電涌保護(hù)器spd在低壓電氣系統(tǒng)中的選擇和使用原則-1

1、南京信息工程大學(xué)遙感學(xué)院防雷施廣全,電涌保護(hù)器SPD在低壓電氣系統(tǒng)中的選擇和使用原則,主講： 施廣全,南京信息工程大學(xué)遙感學(xué)院防雷施廣全,3　術(shù)語(yǔ)和定義,3.2 限壓型 SPD　Voltage limiting type SPD 無(wú)電涌出現(xiàn)時(shí)在線SPD呈高阻狀態(tài)，當(dāng)線路上出現(xiàn)電涌且電壓達(dá)到一定的值時(shí)，SPD的阻抗突然下降變?yōu)榈妥璧腟PD。電壓開關(guān)型SPD常用的元件有：放電間隙、氣體放電管、晶體閘流管和三端雙向可控硅元件等

2、。有時(shí)也稱這類SPD為“短路型”SPD。,南京信息工程大學(xué)遙感學(xué)院防雷施廣全,3.2限壓型 SPD　Voltage limiting type SPD,無(wú)電涌出現(xiàn)時(shí)在線SPD呈高阻狀態(tài)，隨著線路上的電涌電流及電壓的增加，達(dá)到一定值時(shí)SPD的阻抗跟著連續(xù)變小的SPD。限壓型SPD常用的元件有金屬氧化物壓敏電阻、雪崩二極管等。有時(shí)也稱這類SPD為“箝壓型”SPD。,南京信息工程大學(xué)遙感學(xué)院防雷施廣全,3.3混合型SPD　combinat

3、ion type SPD,由開關(guān)型元件和限壓型元件組合而成的SPD。隨著施加的電壓特性不同，SPD時(shí)而呈現(xiàn)開關(guān)型 SPD特性，時(shí)而呈現(xiàn)限壓型 SPD特性，時(shí)而同時(shí)呈現(xiàn)開關(guān)型和限壓型特性。,南京信息工程大學(xué)遙感學(xué)院防雷施廣全,3.4沖擊試驗(yàn)分類　Impulse test classification,3.4.1Ⅰ級(jí)分類試驗(yàn)　classⅠtests 對(duì)試品進(jìn)行標(biāo)稱放電電流In，1.2／50μs沖擊電壓和沖擊電流Iimp

4、的試驗(yàn)。10/350μs波形是可能實(shí)現(xiàn)Iimp波形三個(gè)參數(shù)要求的波形之一。,南京信息工程大學(xué)遙感學(xué)院防雷施廣全,3.4.2Ⅱ級(jí)分類試驗(yàn)　class Ⅱ tests,對(duì)試品進(jìn)行標(biāo)稱放電電流In，1.2／50μs沖擊電壓和最大放電電流Imax試驗(yàn)。Ⅰn和Imax的波形為8／20μs。,南京信息工程大學(xué)遙感學(xué)院防雷施廣全,3.4.3Ⅲ級(jí)分類試驗(yàn)　class Ⅲ tests,對(duì)試品進(jìn)行混合波（1.2／50μs，8／20μs）試驗(yàn)。,南京信息

5、工程大學(xué)遙感學(xué)院防雷施廣全,3.5最大持續(xù)運(yùn)行電壓 maximum continuous operating voltageUC,可以持續(xù)加在 SPD上而不導(dǎo)致SPD動(dòng)作的最大交流電壓有效值（A.C r.m.s）或直流電壓，等于SPD的額定電壓。,南京信息工程大學(xué)遙感學(xué)院防雷施廣全,3.6電壓保護(hù)水平 voltage protection levelUP,一個(gè)表征 SPD限制電壓的性能參數(shù)，它可從一系列的優(yōu)選值的列表中選取

6、，該值應(yīng)高于或等于實(shí)測(cè)限制電壓的最大值。,南京信息工程大學(xué)遙感學(xué)院防雷施廣全,3.7暫時(shí)過(guò)電壓耐受值 temporary overvoltageUT,SPD能耐受的、持續(xù)短時(shí)間的直流過(guò)電壓或最大工頻過(guò)電壓（r.m.s）。在規(guī)定時(shí)間內(nèi)，UT大于UC。 注：本定義根據(jù)GB 18802.1定義3.18改寫，并說(shuō)明UT值應(yīng)由SPD生產(chǎn)廠提供。SPD在經(jīng)受UTOV后可能承受，如SPD的性能參數(shù)沒有改變，或雖出故障但對(duì)人、裝置和設(shè)備

