整体人字齿轮。俄罗斯现有四个功率级别的三缸泵，即600、800、950、和1180kw。俄罗斯三缸泵的液力端，阀箱采用I 型直通式和Ｌ 型，阀箱吸入阀和排出阀不是分体结构，而是一体式液力模块。Ｌ 型阀箱又有吸入阀在前、排出阀在后的常规型和吸入阀在后、排出阀在前的变Ｌ型结构。吸入阀采用液力压紧装置，不依靠螺纹压紧，压紧装置内充满液压油，其壳体与阀箱螺纹联接。排出阀用冠形螺纹压盖压紧。阀盘以锥面和端面与阀座接触，阀盘质量较轻，接触应力较小。阀胶皮保证可靠的密封。活塞—缸套之间有独特的水封装置，喷淋冷却管有铰链装置，可提高可靠性，减少机修时间和使用费用。喷淋泵的开关与钻井泵传动机组联锁，电动泵未起动，钻井泵不能起动，以保护主泵。缸套采用离心浇铸的双金属毛坯或双金属轧制钢管制造。外层是中碳结构钢，内层为高铬耐磨不锈钢。内层的金相组织为细针状马氏体和部分残余奥氏体。使用寿命为500h 左右，最高可达800～900 h。为了方便用户，减少易损件规格，制造的600、800、950及1180KW泵的缸套可以通用。吸入空气包有球形及筒形两种。动力端机座有铸件和焊接件，传动采用小螺旋角斜齿轮传动和宽槽人字齿轮。曲轴是由铸造的偏心轮套在直轴上组成的。采用双列圆锥滚子轴承。十字头滑动面经表面淬火磨削。介杆采用双室密封。随机辅助工具齐全，有阀座液压拉拔器，液压拆卸器，缸套拆卸器等。
关于轻便钻井泵功率在955KW以下，主要配套于4000m以下钻机，因此，轻便钻井泵的市场前景基本依从于4000m以下钻机的使用现状和发展。
随着改革开放的深入及中国加入世界贸易组织（WTO），我国石油钻井队伍“充分利用国内外两种资源、两个市场”，实施走出去的战略，进入国际钻井市场，为了满足参与国际市场的需要，中石油、中石化都在不断加大钻井设备的投入，同时加快了老钻机的更新改造和新型轻便钻机的研制步伐，加之国际市场对钻井泵的需求量增大，使得钻井泵的供求矛盾更加突出，各类型钻井泵的缺口每年达200台左右。随着新钻井工艺的应用和发展，要求开发具有更高更好性能的
新型钻井泵。因此该项目具有良好的市场前景。随着越来越多的国产设备步入国际市场，也会极大地提高我国石油装备制造企业的国际声誉，创造出更多的商机。
1.2 钻井泥浆泵的现状与趋势分析 1.2.1我国钻井泥浆泵现状
轻便钻井泥浆泵功率在956kW以下，主要配套于4km以下钻机，因此，轻便钻井泵的市场前景基本依从于4km以下钻机的使用现状和发展。据统计，我国拥有钻机1000余台，占世界钻机总量的32%，其中，中石油集团公司就拥有700余台，因此，中石油集团公司的钻机情况基本反映了国内钻机的现状。在中国石油集团公司拥有的700余台钻机中，4km以下的钻机占总量的80%。平均新度系数仅为0.4，其中，48%的钻机新度系数小于0.3；有500台左右的钻机服役10年以上，亟待更新，与之配套的钻井泵相应也需要更新。我国每年所钻4km以下的井数为总井数的98.5%，4km以下的进尺为总进尺的95.2%。
目前钻井泵主要的特点有：(1）排量和功率大。
(2）钻井泵持续工作于野外，并经常移运。
(3）泵送的介质是泥浆，其中含有碱、酸、硫化氢等腐蚀成分和细小的岩屑。因此，钻井泵液力端的零件在工作时经受介质的腐蚀，磨砺和冲蚀。
上述的基本工作条件又为钻井泵的设计带来以下的特点：(1）冲次低。中、大功率双缸钻井泵的冲次为 60～65min-1，三缸泵的使用冲次为 90～120min-1。在机动往复泵中是最低的。冲次难以提高的首要原因在于钻井泵功率和排量很大，安装条件又差，故对因冲次提高引起的冲击、振动较为敏感；此外，易损件的寿命和吸入条件也是限制冲次提高的重要因素，例如，即使在有喷淋水冷却的条件下橡胶活塞皮碗的运动平均速度一般须控制在 0.9m/s以下。低的冲次要求动力机和曲柄连杆机构之间的传动比大，传动环节多。(2）钻井泵不但排量大，而且泥浆有一定的粘度。有时还需在泥浆中混入纤维状或片、粒状的堵井漏材料。因此，钻井泵除要求吸入、排出管线有较大的流道面积外，还要求有相当大的阀座孔流道面积和阀升程。钻井泵的阀座孔流道直径为100m左右，阀升程为20mm
