SPD

2024-06-19

SPD(精选十篇)

SPD 篇1

1 防雷分区划分

防雷分区的准确划分是正确选择SPD进行合理过电压防护的基础。根据GB 50057-94(2000年版)的定义:LPZ0A区属于直接雷击区,LPZ0B区为处于防雷装置保护范围之内,很少能遭到大于所选滚球半径直接雷击的区域,以上统称为0区,该区内的电磁场未得到任何屏蔽衰减,根据IEC的定义,其雷电流波形用Ⅰ级分类试验的10/350 μs电流波形表述。LPZ1区:本区内的各类物体不可能遭受直接雷击,流经各类导体的雷电流已经分流,比LPZ0B区进一步减小,且由于屏蔽措施,本区的电磁场强度也已得到了初步的衰减。为了进一步减小雷击电磁脉冲的影响,可设第二屏蔽保护区LPZ2和第三屏蔽保护区LPZ3。根据IEC的定义,其雷电流波形用Ⅰ级分类试验的8/20 μs电流波形表述。

2 Ⅰ级分类试验电源电涌保护器(SPD)的选用

1)Ⅰ级分类试验电源电涌保护器(SPD)。

IEC 61312-3∶2000,IDT中规定:从LPZ0穿入LPZ1的线路承载着局部雷电流,SPD(Ⅰ级分类试验)在此界面上将这些局部雷电流大部分被分流。因此,Ⅰ级分类试验的电涌保护器(SPD)是为防御直击雷的雷电流而使用的。

2)Ⅰ级分类试验电源电涌保护器(SPD)选用场所。

根据上述分析,明确了Ⅰ级分类试验电源电涌保护器(SPD)的波形和防御对象,确定其使用场所归纳如下:供电系统所在的建筑物有防直击雷装置的供电电源的进线处。邻近建筑物有防直击雷装置,并与本建筑物采用电力线连通时,本建筑物供电电源的进线处。源线架空引入时,本建筑物供电电源的进线处。当建筑物有防直击雷装置时,应在穿过LPZ0与LPZ1的供电电源的进线处采用Ⅰ级分类试验的电源电涌保护器(SPD)。本建筑物电源线路经过LPZ0A区时,则供电电源的进线处采用Ⅰ级分类试验的电源电涌保护器(SPD)。建筑物屋顶用电设备处于LPZ0A区,其供电电源处应采用Ⅰ级分类试验的电源电涌保护器(SPD);否则可采用Ⅱ级分类试验的电源电涌保护器(SPD)。

3 Ⅱ,Ⅲ级分类试验电源电涌保护器(SPD)的选用

1)Ⅱ级分类试验的电源SPD。

根据IEC 61643-1及IEC 61312-3∶2000,IDT中规定:从LPZ0区过渡到LPZ1区后的电磁场的感应效应,根据可用波形8/20 μs的浪涌电流进行Ⅱ级分类试验或用适当的组合波进行Ⅲ类试验。IEC 6034-4-44第443节中,大气过电压或操作过电压规定装设的SPD也是Ⅱ级分类试验的电涌保护器(SPD)。综上所述,Ⅱ级分类试验的电源电涌保护器是保护从电源配电系统传来的大气瞬态过电压(IEC 60634-5-534)和雷电感应过电压的,而不能防御直击雷的雷电流。

2)Ⅱ级分类试验的电源SPD。

根据GB 50057-94(2000年版)第6.4.8条的规定,安装了Ⅰ级分类试验电源电涌保护器(SPD)后,所得到的电压保护水平加上其两端引线的感应电压,以及反射波效应不足以保护距其较远处的被保护设备的情况下,应在被保护设备处装设SPD,其标称放电流8/20 μs,3 kA。GB 50057-94第6.4.9条规定,在前述两个SPD之间,设用配电盘时,若第一级的SPD所得到的电压保护水平加上其两端引线的感应电压,以及反射波效应不足以保护该配电盘内的设备时,应在该配电盘内装设SPD,其标称放电流不小于8/20 μs,5 kA。根据以上规定,Ⅱ级分类试验的电源电涌保护器(SPD)一般安装在分层配电盘(箱、柜)内,还有建筑物电源进线处不需采用Ⅰ级分类试验电源电涌保护器(SPD)建筑物的低压电源进线处。

