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便捷式电子设备保护

便携式电子设备，例如电话、PDA和手提电脑的电源都有特殊的过流保护要求。这些设备一般是通过AC/DC电源适配器供(充)电，将市电或未经稳压的直流电转变为合适的低压直流电。由于越来越多的人开始在零配件市场上购买电源适配器以及通用充电器，将不兼容或有故障的电源适配器应用于便携式设备的可能性也就大大增加。由于电源适配器的电压、极性以及电流都可能与该设备的电路规范不相吻合，从而将会导致损坏甚至带来安全隐患。

体积小，熔断保险丝，一度被广泛应用于便携式电子设备中。然而，由于新型集成电路系列的诞生，可复式电路保护元件的体积已不再成为其制约瓶颈。并且，由于此类设备出现的大多数故障本质上都是瞬时性的，可复式电路保护元件的应用可使生产商避免小故障大维修的高额成本。

通过在电源接口串联一个高分子正温度系数(PPTC)元件，因电源适配器不兼容而造成的过流损坏就可以被有效避免。另外，如果再并联一些其他元件如：齐纳二极管、瞬时限压二极管或消弧电路，还可以起到防过压作用。

图1 典型的电池充电电压

如图1所示，未经整流的直流电通过电源适配器转变为合适电压对电池组进行充电。PPTC元件与过压保护元件协调作用共同完成下列工作：

针对可能损坏FET以及电池组的过大电流，提供过电流保护。极性倒置时， PPTC通过动作以限制由于齐纳二极管正向导通而产生的过电流。在过电压元件对电压过载提供保护时，由PPTC元件对导通电流进行限制，以保护过压器件。

PPTC元件也可以用于连接电池组的器件端口，以保护因为使用有故障或不匹配的电池组而带来的过电流损害。对各种免提式汽车通话装置或耳机等供电时，电池组输出端保护亦提供理想的保护功能。

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雷电现象是带异性电荷的雷云间或是带电荷雷云与大地间的放电现象。风电机组遭受雷击的过程实际上就是带电雷云与风电机组间的放电。在所有雷击放电形式中，雷云对大地的正极性放电或大地对雷云的负极性放电具有较大的电流和较高的能量。雷击保护关注的是每一次雷击放电的电流波形和雷电参数。雷电参数包括峰值电流、转移电荷及电流陡度等。风电机组遭受雷击损坏的机理与这些参数密切相关。

峰值电流

当雷电流流过被击物时，会导致被击物温度的升高，风电机组叶片的损坏在很多情况下与此热效应有关。热效应从根本上来说与雷击放电所包含的能量有关，其中峰值电流起到很大的作用。当雷电流流过被击物时(如叶片中的导体)还可能产生很大的电磁力，电磁力的作用也有可能使其弯曲甚至断裂。另外，雷电流通道中可能出现电弧。电弧产生的膨胀过压与雷电流波形有关，其燃弧过程中的强烈高温将对被击物产生的破坏。这也是导致许多风电机叶片损坏的主要原因。

转移电荷

物体遭受雷击时，大多数的电荷转移都发生在持续时间较长而幅值相对较低的雷电流过程中。这些持续时间较长的电流将在被击物表面产生局部金属熔化和灼蚀斑点。在雷电流路径上一旦形成电弧就会在发生电弧的地方出现灼蚀斑点，如果雷电流足够大还可能导致金属熔化。这是威胁风电机组轴承安全的一个潜在因素，因为在轴承的接触面上非常容易产生电弧，它就有可能将轴承熔焊在一起。即使不出现轴承熔焊现象，轴承中的灼蚀斑点也会加速其磨损，降低其使用寿命。

电流陡度

风电机组遭受雷击的过程中经常发生控制系统或电子器件的损坏，其主要原因是感应过电压的存在。感应过电压与雷电流的陡度密切相关，雷电流陡度越大，感应电压就越高。

在风电机组中，可能产生感应过电压的区域是：

① 机舱内部和穿过偏航轴承的地方;

②连接到控制室和配电室的电缆中。

位于这些区域任何一端的电气控制设备，都需要装设电涌保护器件。风电场中使用的电力电缆与变压器相连，而变压器需要装设特殊的过电压保护装置进行保护。

另一方面，风电企业、气象部门与电网部门的协调统筹能力以及气象预报的准确度低。风电本身具有不稳定性，不易准确预计，风况不稳定，产生的电能就不稳定，在欧洲12至24小时的风能产能预报的准确度达到90%以上，未来3天预报的准确度可达80%。这种不稳定需要大容量电网来调节，我国的电网没有发达国家这种调节能力。风电的电能质量较差，其电压不稳和谐波往往得不到有效控制，导致风电有可能成为电网管理部门头痛的“垃圾电”，因此风电的过电压防治协调问题比较突出。

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