左右，这比其它种类的往复泵要大得多。这一特点首先决定了钻井泵的泵阀开启、关闭滞后角较大，达 10～20度。这对容积效率和吸入管中的惯性水头值有较大的影响。其次，阀盘直径大，其上受的总液压力也大。其结果，一是恶化了面积有限的阀体一阀座接触面的受载；二是阀体为具有足够的强度必须做得较厚实，增大了它的质量和惯性，这也是不利于提高泵速的因素之一。(3）外形尺寸大。泵的排量决定于冲次、活塞直径和冲程长度，钻井泵的排量大而冲次低，因而必须加大活塞和加长冲程。按它的外形尺寸和重量，钻井泵为往复泵中的巨型泵。(4）钻并泵是在环境条件很差的野外工作，它的某些结构设计也反映了这一特点。主要一点是在传动端全部采用滚动轴承而避免采用液体润滑的高比压滑动轴承。在曲轴连杆部件中，由于不采用滑动轴承，曲轴只能在两端简支，三个曲柄之间没有支点。这一方面减弱了曲轴的强度和刚度，另一方面又将泵内减速齿轮置于两个曲柄之间而不是靠近轴承。而在一般减速箱的设计中，要求齿轮尽可能靠近轴承，以保证较好的啮合。(5）由泵送的介质具有腐蚀性和磨砺性，再加上矿场维护保养条件差，钻井泵液力端的易损件寿命比之其它行业应用的往复泵都要低。设计泵时必须考虑装卸易损件方便。1.2.2 钻井泥浆泵的发展趋势
随着钻井工艺技术，特别是高压喷射钻井、近平衡钻井、丛式定向井、水平井等新工艺、新技术的发展，钻井泵进一步向大功率、大排量和高泵压方向推进，作为钻机“ 心脏”的钻井泵，其性能水平和使用寿命同钻井速度和生产成本有着直接关系，同时其工作条件又十分恶劣，工况也异常复杂，对钻井泵的可靠性和安全性提出越来越高的要求。
对于轻型钻井泵来说，排出压力将进一步增高，以适应现代钻井工艺的要求。多年来，钻井的实践证实，只有卧式活塞泵能满足钻井工艺要求，钻井使用的活塞泵传动功率由300～2000kW，最大排量8～50L/s，最小排量下的最高压力为9～40MPa。从排量的均衡性，对不同结构泵的排量不均度进行分析，结果表明，曲柄错角120o的三缸泵比其他方曲柄错角等的多缸泵都有利；三缸以上的泵由于结构复杂、维修困难和易磨损而难以广泛应用。近年相继开始研制出5缸、7缸斜盘型轴向柱塞泵、双缸单作用液压钻井泵等新型钻井泵，但由于维修不便及使用寿命等因素限制了其推广应用。所以目前国内外钻井泵的主要型式仍为三缸单作用
往复泵。
三缸泵的液力端为L 形结构，复合锥面阀胶皮，冷却缸套活塞内孔喷射移动式喷淋装置，直立式吸入空气包；动力端体外强力润滑系统，闭式内固定导板机构。因此，轻便钻井泥浆泵的发展趋势是降低额定冲数，由150min-1降到110～120min-1；增大冲程，最大冲程已达300mm以上。
降冲次可以提高易损件寿命，如，活塞密封、缸套的使用寿命，还可以减少惯性损失、改善泵的吸入性能，同时提高泵动力端齿轮、轴承等零部件的使用寿命，大大提高钻井泵的可靠性。合理降低泵的冲次，适当增加泵的冲程长度，既满足钻井过程中的排
量要求，又能确保泵的自吸性能，充分发挥了泵的效能，成为今后钻井泵设计的发展方向。
1.3 现有研究的不足及本文研究的内容
一、钻井泵存在的主要问题
目前，国内外三缸单作用往复式钻井泵存在的主要问题包括以下几个方面： a）钻井泵质量大，难以适应现代轻便钻机的要求，制约钻机的移运性。b）冲程短，冲次高。钻井泵在不适合的冲次范围内工作，致使液力端寿命短。
c）泵压低，不能完全满足钻井工艺的需要。
d）结构不合理，部分强度冗余，部分刚度不足，可靠性低，难以满足钻机高可靠性要求。
e）缸套寿命短，难以满足钻机高效率要求。
二、钻井泵主要参数的合理选择（1）泵的额定冲次n 钻井泵的冲次n 是泵的主要参数之一。相同功率下，冲次高使得泵体积小、质量轻，制造费用、运输费用和维护保养费用较小；冲次高则不能充分发挥三缸单作用泵的效能，因此，对冲次的选定将决定钻井泵的性能可靠性、使用性和经济性。降低冲次还可以提高泵吸入性能，特别是提高三缸泵的自吸能力。可延长易损件的使用寿命。钻井泵冲次的高低对易损件的寿命具有很大影响。活塞失效的主要原因是挤伤和磨损，由于活塞平均速度与冲次成正比，当冲次降低后，活
塞往复运动的速度减慢，活塞与缸套之间的摩擦功耗产生的摩擦热减少，从而延长活塞密封的使用寿命，也提高了缸套的使用寿命。同时，十字头、导板、阀和阀座的寿命都有所提高。另外，冲次降低后，惯性损失减少，泵不易产生水击现象，惯性力减弱，将会提高泵动力端齿轮、轴承等零部件的使用寿命。（2）泵的冲程长度
泵的冲程长度是钻井泵的另一重要指标。在降低冲次的前提下，适当加长冲程长度是合理的，而且还可以进一步改善其吸入性能。经合理搭配泵的冲程长度，泵的额定冲次，缸套直径，在泵的理论排量、排出压力满足钻井工艺要求的前题下使泵的惯性水头系数小于0.34m/s2时，能够确保钻井泵自吸性能良好。（3）正确设计吸入管汇
为保证液流与活塞同步增速，液流需要消耗一定的能量，即称为加速度水头损失或惯性损失。随着所用吸入管线的形式不同，这种损失可能加大或减小。要控制惯性损失，提高泵的吸入性能，应使吸入管线应有足够的液体；选用直通式泵头；吸入系统应绝对密封。