3)Ⅲ级分类试验电源电涌保护器(SPD)。

Ⅲ级分类试验电源电涌保护器(SPD)的限压更低,一般只装设在部分对过压特别敏感的设备电源处。

4 低压配电系统用SPD后备保护的基本要求

后备过电流保护是指作为电气装置一部分的过电流装置(如熔断器或断路器)位于SPD外部的前端,当SPD不能切断工频短路电流时,它可使SPD避免过热和损坏。考虑到与上级保护的配合,通常不大于主开关整定电流的0.6倍。

5 用断路器或熔断器做后备保护比较

5.1 断路器做后备保护

1)优点:便于安装,便于SPD的维护检修;2)缺点:在雷电流的冲击作用下存在是否脱扣的不稳定因素,且价格较贵。

5.2 熔断器做后备保护

1)优点:熔断器保护无死区,选择正确可保证雷电流泄放时不熔断,而当线路出现过负荷或短路时又能起到保护作用,且价格便宜;2)缺点:不便于安装和维修。

6结语

SPD已经在低压配电系统得到广泛的应用,并且被证明是限制过电压的有效方法,本文结合实际工程中SPD应用的具体问题,着重就SPD的选型及后备保护选择这两个问题进行深入剖析,以期对广大电气设计人员在实际工程中SPD的选择有所帮助。

摘要:首先简要分析低压配电系统中装设SPD的必要性,并在阐述防雷分区划分的基础上,明确了不同级分类试验SPD的制造依据,进而着重就工程设计中的SPD应用中SPD的选择进行详尽的分析,并对采用断路器及熔丝做后备保护做了简单分析比较。

关键词:防雷分区,Ⅰ级分类试验,Ⅱ,Ⅲ级分类试验,SPD选用

参考文献

[1]GB 50057-94,建筑物防雷设计规范(2000年版)[S].

[2]林维勇,张丰收.SPD设计使用中若干问题的探讨[J].电气应用,2005(8):16-21.

电脑内存条损坏 SPD损坏 篇2

电脑内存条损坏 SPD损坏

电涌保护器(SPD)的原理及应用 篇3

关键词:电涌保护器;SPD;雷电反击;雷电感应;现代建设

中图分类号:TU856     文献标识码:A     文章编号:1009-2374(2012)26-0093-03

1 概述

在信息化带动工业化的引导下,各类信息设备、计算机、精密仪器等的应用越来越广泛。而此类精密电子产品具有工作电压低、耐压性差、高敏感性、抗干扰能力差等特点,因而在受到外界电流脉冲,尤其是雷电产生的影响下,极易受到损害。因此,防雷电保护在现代建设项目中显得尤为重要。

SPD全称是Surge Protective Device,也称为电涌保护器,是限制雷电反击、雷电感应和过压而产生顺势电压并释放电流的重要器件。作为雷电保护设备体系中的重要组成部分,SPD已经广泛应用在电力、交通、机场等各个行业。

2 电涌保护器的工作原理及分类

电涌保护器是电子设备防止雷电保护中重要的组成部分,是用于限制瞬态过电压和泄放浪涌电流的装置,它至少应包含一个非线性元件。电涌保护器并联在被保护设备两端。泄放浪涌电流、限制浪涌电压都是通过其非线性元件完成的。

2.1 工作原理

电涌保护器的类型可以根据其包含的非线性基本元器件的不同分类,通常电涌保护器的基本元件有放电间隙、气体放电管、压敏电阻和抑制二极管等。

2.1.1 放电间隙。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保护设备的电源线相连接,另一根金属棒与接地线相连接。当瞬时过电压进入线路后,两根金属棒之间产生高电位差,使间隙被击穿。从而把过电压的电荷引入接地线,达到了保护设备的作用。这种放电间隙的金属棒之间的距离可以根据需要调节且结构简单。

2.1.2 气体放电管。由相互离开的一对冷阴极板封装在充有惰性气体的玻璃管或陶瓷管内组成。通常为了提高放电管的敏感度,也可在放电管内充入助触发剂。

2.1.3 压敏电阻。主要成分是以金属氧化物半导体非线性电阻为主,当作用在两端的电压达到触发电压数值后,电阻对电压变得十分敏感。其特点是通留容量大,对瞬时过电压响应时间快。