7、沒有損壞。,南京信息工程大學(xué)遙感學(xué)院防雷施廣全,3.8暫時(shí)過(guò)電壓　temporary overvoltage UTOV,低壓電氣系統(tǒng)中給定區(qū)域持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng)的工頻過(guò)電壓。UTOV可能由低壓（LV）或高壓（HV）系統(tǒng)內(nèi)部故障造成。注：UTOV典型的持續(xù)時(shí)間最長(zhǎng)為5S。,南京信息工程大學(xué)遙感學(xué)院防雷施廣全,3.11標(biāo)稱電壓 nominal voltage Uo,低壓配電系統(tǒng)或設(shè)備標(biāo)明的電壓，某些特性與該電壓值（如220V/38

8、0V）有關(guān)。在正常的標(biāo)稱系統(tǒng)中，供電終端的電壓可能與供電系統(tǒng)標(biāo)稱的電壓不同，一般允許有±10%的容差。注：系統(tǒng)中相線對(duì)中性線的電壓用UO表示；相線對(duì)地線的電壓用Un表示。,南京信息工程大學(xué)遙感學(xué)院防雷施廣全,3.12標(biāo)稱放電電流　nominal discharge current In,流過(guò)SPD的8／20μs電流波的峰值電流，用于II級(jí)分類試驗(yàn)，也用于對(duì)SPD做I級(jí)和II級(jí)分類的預(yù)試驗(yàn)。,南京信息工程大學(xué)遙感學(xué)院防雷

9、施廣全,3.13沖擊電流　impulse currentIimp,由幅值電流Ipeak，電荷量Q和比能量W/R三個(gè)參數(shù)來(lái)決定。用于低壓電氣系統(tǒng)的SPD的I級(jí)分類試驗(yàn)。沖擊電流Iimp應(yīng)在50μs內(nèi)達(dá)到Ipeak，應(yīng)在10ms內(nèi)輸送電荷量Q(AS)和應(yīng)在10ms內(nèi)達(dá)到比能量W/R。10/350μs波形是可能實(shí)現(xiàn)上述要求的波形之一。,南京信息工程大學(xué)遙感學(xué)院防雷施廣全,3.16短路電流承受能力 short-circult withst

10、and,SPD能承受的最大預(yù)期短路電流值。,南京信息工程大學(xué)遙感學(xué)院防雷施廣全,3.17持續(xù)工作電流 Continuous operating currentIC,在最大持續(xù)運(yùn)行電壓（UC）下，流過(guò)SPD的電流，其中流經(jīng)接地端子（如PE）的電流為殘流（Ires）。,南京信息工程大學(xué)遙感學(xué)院防雷施廣全,3.18 續(xù)流 follow currentIf­,沖擊放電電流結(jié)束瞬間，流過(guò)SPD的由供電電源提供的電流。在

11、低壓交流配電系統(tǒng)中，一般將此電流稱為工頻續(xù)流。,南京信息工程大學(xué)遙感學(xué)院防雷施廣全,3.19額定負(fù)載電流 ratad load currentIL,流經(jīng)連接至低壓配電系統(tǒng)的雙端口SPD輸出端提供給負(fù)載允許的最大持續(xù)交流電流（r.m.s）或直流電流。注：本定義僅適用于雙端口SPD或具有單獨(dú)輸入/輸出端口的單端口SPD。,南京信息工程大學(xué)遙感學(xué)院防雷施廣全,3.20劣化　degradation,任何設(shè)備的工作性能偏離其預(yù)定性能的

12、非期望偏差。在SPD性能中指當(dāng)SPD長(zhǎng)時(shí)間工作或處于惡劣工作環(huán)境時(shí)，或直接承受雷擊電涌而引起其性能下降、原始性能參數(shù)的改變。也稱退化或老化。,南京信息工程大學(xué)遙感學(xué)院防雷施廣全,3.21熱崩潰　thermal runaway,當(dāng)SPD承受的持續(xù)功率損耗超過(guò)SPD外殼和連接件的散熱能力，引起內(nèi)部元件溫度逐漸升高，性能下降，最終導(dǎo)致?lián)p壞的過(guò)程。,南京信息工程大學(xué)遙感學(xué)院防雷施廣全,3.22SPD脫離器　SPD disconnector,