因此，以此为契机我们把钻井泵冲次及冲程长度作为钻井泵的重要参数。
三、设计原始参数
本文主要完成3NB-1300钻井泥浆泵液力端系统设计。设计原始参数为： ① 泵型：卧式三缸单作用 ② 输入功率：956千瓦
③ 齿轮传动比：I=128/35=3.657 ④ 主动轴额定转速：437.77转/分
⑤ 外形尺寸（长*宽*高）：5050*2406.5*2655 ⑥ 总质量（包括皮带轮、予压空气包和喷淋系统）：22300Kg 设计任务：本题目将设计一台3NB-1300钻井泥浆泵，主要有液力端部分，泵壳部分、动力端部分、润滑部分等组成。本子题目将对3NB-1300钻井泥浆泵液力端进行系统的设计。
具体内容为：
① 3NB-1300钻井泥浆泵的总体设计
② 对3NB-1300钻井泥浆泵的液力端进行详细设计，绘制总装配图和零件图
若干；
③ 翻译英文文献不少于3000单词； 基本要求：
① 查阅文献，并写出文献综述； ② 提出可行性方案，并写出开题报告； ③ 设计并选择总体设计方案；
④ 进行3NB-1300钻井泥浆泵液力端和润滑部分的详细设计和计算。
用AutoCAD2004软件画出平面图形。用Solid Works软件进行三维造型。
需要完整论文和图纸联系球球：八零六九九九七四二
第四篇：电容器的工作原理及结构
电容器工作原理这得从电容器的结构上说起。最简单的电容器是由两端的极板和中间的绝缘电介质（包括空气）构成的。通电后，极板带电，形成电压（电势差），但是由于中间的绝缘物质，所以整个电容器是不导电的。不过，这样的情况是在没有超过电容器的临界电压（击穿电压）的前提条件下的。我们知道，任何物质都是相对绝缘的，当物质两端的电压加大到一定程度后，物质是都可以导电的，我们称这个电压叫击穿电压。电容也不例外，电容被击穿后，就不是绝缘体了。不过在中学阶段，这样的电压在电路中是见不到的，所以都是在击穿电压以下工作的，可以被当做绝缘体看。但是，在交流电路中，因为电流的方向是随时间成一定的函数关系变化的。而电容器充放电的过程是有时间的，这个时候，在极板间形成变化的电场，而这个电场也是随时间变化的函数。实际上，电流是通过场的形式在电容器间通过的。
电容
diànróng
1.[capacitance；electric capacity]：电容是表征电容器容纳电荷的本领的物理量，非导电体的下述性质:当非导电体的两个相对表面保持某一电位差时（如在电容器中），由于电荷移动的结果，能量便贮存在该非导电体之中
2.[capacitor；condenser]：电容器的俗称
[编辑本段]概述
定义：
电容（或称电容量[4]）是表征电容器容纳电荷的本领的物理量。我们把电容器的两极板间的电势差增加1伏所需的电量，叫做电容器的电容。电容从物理学上讲，它是一种静态电荷存储介质（就像一只水桶一样，你可以把电荷充存进去，在没有放电回路的情况下，刨除介质漏电自放电效应/电解电容比较明显，可能电荷会永久存在，这是它的特征），它的用途较广，它是电子、电力领域中不可缺少的电子元件。主要用于电源滤波、信号滤波、信号耦合、谐振、隔直流等电路中。
电容的符号是C。
在国际单位制里，电容的单位是法拉，简称法，符号是F,常用的电容单位有毫法(mF)、微法(μF)、纳法(nF)和皮法(pF)(皮法又称微微法)等，换算关系是：
1法拉(F)= 1000毫法(mF)＝1000000微法(μF)
1微法(μF)= 1000纳法(nF)= 1000000皮法(pF)。
相关公式：
一个电容器，如果带1库的电量时两级间的电势差是1伏，这个电容器的电容就是1法，即：C=Q/U 但电容的大小不是由Q或U决定的，即：C=εS/4πkd。其中，ε是一个常数，S为电容极板的正对面积，d为电容极板的距离，k则是静电力常量。常见的平行板电容器,电容为C=εS/d.（ε为极板间介质的介电常数，S为极板面积，d为极板间的距离。）
电容器的电势能计算公式：E=CU^2/2=QU/2
多电容器并联计算公式：C=C1+C2+C3+„+Cn
多电容器串联计算公式：1/C=1/C1+1/C2+„+1/Cn
多电容器并联相加 串联 C=(C1*C2*C3)/(C1+C2+C3)
[编辑本段]电容器的型号命名方法
国产电容器的型号一般由四部分组成（不适用于压敏、可变、真空电容器）。依次分别代表名称、材料、分类和序号。
第一部分：名称，用字母表示，电容器用C。
第二部分：材料，用字母表示。
第三部分：分类，一般用数字表示，个别用字母表示。