2.1.4 抑制二极管。抑制二极管主要是钳制限压功能,工作在反向击穿区。由于抑制二极管的钳制电压低并且反应速度快,所以经常应用在多级保护电路的末端保护元件。

2.2 分类和特性

SPD从工作原理和性能上可以分为电压限制型、电压开关型、组合型。

2.2.1 电压限制型。电压限制型SPD的核心保护元件为各种非线性电阻性元件,具有连续的伏安特性,随着电流增加电阻连续地减小。在无电涌出现时SPD表现为高阻抗,随着电涌电流和电压的增加,阻抗连续减小,使其两端电压基本保持不变。此类SPD通常采用压敏电阻、抑制二极管为主要组件。

2.2.2 电压开关型。电压开关型SPD的核心保护元件为各种开关型器件,如开放的空气间隙、气体放电管、晶闸管等。开关器件也是非线性元件,但其伏安特性不连续,在电压较小时基本为开路状态,当电压达到一定数值时,电阻突然降低,两端成为导通状态。

2.2.3 组合型。组合型SPD是由电压开关型元件和电压限制型元件组合而成的,串联或者并联共同发挥作用。组合型SPD也具有非线性特性,但是不连续,有时候表现为电压开关特性,有时是电压限制型特性。

电压限制型SPD具有反应速度快的特点,但其电压保护水平不高,有延缓老化现象。电压开关型SPD电压保护水平高且不会老化。组合型SPD由于串并联方式和结构的差异,会表现出不同的特点。

3 电涌保护器的應用

3.1 过电压成因

通常将超过设计规定的正常工作电压的上限值电压称为“异常过电压”,又称“过电压”。电涌保护器就是防止过电压对电气线路和电子设备中的电路、元件造成破坏。

过电压可能来自外部,也可能来自内部设备和装置。外部侵入的过电压可以通过导线、线路、管路传导进入,也可以通过线路之间的电磁感应、静电感应产生;内部过电压则可能由电路异常、开关动作产生。根据过电压的产生原因,可以将过电压大致分为雷电过电压、操作过电压、暂态过电压、静电等。

3.1.1 雷电过电压。由直击雷产生,通过导线或线路传导到电子设备;由于雷电对地面放电,对附近1.5km范围内的导线和导体产生电磁感应,从而传导到电子设备。雷电过电压的特点是持续时间短、峰值高。

3.1.2 操作过电压。操作过电压是由于在电路中存在大量能储存能量的元器件,如电容中的静电场能量和电感中的磁能等,在电路状态突变时产生能量转换,进而引起振荡而出现的过电压现象。通常,电路中的断路器、隔离开关、继电器、可控硅开关等在进行通断动作时,都可以对开关两端产生过电压。操作过电压的持续时间比雷电过电压长且衰减快。

3.1.3 暂态过电压。暂态过电压是当电力系统发生故障时,切断负荷或谐振时所产生的电压过高现象。其特点是持续时间长。

3.1.4 静电。在天气干燥的季节,人体与衣服间摩擦会使人带电,当带电的人体与电子设备接触时,就会对电子设备放电产生过电压。静电放电的特点是电压高,时间很短。

3.2 SPD选择与应用

针对不同原因产生的过电压,其电涌保护器SPD的选用也不同。在实际应用中,要考虑一下几方面选择使用:

3.2.1 电涌保护器SPD通常安装在电源线、信号线上对其进行保护。对于安装在电源线的SPD,要根据被保护对象的电气参数选择SPD的通流量、负载能力、残压和响应速度等,以便与被保护设备配合使用。对于信号线上安装的SPD,要根据信号线传输的信号电压选取。由于信号传输一般都为低电压,在不影响信号的传输前提下,通常采用限制线路上传输的最高电压从而保护线路。

3.2.2 电涌保护器的电压保护电压值应小于被保护设备的冲击耐压值,这是基本原则。当线路电压超过被保护设备冲击耐压值时,被保护设备将受到损坏。当进线端电涌保护器保护电压与被保护设备耐压值之比过高时,可以加装二级电压保护器。采样逐级降压引流的方式可以达到保护效果。

3.2.3 采样多级SPD保护时,其流通量应是逐级减小的。第一级应选用大通流量SPD,第二、三级选择通流量小的SPD。需要注意的是,当采用多级SPD保护时,要避免SPD残压过高和响应速度慢的原因,从而使被保护电路受损。

