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1、電涌保護(hù)器(SPD)的選擇與安裝石屹峰南京信息工程大學(xué)雷電防護(hù)科學(xué)與技術(shù)專業(yè),南京210044摘要:主要介紹電涌保護(hù)器的種類和技術(shù)參數(shù)。并說明根據(jù)電力系統(tǒng)耐沖擊電壓能力、接地型式、運(yùn)行方式,以及保護(hù)模式和多級配合型式選擇、安裝SPD的方法及注意事項(xiàng)。關(guān)鍵詞:電涌保護(hù)器;電壓保護(hù)水平;標(biāo)稱放電電流;沖擊電流;防雷區(qū)界面1電涌保護(hù)器的種類電涌保護(hù)器,簡稱SPD(SurgeProtectiveDevice)是一種用于帶電系統(tǒng)中限制瞬態(tài)過電壓、
2、泄放電涌電流的非線性保護(hù)元件,用以保護(hù)電力、電子系統(tǒng)免遭雷電或操作過電壓及涌流的損害。按SPD的特性可分為三類:開關(guān)型、限壓型和混合型。開關(guān)型的特性是正常情況下呈高阻態(tài)(斷開),當(dāng)電涌電壓達(dá)到一定值時(shí)SPD突變?yōu)榈妥杩梗ㄩ]合),常用的有放電間隙、氣體放電管等。通流容量大,通常應(yīng)用于LPZ0區(qū)與LPZ1區(qū)界面處的雷電涌保護(hù)。限壓型的特性是正常情況下呈高阻態(tài),但隨著電涌電壓和電流的升高,其阻抗持續(xù)下降而呈低阻態(tài),故又稱“箝壓型”,常用的有壓
3、敏電阻、齊納二極管等。因它的鉗位電壓低于開關(guān)型SPD,用場應(yīng)用于LPZ0區(qū)與LPZ1區(qū)界面處及以上雷電防護(hù)區(qū)域內(nèi)?;旌闲褪菍㈤_關(guān)型和限壓型組合在一起的一種SPD,隨其承受的沖擊電壓特性的不同而分別或同時(shí)呈現(xiàn)開關(guān)和限壓特性。2SPD的性能及參數(shù)2.1SPD的沖擊分類試驗(yàn)級別的沖擊分類試驗(yàn)級別Ⅰ級分類試驗(yàn):這是對Ⅰ級SPD進(jìn)行的用標(biāo)稱放電電流In、1.250μs沖擊電壓和10350μs最大沖擊電流(Iimp)做的試驗(yàn)。這是規(guī)定用于安裝在LP
4、Z0A區(qū)與LPZ1區(qū)界面處的雷電流型SPD的試驗(yàn)程序。Ⅱ級分類試驗(yàn):這是對Ⅱ級SPD進(jìn)行的用標(biāo)稱放電電流In、1.250μs沖擊電壓和820μs波形最大放電電流(Imax)做的試驗(yàn)。這是規(guī)定用于限壓型SPD的試驗(yàn)程序。Ⅲ級分類試驗(yàn):這是對SPD進(jìn)行的復(fù)合波試驗(yàn)程序。2.2SPD主要技術(shù)參數(shù)主要技術(shù)參數(shù)最大持續(xù)工作電壓UC:即SPD的額定工作電壓,UC不應(yīng)低于線路中(SPD安裝處)可能出現(xiàn)的最大連續(xù)運(yùn)行電壓。標(biāo)稱放電電流In:即SPD的額
5、定放電電流,是留過SPD的820μs波形的放電電流峰值(KA)。一般用于SPD的Ⅱ級分類試驗(yàn)。沖擊電流limp:由電流峰值IP和總電荷量Q所規(guī)定的脈沖電流,一般用于SPD的Ⅰ級分類試驗(yàn)。最大放電電流Imax通過SPD的820μs電流波的峰值電流,用于SPD的Ⅱ級分類試驗(yàn),Imax>In。電壓保護(hù)水平UP是表征SPD限制接線端子間電壓的性能參數(shù)。開關(guān)型SPD是指規(guī)定陡度下最大放電電壓,限壓型SPD是指規(guī)定電流波形下的最大殘壓。殘壓Ures
6、:沖擊放電電流通過限壓型SPD時(shí),在其端子上鎖呈現(xiàn)的最大電壓峰值。殘流Ires:不帶負(fù)載的SPD,在其兩端施加Uc時(shí)流過PE接線端子的電流。額定斷開續(xù)流If:SPD本身能斷開的短路電流。Uc值都不同。SPD有能力熄滅在雷電流通過后產(chǎn)生的工頻續(xù)流。應(yīng)按不同的供電方式(TN、TT、IT)和保護(hù)模式選擇Uc。4.2SPD安裝注意事項(xiàng)安裝注意事項(xiàng)SPD原則上應(yīng)安裝在各防雷區(qū)界面處,并靠近建筑物入口及被保護(hù)設(shè)備,至該設(shè)備的線路應(yīng)能承受所發(fā)生的電涌
7、電壓和電流,且線路的金屬保護(hù)層或屏蔽層應(yīng)首先在界面處做一次等電位聯(lián)接。從室外引來的線路,SPD宜靠近屏蔽線路末端安裝;按規(guī)范評估預(yù)期通過的雷電流,并將其作為Ipeak(幅值電流)來選用SPD.當(dāng)按上述要求選用配電線路上的SPD時(shí),其標(biāo)稱放電電流不宜小于15kA。當(dāng)在LPZ0區(qū)與LPZ1區(qū)界面處安裝的第一級SPD,其保護(hù)電壓Up加上兩端引線的感應(yīng)電壓UL保護(hù)不了室內(nèi)配電盤內(nèi)的設(shè)備時(shí),應(yīng)在該配電盤內(nèi)安裝第二級SPD,其標(biāo)稱放電電流In不宜小
8、于820μs,5kA。當(dāng)按上述要求安裝的SPD離被保護(hù)設(shè)備較遠(yuǎn),配電盤內(nèi)的SPD不足以保護(hù)遠(yuǎn)處設(shè)備時(shí),尚應(yīng)在被保護(hù)設(shè)備處裝設(shè)SPD,其標(biāo)稱放電電流In不宜小于820μs,3kA。第二、三級SPD最大電涌電壓應(yīng)滿足UpUL≤設(shè)備耐壓水平0.8,UL為SPD兩端連線的感應(yīng)電壓。為使SPD安裝處最大電涌電壓足夠低,SPD兩端引線應(yīng)做到最短(兩端連線總長度不宜大于0.5米),引線彎曲處不宜成直角,并要避免形成過大環(huán)路。SPD的電源側(cè)連接線和接地
9、線一般采用多股銅線,其接地線截面積應(yīng)大于電源側(cè)連線一個(gè)規(guī)格,并應(yīng)按與SPD連接的等電位聯(lián)接排主接地線界面的50%確定。安裝在電氣裝置電源進(jìn)線端的SPD的電源側(cè)連線和接地線應(yīng)符合表13的要求。多級SPD配合時(shí),應(yīng)滿足最小間距要求。開關(guān)型SPD與限壓型SPD之間的線路長度不宜小于10米,限壓型SPD之間的線路長度不宜小于5米。通常對于防雷類別在第三類以下的普通辦公、住宅、倉庫等建筑物,其電源進(jìn)線處的第一級SPD采用限壓型,對于防雷類別在第二
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