第四部分：序号，用数字表示。
用字母表示产品的材料：A-钽电解、B-聚苯乙烯等非极性薄膜、C-高频陶瓷、D-铝电解、E-其它材料电解、G-合金电解、H-复合介质、I-玻璃釉、J-金属化纸、L-涤纶等极性有机薄膜、N-铌电解、O-玻璃膜、Q-漆膜、T-低频陶瓷、V-云母纸、Y-云母、Z-纸介
[编辑本段]电容功能分类介绍
名称：聚酯（涤纶）电容（CL）
符号：
电容量：40p--4μ
额定电压：63--630V
主要特点：小体积，大容量，耐热耐湿，稳定性差
应用：对稳定性和损耗要求不高的低频电路
名称：聚苯乙烯电容（CB）
符号：
电容量：10p--1μ
额定电压：100V--30KV
主要特点：稳定，低损耗，体积较大
应用：对稳定性和损耗要求较高的电路
名称：聚丙烯电容（CBB）
符号：
电容量：1000p--10μ
额定电压：63--2000V
主要特点：性能与聚苯相似但体积小，稳定性略差
应用：代替大部分聚苯或云母电容，用于要求较高的电路
名称：云母电容（CY）
符号：
电容量：10p--0.1μ
额定电压：100V--7kV
主要特点：高稳定性，高可靠性，温度系数小
应用：高频振荡，脉冲等要求较高的电路
名称：高频瓷介电容（CC）
符号：
电容量：1--6800p
额定电压：63--500V
主要特点：高频损耗小，稳定性好
应用：高频电路
名称：低频瓷介电容（CT）
符号：
电容量：10p--4.7μ
额定电压：50V--100V
主要特点：体积小，价廉，损耗大，稳定性差
应用：要求不高的低频电路
名称：玻璃釉电容（CI）
符号： 电容量：10p--0.1μ 额定电压：63--400V 主要特点：稳定性较好，损耗小，耐高温（200度）
应用：脉冲、耦合、旁路等电路
名称：铝电解电容(CD)
符号：
电容量：0.47--10000μ
额定电压：6.3--450V
主要特点：体积小，容量大，损耗大，漏电大
应用：电源滤波，低频耦合，去耦，旁路等
名称：钽电解电容（CA）铌电解电容（CN）
符号：
电容量：0.1--1000μ
额定电压：6.3--125V
主要特点：损耗、漏电小于铝电解电容
应用：在要求高的电路中代替铝电解电容
名称：空气介质可变电容器
符号：
可变电容量：100--1500p
主要特点：损耗小，效率高；可根据要求制成直线式、直线波长式、直线频率式及对数式等
应用：电子仪器，广播电视设备等
名称：薄膜介质可变电容器
符号：
可变电容量：15--550p
主要特点：体积小，重量轻；损耗比空气介质的大
应用：通讯，广播接收机等
名称：薄膜介质微调电容器
符号：
可变电容量：1--29p
主要特点：损耗较大，体积小
应用：收录机，电子仪器等电路作电路补偿
名称：陶瓷介质微调电容器
符号：
可变电容量：0.3--22p
主要特点：损耗较小，体积较小
应用：精密调谐的高频振荡回路
名称：独石电容
容量范围：0.5PF--1ΜF
耐压：二倍额定电压。
应用范围：广泛应用于电子精密仪器。各种小型电子设备作谐振、耦合、滤波、旁路。
独石电容的特点：电容量大、体积小、可靠性高、电容量稳定，耐高温耐湿性好等。
最大的缺点是温度系数很高，做振荡器的稳漂让人受不了，我们做的一个555振荡器，电容刚好在7805旁边，开机后，用示波器看频率，眼看着就慢慢变化，后来换成涤纶电容就好多了。
就温漂而言：独石为正温糸数+130左右，CBB为负温系数-230，用适当比例并联使用，可使温漂降到很小。就价格而言：钽、铌电容最贵，独石、CBB较便宜，瓷片最低，但有种高频零温漂黑点瓷片稍贵，云母电容Q值较高，也稍贵。
里面说独石又叫多层瓷介电容，分两种类型，1型性能挺好，但容量小，一般小于0。2U，另一种叫II型，容量大，但性能一般。
[编辑本段]电容的应用
很多电子产品中，电容器都是必不可少的电子元器件，它在电子设备中充当整流器的平滑滤波、电源和退耦、交流信号的旁路、交直流电路的交流耦合等。由于电容器的类型和结构种类比较多，因此，使用者不仅需要了解各类电容器的性能指标和一般特性，而且还必须了解在给定用途下各种元件的优缺点、机械或环境的限制条件等。下文介绍电容器的主要参数及应用，可供读者选择电容器种类时用。
1、标称电容量(CR)：电容器产品标出的电容量值。
云母和陶瓷介质电容器的电容量较低(大约在5000pF以下)；纸、塑料和一些陶瓷介质形式的电容量居中(大约在0005μF10μF)；通常电解电容器的容量较大。这是一个粗略的分类法。