3.2.4 尽量减小电涌保护器和被保护设备两端引接线的长度,每只并联SPD引接线总长度不宜超过0.5m,以减少引线的电感产生的压降对设备的影响。

3.2.5 当进线端电涌保护器与被保护设备电气间的距离大于30m时,应在离被保护设备尽可能近的位置加装另一个电涌保护器。

3.2.6 在实际应用中应选较大通流量或者热备份SPD。雷击过程往往是多次瞬间产生,通流量大的SPD使用寿命较长,有利于设备的保护。

3.2.7 对于SPD引入和引出線应用扎带或胶布将其紧密捆扎在一起,这样能有效地消除感应磁场,降低压降。

3.2.8 要防止交叉耦合对设备线路的影响。雷电或其他脉冲信号线路在未通过SPD前,可以认为是一个强电磁场辐射源;当通过SPD后将可以视为稳定的线路,此线路不可再与已通过SPD的线路靠近,这样容易产生“二次辐射”。

4 结语

电涌保护器在现代化建设领域中的作用越来越重要,选择并使用好电涌保护器是防雷保护中的重要环节。SPD的使用必须考虑建筑物具体情况、被保护设备的具体对象以及合理正确的技术参数和接入方式,只有这样才能使系统安全的运行,电子设备受到可靠的保护。

参考文献

[1] 建筑物防雷设计规范(GB 50057-94)[S].2000.

[2] 叶蜚誉.关于电涌保护器选配文章的讨论[J].电气工程应用,2003,(3).

[3] 林滨.浅谈建筑物防雷接地的施工[J].福建建筑,2010,(8).

[4] 张维.建筑防雷接地系统的施工实践[J].华北科技学院学报,2010,(7).

[5] 石有平.高层建筑防雷接地施工技术[J].科学情报开发与经济,2007,(36).

作者简介:曹兴华(1981-),男,北京人,供职于北京中企建发监理咨询有限公司,硕士,研究方向:电工理论与新技术。

SPD在低压交流配电系统的选型 篇4

1 低压系统的过电压及保护

根据过电压的频率及持续时间的长短,在低压配电系统中将过电压分为瞬态过电压与暂态过电压。其中瞬态过电压有:大气过电压、电力网络操作过电压、静电电磁干扰过电压;暂态过电压主要是由于电源引起的工频过电压。

大气过电压主要表现为雷击过电压与电磁脉冲过电压,均与雷击过电压输入相关,由于雷击过电压幅值大、能量高、破坏力大,因此民用建筑中的过电压保护设计常用雷击过电压保护来衡量。信息系统的防雷保护系统分为建筑物外部防雷保护与建筑物内部防雷保护。建筑物的外部防雷通常采取接闪器、引下线、接地网以及外部屏蔽实现,建筑物的内部防雷通常采用内部屏蔽、电涌保护器(SPD)及等电位连接等措施实现。

针对低压配电系统的各种过电压的特点,过电压保护的设备如表1所示。

注:如果大气过电压和操作过电压可明显的区分开来,即操作过电压持续时间不超过100μs时,也可以使用电涌保护器。

电子信息系统的防雷保护首先是合理地加装电源侧SPD,其次是加装信号线路和天馈线路SPD,本供配电文主要讨论电源侧SPD对电子信息系统设备的保护。

注:1.U0指低压系统相线对中性线的标称电压,U为线间电压,。2.在TT系统中,SPD在RCD的负荷侧安装时,最低Uc值不应小于1.55U0=341V,此时安装形式为L-PE和N-PE;在TT或TN系统中,当SPD在RCD的电源侧安装时,应采用“3+1”形式,即L-N和N-PE,Uc值不应小于1.15U0=253V;SPD安装在IT系统时,Uc值不应小于1.15U0=437V。

2 SPD的防雷机理及分类

2.1 SPD的防雷机理

SPD通常与被保护装置并联,它利用放电间隙、气体放电管或压敏电阻的特性,通过把过电流导入大地来限制过电压。限制器上的电压等于被保护设备两端的电压,也等于限制器导通后的残余电压U。

2.2 SPD的类型

在规范GB 50057-2010《建筑物防雷设计规范》中根据其产品的制造工艺,SPD分为电压开关型、限压型及混合型。

1)电压开关型SPD。在无电涌出现时为高阻抗,当线路上出现电涌且电压达到一定值时,SPD的阻抗突然下降变为低阻抗。开关型SPD常用的元件有:放电间隙、气体放电管、晶体闸流管或三端双向可控硅元件等。这类SPD也称为“克罗巴型”SPD。