13、當(dāng)SPD發(fā)生故障時(shí)，一個(gè)能把SPD同電路脫開的裝置。注：這種斷開裝置不需要具有隔離能力，它應(yīng)能防止低壓電氣系統(tǒng)持續(xù)故障并可用于顯示SPD故障狀態(tài)。除了具有脫離器功能外，還可以具有過(guò)流保護(hù)或過(guò)熱保護(hù)功能等。這些功能可由單一的或多個(gè)裝置組合在一起實(shí)現(xiàn)。,南京信息工程大學(xué)遙感學(xué)院防雷施廣全,3.23剩余電流動(dòng)作保護(hù)器 residual current device RCD,在規(guī)定的條件下，當(dāng)剩余電流或不平衡電流達(dá)到給定值時(shí)能使電路觸頭斷

14、開的一種機(jī)械開關(guān)電器或組合電器。,南京信息工程大學(xué)遙感學(xué)院防雷施廣全,3.25雙端口SPD的負(fù)載端電涌耐受能力 load-side surge withstand capability for a two-port SPD,雙端口SPD對(duì)負(fù)載端輸出接線端子產(chǎn)生的電涌的耐受能力。注：本定義僅適用于雙端口SPD或具有單獨(dú)輸入/輸出端口的單端口SPD。,南京信息工程大學(xué)遙感學(xué)院防雷施廣全,3.26保護(hù)模式　modes of prot

15、ection,SPD的保護(hù)元件可以連接在低壓配電系統(tǒng)線路的相線——相線、相線——中性線、相線——保護(hù)線、中性線——保護(hù)線之間及多種方式同時(shí)連接。這些連接方式稱為保護(hù)模式。一般將相線——相線之間的保護(hù)稱為橫向（差模）保護(hù)，相線（或中性線）——保護(hù)線之間的保護(hù)稱為縱向（共模）保護(hù)。在直流配電系統(tǒng)中可分為正負(fù)極之間，正極與保護(hù)線之間，負(fù)極與保護(hù)線之間。,南京信息工程大學(xué)遙感學(xué)院防雷施廣全,4 受保護(hù)的系統(tǒng)和設(shè)備,當(dāng)需要采用SPD對(duì)低壓電氣系

16、統(tǒng)和設(shè)備進(jìn)行保護(hù)時(shí)，必須充分了解受保護(hù)的低壓交流配電系統(tǒng)型式、低壓直流配電系統(tǒng)和受保護(hù)電氣設(shè)備耐沖擊過(guò)電壓額定值（UW）。,南京信息工程大學(xué)遙感學(xué)院防雷施廣全,4.2受保護(hù)設(shè)備的耐沖擊特性,4.2.1 交流電氣設(shè)備耐沖擊類別4.2.1.1 一般交流電氣設(shè)備耐沖擊類別 220/380V三相系統(tǒng)電氣設(shè)備耐沖擊類別可分為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ類，見表2所示。表2不能涵蓋所有的220/380V三相系統(tǒng)的電氣設(shè)備，應(yīng)從實(shí)際出

17、發(fā)對(duì)受保護(hù)設(shè)備耐沖擊過(guò)電壓額定值進(jìn)行核實(shí)。,南京信息工程大學(xué)遙感學(xué)院防雷施廣全,表2220/380V三相系統(tǒng)電氣設(shè)備絕緣耐沖擊過(guò)電壓額定值,南京信息工程大學(xué)遙感學(xué)院防雷施廣全,4.2.1.2 通信、信息網(wǎng)絡(luò)交流電源設(shè)備耐沖擊過(guò)電壓額定值：,南京信息工程大學(xué)遙感學(xué)院防雷施廣全,表3 通信、信息網(wǎng)絡(luò)交流電源設(shè)備耐沖擊過(guò)電壓額定值,南京信息工程大學(xué)遙感學(xué)院防雷施廣全,4.2.2 直流電氣設(shè)備耐沖擊特性 4.2.2.

18、1 直流電源設(shè)備耐沖擊過(guò)電壓額定值見表4：,南京信息工程大學(xué)遙感學(xué)院防雷施廣全,表4 直流電源設(shè)備耐沖擊過(guò)電壓額定值,南京信息工程大學(xué)遙感學(xué)院防雷施廣全,4.2.2.2 信息網(wǎng)絡(luò)設(shè)備耐沖擊過(guò)電壓額定值見表5：,南京信息工程大學(xué)遙感學(xué)院防雷施廣全,表5 信息網(wǎng)絡(luò)設(shè)備耐沖擊過(guò)電壓額定值,南京信息工程大學(xué)遙感學(xué)院防雷施廣全,4.2.2.3測(cè)量、控制和實(shí)驗(yàn)室內(nèi)直流電源沖擊抗擾度試驗(yàn)的最低要求見表6：,南京信息工程大學(xué)遙感學(xué)院防雷施廣全