2、类别温度范围：电容器设计所确定的能连续工作的环境温度范围，该范围取决于它相应类别的温度极限值，如上限类别温度、下限类别温度、额定温度(可以连续施加额定电压的最高环境温度)等。
3、额定电压(UR)：在下限类别温度和额定温度之间的任一温度下，可以连续施加在电容器上的最大直流电压或最大交流电压的有效值或脉冲电压的峰值。
电容器应用在高压场合时，必须注意电晕的影响。电晕是由于在介质/电极层之间存在空隙而产生的，它除了可
以产生损坏设备的寄生信号外，还会导致电容器介质击穿。在交流或脉动条件下，电晕特别容易发生。对于所有的电容器，在使用中应保证直流电压与交流峰值电压之和不的超过直流电压额定值。
4、损耗角正切(tgδ)：在规定频率的正弦电压下，电容器的损耗功率除以电容器的无功功率。
这里需要解释一下，在实际应用中，电容器并不是一个纯电容，其内部还有等效电阻，它的简化等效电路如下图所示。图中C为电容器的实际电容量，Rs是电容器的串联等效电阻，Rp是介质的绝缘电阻，Ro是介质的吸收等效电阻。对于电子设备来说，要求Rs愈小愈好，也就是说要求损耗功率小，其与电容的功率的夹角δ要小。
这个关系用下式来表达： tgδ=Rs/Xc=2πf×c×Rs 因此，在应用当中应注意选择这个参数，避免自身发热过大，以减少设备的失效性。
5、电容器的温度特性：通常是以20℃基准温度的电容量与有关温度的电容量的百分比表示。
补充：
1、电容在电路中一般用“C”加数字表示（如C13表示编号为13的电容）。电容是由两片金属膜紧靠，中间用绝缘材料隔开而组成的元件。电容的特性主要是隔直流通交流。
电容容量的大小就是表示能贮存电能的大小，电容对交流信号的阻碍作用称为容抗，它与交流信号的频率和电容量有关。
容抗XC=1/2πf c(f表示交流信号的频率，C表示电容容量)电话机中常用电容的种类有电解电容、瓷片电容、贴片电容、独石电容、钽电容和涤纶电容等。
2、识别方法：电容的识别方法与电阻的识别方法基本相同，分直标法、色标法和数标法3种。电容的基本单位用法拉（F）表示，其它单位还有：毫法（mF）、微法（μF）/mju:/、纳法（nF）、皮法（pF）。其中：1法拉=1000毫法（mF），1毫法=1000微法（μF），1微法=1000纳法(nF)，1纳法=1000皮法(pF)
容量大的电容其容量值在电容上直接标明，如10 μF/16V
容量小的电容其容量值在电容上用字母表示或数字表示
字母表示法：1m=1000 μF 1P2=1.2PF 1n=1000PF
数字表示法：三位数字的表示法也称电容量的数码表示法。三位数字的前两位数字为标称容量的有效数宇，第三位数宇表示有效数字后面零的个数，它们的单位都是pF。
如：102表示标称容量为1000pF。
221表示标称容量为220pF。
224表示标称容量为22x10(4)pF。
在这种表示法中有一个特殊情况，就是当第三位数字用“9”表示时，是用有效数宇乘上10-1来表示容量大小。如:229表示标称容量为22x(10-1)pF=2.2pF。
允许误差 ±1% ±2% ±5% ±10% ±15% ±20%
如：一瓷片电容为104J表示容量为0.1 μF、误差为±5%。
6使用寿命：电容器的使用寿命随温度的增加而减小。主要原因是温度加速化学反应而使介质随时间退化。7绝缘电阻：由于温升引起电子活动增加，因此温度升高将使绝缘电阻降低。
电容器包括固定电容器和可变电容器两大类，其中固定电容器又可根据所使用的介质材料分为云母电容器、陶瓷电容器、纸/塑料薄膜电容器、电解电容器和玻璃釉电容器等；可变电容器也可以是玻璃、空气或陶瓷介质结构。以下附表列出了常见电容器的字母符号。
电容分类： １、电解电容２、固态电容 ３、陶瓷电容
４、钽电解电容
5、云母电容
6、玻璃釉电容
7、聚苯乙烯电容
8、玻璃膜电容
9、合金电解电容
10、绦纶电容
11、聚丙烯电容
12、泥电解
13、有极性有机薄膜电容
14、铝电解电容
6.电容的基本特性
通交流，隔直流：通高频，阻低频。
[编辑本段]电容一般的选用
低频中使用的范围较宽，如可以使用高频特性比较差的；但是在高频电路中就有了很大的限制了，一旦选择不当会影响电路的整体工作状态；
一般的电源里用的有电解电容、和瓷片电容、但是在高频中就要使用云母等价格较贵的电容，就不可以使用绦纶的电容，和电解的电容，因为它们在高频情况下会形成电感，以致影响电路的工作精度。
[编辑本段]电容器标称电容值
E24 E12 E6 E24 E12 E6