2)限压型SPD。在无电涌出现时呈高阻状态,随着线路上电涌电流及电压的增加并达到一定值时,SPD的阻抗随着连续变小。限压型SPD常用元件有金属氧化物压敏电阻、雪崩二极管等。这类SPD也称为“箝压型”SPD。

3)混合型SPD。由开关型元件和限压型元件组合而成的SPD。随着施加的电压特性不同,SPD时而呈现开关型SPD特性,时而呈现限压型SPD特性,时而同时呈现开关型和限压型SPD特性。

2.3 SPD的冲击试验分类

1)Ⅰ级分类试验。对SPD进行标称放电电流I0.1.2/50μs冲击电压和冲击电流Iimp的试验。1 0/350μs波形是可能实现Iimp波形三个参数要求的波形之一。

2)Ⅱ级分类试验。对SPD进行标称放电电流In,1.2/50μs冲击电压和最大放电电流Imax试验。In和Imax的波形为8/20μs。

3)Ⅲ级分类试验。对SPD进行混合波(1.2/50μs,8/20μs)试验。

2.4 SPD的设置原则

SPD既要在较高的操作过电压及雷电过电压下安全、可靠的动作,使得残压小于被保护设备的耐冲击电压额定值,又要在工频过电压下稳定运行而不动作。

3 SPD的主要技术参数

3.1 最大持续运行电压Uc

可以持续加在SPD上又不会导致SPD动作的最大交流电压的有效值或直流电压,为SPD的动作阈值,其值等于SPD的额定电压值,其值要求详见表2 (参见GB50057-2010《建筑物防雷设计规范》附录J.1.1表)。

3.2 SPD能承受预期通过的雷电流(Iimp/In/UOC)

冲击电流Itmp,由幅值电流Ipeak、电荷量Q和比能量W/R三个参数来决定。用于低压电器系统的SPD的Ⅰ级分类试验。为了模拟直击雷的首次雷击波形,Iimp应在50μs内达到Ipeak,应在10ms内输送电荷量Q并达到比能量W/R。10/350μs波形是可能实现其要求的波形之一。Ⅰ级分类试验的SPD应标注此值,其值应根据GB 50057-2010《建筑物设计防雷规范》中的雷电流分流公式计算。

标称放电电流In,是流过SPD的8/20μs电流波的峰值电流,用于SPD的Ⅱ级分类试验,也用于对SPD做Ⅰ级和Ⅱ级分类的预试验,模拟雷电的电磁感应电流波形。

开路电压Uoc,在对SPD进行Ⅲ级分类试验时施加的1.2/50μs开路电压的峰值。第Ⅲ级试验SPD还有一个8/20μs波形的短路电流峰值Isc,一般Uo/Isc=2.0,因此第Ⅲ级分类试验的SPD标注其中任意一个参数即可。

注:Ⅰ类-需要将瞬态过电压限制到特定水平的设备,如含有电子电路的设备,计算机及含有计算机程序的用电设备;Ⅱ类-如家用电器(不含计算机及含有计算机程序的家用电器)、手提工具、不间断电源设备(UPS)、整流器和类似负荷;Ⅲ类-如配电盘,断路器,包括电缆、母线、分线盒、开关、插座等的布线系统,以及应用于工业的设备和永久接至固定装置的固定安装的电动机等的一些其他设备;Ⅳ类-如电气计量仪表,一次线过流保护设备、波纹控制设备。

注:1.交流电源额定电压均为220V/380V。2.使用混合波(1.2/50μs、8/20μs)进行试验。

3.3 电压保护水平Up

电压保护水平Up,表征SPD限制电压的性能参数,是在标称放电电流In下的最大残压,它高于或等于实测限制电压的最大值。

在确定SPD的Up时,还应考虑SPD两端连接导线的感应电压。对于开关型SPD,有效的电压保护水平应取SPD的Up与引线感应电压中的较高值;对于限压型SPD,其有效的电压保护水平为SPD的Up加上引线的感应电压。SPD装置的有效电压保护水平的值应与被保护设备的绝缘耐冲击过电压额定值匹配。低压配电系统各类交流设备的绝缘冲击过电压值如表3和表4(参见规范GB 50057-2010《建筑物防雷设计规范》表6.4.4所示)。