1.0 1.0 1.0 3.3 3.3 3.3 1.1 3.61.2 1.2 3.9 3.91.3 4.31.6 5.11.8 1.8 5.6 5.62.0 6.22.2 2.2 2.2 6.8 6.8 6.81.5 1.5 1.5 4.7 4.7 4.7
2.4 7.5
2.7 2.7 8.2 8.2
3.0 9.1
注：用表中数值再乘以10n来表示电容器标称电容量，n为正或负整数。
主要参数的意义：标称容量以及允许偏差：目前我国采用的固定式标称容量系列是：E24，E12,E6系列。他们分别使用的允许偏差是+-5% +-10% +-20%。
[编辑本段]电容器主要特性参数
1、标称电容量和允许偏差
标称电容量是标志在电容器上的电容量。
电容器实际电容量与标称电容量的偏差称误差，在允许的偏差范围称精度。
精度等级与允许误差对应关系：00（01）-±1%、（02）0-±2%、Ⅰ-±5%、Ⅱ-±10%、Ⅲ-±20%、Ⅳ（-+20%-10%）、Ⅴ-（+50%-20%）、Ⅵ-（+50%-30%）
一般电容器常用Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ级，电解电容器用Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ级，根据用途选取。
2、额定电压
在最低环境温度和额定环境温度下可连续加在电容器的最高直流电压有效值，一般直接标注在电容器外壳上，如果工作电压超过电容器的耐压，电容器击穿，造成不可修复的永久损坏。
3、绝缘电阻 直流电压加在电容上，并产生漏电电流，两者之比称为绝缘电阻.当电容较小时，主要取决于电容的表面状态，容量〉0.1uf时，主要取决于介质的性能，绝缘电阻越大越好。电容的时间常数：为恰当的评价大容量电容的绝缘情况而引入了时间常数，他等于电容的绝缘电阻与容量的乘积。
4、损耗
电容在电场作用下，在单位时间内因发热所消耗的能量叫做损耗。各类电容都规定了其在某频率范围内的损耗允许值，电容的损耗主要由介质损耗，电导损耗和电容所有金属部分的电阻所引起的。
在直流电场的作用下，电容器的损耗以漏导损耗的形式存在，一般较小，在交变电场的作用下，电容的损耗不仅与漏导有关，而且与周期性的极化建立过程有关。
5、频率特性
随着频率的上升，一般电容器的电容量呈现下降的规律。
[编辑本段]电容的潜在危险及安全性
在电容充电后关闭电源，电容内的电荷仍可能储存很长的一段时间。此电荷足以产生电击，或是破坏相连结的仪器。一个抛弃式相机闪光模组由1.5V AA 干电池充电，看似安全，但其中的电容可能会充电到300V，300V 的电压产生的电击会使人非常疼痛，甚至可能致命。
许多电容的等效串联电阻(ESR)低，因此在短路时会产生大电流。在维修具有大电容的设备之前，需确认电容已经放电完毕。为了安全上的考量，所有大电容在组装前需要放电。若是放在基板上的电容器，可以在电容器旁并联一泄放电阻(bleeder resistor)。在正常使用的，泄放电阻的漏电流小，不会影响其他电路。而在断电时，泄放电阻可提供电容放电的路径。高压的大电容在储存时需将其端子短路，以确保其储存电荷均已放电，因为若在安装电容时,若电容突然放电，产生的电压可能会造成危险。
大型老式的油浸电容器中含有多氯联苯(poly-chlorinated biphenyl)，因此丢弃时需妥善处理，若未妥善处理，多氯联苯会进入地下水中，进而污染饮用水。多氯联苯是致癌物质，微量就会对人体造成影响。若电容器的体积大，其危险性更大，需要格外小心。新的电子零件中已不含多氯联苯。
高电压电容潜在的危险
在高电压和强电流下工作的电容有着超出一般的危险。
高电压电容在超出其标称电压下工作时有可能发生灾难性的损坏。绝缘材料的故障可能会导致在充满油（通常这些油起隔绝空气的作用）的小单元产生电弧致使绝缘液体蒸发，引起电容凸出、破裂甚至爆炸，而爆炸会将易燃的油弄的到处都是、起火、损坏附近的设备。硬包装的圆柱状玻璃或塑料电容比起通常长方体包装的电容更容易炸裂，而后者不容易在高压下裂开。
被用在射频电路中和长期在强电流环境工作的电容会过热，特别是电容中心的卷筒。即使外部环境温度较低，但这些热量不能及时散发出去，集聚在内部可能会迅速导致内部高热从而导致电容损坏。
在高能环境下工作的电容组，如果其中一个出现故障，使电流突然切断，其他电容中储存的能量会涌向出故障的电容，这就即有可能出现猛烈的爆炸。
高电压真空电容即使在正确的使用时也会发出一定的X射线。适当的密封、熔融（fusing）和预防性的维护会帮助减少这些潜在的危险。
第五篇：避雷器SPD工作原理和结构