4 SPD的选择

在民用建筑防雷设计中,应根据电气系统和电气设备所在建筑物及其连接的电力和通信线路遭受雷击的类型(即落雷点的位置)来确定SPD的选择及SPD主要参数的确定。

4.1 SPD参数选择流程

1)根据规范GB 50057-2010《建筑物防雷设计规范》和GB 50343-2012《建筑物电子信息系统防雷技术规范》中的相关公式计算出本建筑物年预计雷击次数与防雷装置拦截效率,确定建筑物的防雷等级和信

息系统雷电电磁脉冲防护分级。

2)根据建筑物的实际情况,确定雷电防护区(LPZ)的划分。

3)根据防雷等级进行分流计算,确定第Ⅰ级SPD的Iimp值,再根据被保护设备的类型及位置确定第Ⅱ级或第Ⅲ级SPD的相关参数。

4)根据低压供电系统的供电形式,确定SPD的安装位置。

4.2 第一级SPD的选择

第一级SPD安装在上图的MB处,该处属LPZOB区与LPZ1区的交界处,从室外引来的线路上应装设Ⅰ级分类试验的SPD。考虑低压配电系统的实际情况,其主要安装在:

(1)在建筑物入口处的低压配电柜(箱);

(2)建筑物内设有配电变压的低压侧的配电屏上,当有线路引出本建筑物至其他有独自敷设接地装置的配电装置时,在低压母线上安装;

(3)引至室外的屋顶照明或动力线路的配电箱。

1)Iimp值的确定

每一相线及中性线与PE线之间的SPD的冲击电流值,一般民用建筑的电力及电信的室外缆线均不采取屏蔽处理,应按GB 50057-2010《建筑物防雷设计规范》中的“进入建筑物的各种设施之间雷电流分配”方法计算。

式中:I——雷电流,一类防雷建筑为200kA,二类为150kA,三类为100kA;

n——地下和架空引入的外来金属管道和线路的总数;

m——每一线路内导体芯线的总根数。

在难于计算的情况下,Iimp值不应<12.5kA。按照“3+1”或“1+1”形式安装的SPD时,在三相系统中,接在中性线与PE线间的SPD的Iimp值应为接在相线与中性线间SPD的Iimp值的4倍,即Iimp值不应<50kA;在单相系统中,接在中性线与PE线间的SPD的Iimp值应为接在相线与中性线间SPD的Iimp值的2倍,即Iimp值不应<25kA。

2)U。值的确定

持续运行电压的值可参照表2选取,其中U0=220V,U=380V。

3)Up值的确定

在220/380V电气装置内的第一级SPD的电压保护水平应>2.5kV。

4.3 第二级SPD的选择

当第一级SPD的电压保护水平Up不超过2.5kV、不能对下级配电线路和末端设备进行有效箝压保护、并有如下条件时,应考虑设置第二级甚至第三级SPD。

1)第一级SPD的Up(2.5kV)大于下级和末端设备的Uw,即Up>0.8Uw;

2)第一级SPD与受保护设备之间的距离过长(一般指线缆长度>10m):

3)建筑物内部存在雷击放电或内部干扰源产生的电磁干扰。

第二级SPD应安装在图1所示的SB处,该处是LPZ1区与LPZ2区的交界处。应选择Ⅱ级或Ⅲ级分类试验的SPD。结合民用建筑的特点,其主要安装在为大量弱电或信息系统设备供电的配电箱内,如位于数据机房、网络中心、电信机房、有线电视机房、楼宇管理室、安防监控中心、消防控制中心、冷冻机房/热力站分控室、医院手术室、监护室及装有电子医疗设备的场所的配电箱。

由于第二级SPD是因第一级SPD的不足而选择的,因此其各类参数应与第一级SPD的参数匹配,其匹配关系见表5。

当SPD采用“3+1”或“1+1”接线形式时,中性线与PE线之间的SPD的I0值与Uoc值相应变化。Uc值参照表2选取,其中U0=220V,U=380V。

5 SPD的安装

5.1 SPD的接线形式

SPD的接线形式取决于受保护设备的类型,如果设备不接地则L(或N)线对PE线间就不需要设SPD,而L-N之间的SPD则是需要的。SPD在低压交流配电系统中的接线方式如下。