避雷器SPD工作原理和结构
电涌保护器(Surge protection Device)是电子设备雷电防护中不可缺少的一种装置，过去常称为“避雷器”或“过电压保护器”英文简写为SPD。电涌保护器的作用是把窜入电力线、信号传输线的瞬时过电压限制在设备或系统所能承受的电压范围内，或将强大的雷电流泄流入地，保护被保护的设备或系统不受冲击而损坏。
电涌保护器的类型和结构按不同的用途有所不同，但它至少应包含一个非线性电压限制元件。用于电涌保护器的基本元器件有：放电间隙、充气放电管、压敏电阻、抑制二极管和扼流线圈等。
一、SPD的分类：
1．按工作原理分：
（1）开关型：其工作原理是当没有瞬时过电压时呈现为高阻抗，但一旦响应雷电瞬时过电压时，其阻抗就突变为低值，允许雷电流通过。用作此类装置时器件有：放电间隙、气体放电管、闸流晶体管等。
（2）限压型：其工作原理是当没有瞬时过电压时为高阻扰，但随电涌电流和电压的增加其阻抗会不断减小，其电流电压特性为强烈非线性。用作此类装置的器件有：氧化锌、压敏电阻、抑制二极管、雪崩二极管等。
（3）分流型或扼流型
分流型：与被保护的设备并联，对雷电脉冲呈现为低阻抗，而对正常工作频率呈现为高阻抗。
扼流型：与被保护的设备串联，对雷电脉冲呈现为高阻抗，而对正常的工作频率呈现为低阻抗。
用作此类装置的器件有：扼流线圈、高通滤波器、低通滤波器、1/4波长短路器等。
2．按用途分：
（1）电源保护器：交流电源保护器、直流电源保护器、开关电源保护器等。
（2）信号保护器：低频信号保护器、高频信号保护器、天馈保护器等。
二、SPD的基本元器件及其工作原理：
1．放电间隙(又称保护间隙)：
它一般由暴露在空气中的两根相隔一定间隙的金属棒组成，其中一根金属棒与所需保护设备的电源相线L1或零线（N）相连，另一根金属棒与接地线(PE)相连接，当瞬时过电压袭来时，间隙被击穿，把一部分过电压的电荷引入大地，避免了被保护设备上的电压升高。这种放电间隙的两金属棒之间的距离可按需要调整，结构较简单，其缺点时灭弧性能差。改进型的放电间隙为角型间隙，它的灭弧功能较前者为好，它是靠回路的电动力F作用以及热气流的上升作用而使电弧熄灭的。
2．气体放电管：
它是由相互离开的一对冷阴板封装在充有一定的惰性气体(Ar)的玻璃管或陶瓷管内组成的。为了提高放电管的触发概率，在放电管内还有助触发剂。这种充气放电管有二极型的，也有三极型的，气体放电管的技术参数主要有：直流放电电压Udc;冲击放电电压Up(一般情况下Up≈(2～3)Udc;工频耐受电流In;冲击耐受电流Ip；绝缘电阻R(>109Ω)；极间电容(1-5PF)
气体放电管可在直流和交流条件下使用，其所选用的直流放电电压Udc分别如下：在直流条件下使用：Udc≥1.8U0（U0为线路正常工作的直流电压）
在交流条件下使用：U dc≥1.44Un(Un为线路正常工作的交流电压有效
3．压敏电阻：
它是以ZnO为主要成分的金属氧化物半导体非线性电阻，当作用在其两端的电压达到一定数值后，电阻对电压十分敏感。它的工作原理相当于多个半导体P-N的串并联。压敏电阻的特点是非线性特性好（I=CUα中的非线性系数α），通流容量大（～2KA/cm2），常态泄漏电流小（10-7～10-6A），残压低（取决于压敏电阻的工作电压和通流容量），对瞬时过电压响应时间快（～10-8s），无续流。
压敏电阻的技术参数主要有：压敏电压（即开关电压）UN，参考电压Ulma；残压Ures；残压比K(K=Ures/UN)；最大通流容量Imax；泄漏电流；响应时间。
SPD工作原理和结构
压敏电阻的使用条件有：压敏电压：UN≥[（√2×1.2）/0.7]U0（U0为工频电源额定电压）
最小参考电压：Ulma≥（1.8～2）Uac(直流条件下使用)
Ulma≥（2.2～2.5）Uac（在交流条件下使用，Uac为交流工作电压）
压敏电阻的最大参考电压应由被保护电子设备的耐受电压来确定，应使压敏电阻的残压低于被保护电子设备的而损电压水平，即(Ulma)max≤Ub/K，上式中K为残压比，Ub为被保护设备的而损电压。
4．抑制二极管：
抑制二极管具有箝位限压功能，它是工作在反向击穿区，由于它具有箝位电压低和动作响应快的优点，特别适合用作多级保护电路中的最末几级保护元件。抑制二极管在击穿区内的伏安特性可用下式表示：I=CUα，上式中α为非线性系数，对于齐纳二极管α=7～9，在雪崩二极管α=5～7。
抑制二极管的技术参数主要有
（1）额定击穿电压，它是指在指定反向击穿电流（常为lma）下的击穿电压，这于齐纳二极管额定击穿电压一般在2.9V～4.7V范围内，而雪崩二极管的额定击穿电压常在5.6V～200V范围内。
（2）最大箝位电压：它是指管子在通过规定波形的大电流时，其两端出现的最高电压。
（3）脉冲功率：它是指在规定的电流波形（如10/1000μs）下，管子两端的最大箝位电压与管子中电流等值之积。
（4）反向变位电压：它是指管子在反向泄漏区，其两端所能施加的最大电压，在此电压下管子不应击穿。此反向变位电压应明显高于被保护电子系统的最高运行电压峰值，也即不能在系统正常运行时处于弱导通状态。
（5）最大泄漏电流：它是指在反向变位电压作用下，管子中流过的最大反向电流。
（6）响应时间：10～11s 5．扼流线圈：扼流线圈是一个以铁氧体为磁芯的共模干扰抑制器件，它由两个尺寸相同，匝数相同的线圈对称地绕制在同一个铁氧体环形磁芯上，形成一个四端器件，要对于共模信号呈现出大电感具有抑制作用，而对于差模信号呈现出很小的漏电感几乎不起作用。扼流线圈使用在平衡线路中能有效地抑制共模干扰信号（如雷电干扰），而对线路正常传输的差模信号无影响。这种扼流线圈在制作时应满足以下要求：
（1）绕制在线圈磁芯上的导线要相互绝缘，以保证在瞬时过电压作用下线圈的匝间不发生击穿短路。
（2）当线圈流过瞬时大电流时，磁芯不要出现饱和。
（3）线圈中的磁芯应与线圈绝缘，以防止在瞬时过电压作用下两者之间发生击穿。
（4）线圈应尽可能绕制单层，这样做可减小线圈的寄生电容，增强线圈对瞬时过电压的而授能力。
6． 1/4波长短路器
1/4波长短路器是根据雷电波的频谱分析和天馈线的驻波理论所制作的微波信号电涌保护器，这种保护器中的金属短路棒长度是根据工作信号频率（如900MHZ或1800MHZ）的1/4波长的大小来确定的。此并联的短路棒长度对于该工作信号频率来说，其阻抗无穷大，相当于开路，不影响该信号的传输，但对于雷电波来说，由于雷电能量主要分布在n+KHZ以下，此短路棒对于雷电波阻抗很小，相当于短路，雷电能量级被泄放入地。
由于1/4波长短路棒的直径一般为几毫米，因此耐冲击电流性能好，可达到30KA（8/20μs）以上，而且残压很小，此残压主要是由短路棒的自身电感所引起的，其不足之处是工频带较窄，带宽约为2％～20％左右，另一个缺点是不能对天馈设施加直流偏置，使某些应用受到限制。
三、SPD的基本电路
电涌保护器的电路根据不同需要，有不同的形式，其基本元器件就是上面介绍的几种，一个技术精通的防雷产品研究工作者，可设计出五花八门的电路，好似一盒积木可搭出不同的结构图案。研制出既有效又性能价格比好的产品，是防雷工作者的重任 发布日期：2011-3-14 文章作者：雷晟转载 查看次数：1705
简 介： 电涌保护器(Surge protection Device)是电子设备雷电防护中不可缺少的一种装置。电涌保护器的作用是把窜入电力线、信号传输线的瞬时过电压限制在设备或系统所能承受的电压范围内，或将强大的雷电流泄流入地，保护被保护的设备或系统不受冲击而损坏。
关键字：电涌保护器 防雷 信号传输
电涌保护器(Surge protection Device)是电子设备雷电防护中不可缺少的一种装置，过去常称为“避雷器”或“过电压保护器”英文简写为SPD。电涌保护器的作用是把窜入电力线、信号传输线的瞬时过电压限制在设备或系统所能承受的电压范围内，或将强大的雷电流泄流入地，保护被保护的设备或系统不受冲击而损坏。
电涌保护器的类型和结构按不同的用途有所不同，但它至少应包含一个非线性电压限制元件。用于电涌保护器的基本元器件有：放电间隙、充气放电管、压敏电阻、抑制二极管和扼流线圈等。
一、SPD的分类：
1．按工作原理分：
（1）开关型：其工作原理是当没有瞬时过电压时呈现为高阻抗，但一旦响应雷电瞬时过电压时，其阻抗就突变为低值，允许雷电流通过。用作此类装置时器件有：放电间隙、气体放电管、闸流晶体管等。
（2）限压型：其工作原理是当没有瞬时过电压时为高阻扰，但随电涌电流和电压的增加其阻抗会不断减小，其电流电压特性为强烈非线性。用作此类装置的器件有：氧化锌、压敏电阻、抑制二极管、雪崩二极管等。
（3）分流型或扼流型
分流型：与被保护的设备并联，对雷电脉冲呈现为低阻抗，而对正常工作频率呈现为高阻抗。
扼流型：与被保护的设备串联，对雷电脉冲呈现为高阻抗，而对正常的工作频率呈现为低阻抗。
用作此类装置的器件有：扼流线圈、高通滤波器、低通滤波器、1/4波长短路器等。
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