方式1:接在每一相线(和中性线)与总接地端子(SEB)或总保护线(PE)之间。

方式2:接在每一相线与中性线之间和接在中性线与总保护端子(SEB)或保护线(PE)之间(对三相系统可称为“3+1”模式,单相系统可称为“1+1”模式)。

低压交流配电系统按接地系统特征确定的SPD的接线方式见表6(参GB 16895.22-2004《建筑物电气装置第5-53部分:电气设备的选择和安装隔离、开关和控制设备第534节:过电压保护电器》表53B)。

5.2 SPD两段连接导线要求

SPD两端连接导线最小截面如表7所示。

5.3 注意事项

在选择SPD的各项参数及设置位置时,应注意以下事项:

1) SPD两段的连接导线应短且直,避免因导线过长而感应出较高的感应电压,从而减少SPD的有效电压保护水平。

2)当设置一级SPD保护无法满足信息系统设备耐受电压要求时,SPD必须进行多级配合,在进行多级配合时应考虑SPD间的能量配合。在开关型(Ⅰ级)SPD和限压型(Ⅱ级)SPD之间,其连接电缆长度不应<10m;在限压型(Ⅱ级)SPD与限压型(Ⅱ级)SPD之间,连接电缆长度不应<5m。如不能达到上述要求,应在连接线之间增加单独的电感以退耦。

3)考虑到我国电网电压质量波动较大的情况,建议适当提高Uc值。

4)在SPD的电源侧安装的过电流保护装置(熔断器或空气断路器),应能承受雷电流的冲击,同时在通过预期短路电流时应能起到保护SPD的作用。

5)在规范GB 50034-2012《建筑照明设计标准》(征求意见稿)中有用大通量的Ⅱ级SPD代替Ⅰ级分类试验的SPD的相关应用,这种做法有其局限性。

6 结束语

随着大规模集成电路与智能芯片在信息系统中的广泛应用,信息系统对供电电压的敏感性也越来越高,信息系统内限制过电压是必然趋势。一个好的SPD其参数应是Up尽量小,In、Imax/Iimp值尽可能大,如果是第Ⅰ级分类试验SPD,其切断工频续流能力要好。在低压交流配电设计中应合理选择SPD的各类参数,做到可靠性与经济性相统一。

摘要:本文分析了民用低压配电系统中过电压类型及采取的各种保护措施,对SPD的保护原理、设置原则、参数选择进行了阐述。对常规SPD的设置位置及参数进行了选型,对低压交流配电系统的SPD设计有一定的指导意义。

关键词:电涌保护器(SPD),瞬态过电压

参考文献

[1]中国中元国际工程公司.GB 50057-2010建筑物防雷设计规范[S].北京:中国计划出版社,2010.

[2]中国建筑标准设计研究院.GB 50343-2012建筑物电子信息系统防雷技术规范[S].北京:中国建筑工业出版社,2012.

[3]中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局,中国国家标准化管理委员会.GB 16895.22-2004建筑物电气装置第5-53部分:电气设备的选择和安装隔离、开关和控制设备第534节:过电压保护电器[S].北京:中国标准出版社,2004.

[4]IEC61312-3:雷击电磁脉冲的防护第三部分电涌保护器的要求[S].

SPD 篇5

Fu Jianhua was born in 1951 and once worked in China Construction Bank as the vice president of its Jiangxi branch and Shanghai branch. He also took the president and board chairman of Bank of Shanghai. When he was in charge of Bank of Shanghai, the bank conducted several reforms, taking the lead in China. For example, it recruited an international financial company as its shareholder in 1999, becoming the first commercial bank with a foreign shareholder in China.

Fu Jianhua took the president of SPD Bank from 2006. After that this bank saw fast development. From 2008 to 2010, the annual growth rate of SPD Bank’s net profit exceeded 50%, higher than most of the other listed commercial banks of China. By the end of 2011, its assets volume had increased to 2.7 trillion yuan (USD 428.2 billion). But the experts thought that SPD Bank was far away from reaching its peak with a lot of innovation spaces unused. In addition, as a banking institution under the Shanghai municipal financial department, SPD Bank plays an important role in Shanghai’s plan of building an international financial center.

建筑物低压配电系统SPD设计浅析 篇6

在复杂的电气和电子系统中, 必须考虑安装合适的SPD别以保护。而SPD的设计选择需考虑的因素主要有:被保护设备的额定冲击耐受电压Uw, SPD的参数 (Iimp, In, Uc, Up, 保护模式, 试验类型等) , SPD的安装位置 (导线长度, 与被保护设备的距离等) , SPD的能量配合等等。本文将从以上几个方面简单介绍建筑物低压配电系统设计SPD设计的思路。

一、SPD的安装位置

1.户外线路进入建筑物处, 即LPZ0A或LPZ0B进入LPZ1区, 例如在配电线路的总配电箱MB处。

2.靠近需要保护的设备处, 即LPZ2和更高区的界面处, 此处是否需要安装SPD可根据建筑物、设备的特性按GB50343风险评估的方法计算。

3.当我们对高层建筑物进行SPD安装设计时, 经常遇到一个问题:是否应对每个楼层的分配电箱安装独立的SPD进行保护。此时我们可以根据线路是否穿越两个防雷区进行设计。如图1所示, 此时, 每个楼层相关于LPZ2, 由于线路暴露在LPZ 1的威胁级别下, 每个LPZ 2的入口处都需要SPD。如果使用屏蔽电缆或屏蔽电缆套管连接两个LPZ 2的话, 可以避免干扰, 仅在其中一个楼层装设SPD就可满足要求。

二、配电系统设备耐冲击电压额定值Uw

建筑物内220/380 V配电系统中常见设备绝缘耐冲击电压额定值Uw的要求如下:配电盘等设备Uw为6 KV, 家用电器等Uw为2.5 KV, 其他设备的Uw请参照设备说明。

三、SPD的参数选择

1.SPD参数中与Uw相关的参数为Up, 一、二类防雷建筑物在电源引入的总配电箱处装设的SPD, 其电压保护水平值Up应小于或等于2.5 KV, 并满足表1确定Up的要求:其中, ΔU为电涌保护器两端引线的感应电压降, 户外线路进入建筑物处可按1k V/m计算, 在其后的可按ΔU=0.2 Up计算。L为被保护设备距电涌保护器的距离沿线路的长度, Ui为电涌保护器与被保护设备之间电路环路的感应过电压 (k V) 。

2.根据GB50057规范要求, 开关型电源SPD与限压型SPD之间的距离不大于10 m, 两个限压型SPD之间的距离大于5 m。为了保证上一级SPD先动作, 分走大部分的浪涌电流, 然后下一级SPD再动作, 达到抑制电涌电流的作用, 要求SPD有充足的距离保证两级SPD能先后动作, 满足能量配合的要求。但是根据上文, 当L>10 m时, Up必须取值足够小。并且由于空间的限制, 有时难以做到SPD间距离的要求, 因为可在SPD间加装退耦元件。GB50057规范并无对退耦元件的参数做规定, 根据相关实验结论, 退藕电感越大, 越接近5 m (或10 m) 导线的配合作用。因此, 笔者建议, 当加装退耦元件时, 其电感值应尽量大于40μH。

3.SPD最大持续运行电压Uc应满足以下要求, 对于民用建筑物, 常见的TN-S系统, 每一相线与中性线间或PE线间的SPD Uc值为1.15×220 V=253 V, 中性线与PE线间的Uc值为220 V。

四、结语

通过上述分析, SPD设计须综合考虑建筑物的防雷类别、风险等级, 通过计算分析选择合适参数的SPD, 安装在合适的位置。安装过程中还需注意安装工艺, 最大限度地减少电气设备遭受雷击时的风险。

摘要:本文根据SPD设计相关国家规范要求, 结合实际工作中一些广州市设计院在SPD设计中提出的疑问, 就建筑物低压配电系统装设SPD的设计要求作简要的分析。

关键词:SPD设计,低压配电系统

参考文献

[1]国际电工委员会.IEC 62305-4.雷电防护-第4部分:建筑物内电气和电子系统, 2006.

[2]中国机械工业联合会.GB 50057-2010建筑物防雷设计规范.中国计划出版社, 2011.

SPD 篇7

随着建筑物防雷设计规范GB50057、防雷装置检测审核与验收规范、IEC、IEEE等国内国际规范标准组织对电涌保护器 (SPD, surge protection device) 的明确要求, SPD在日常生活中的应用不断增多, 各种品牌的SPD大量进入市场, 不同品牌的SPD所采用的核心元件和选用的重要参数是存在差别的, 而这些重要元件参数的选择, 要根据具体的电气线路和具体的保护设备来决定, 并不能以这些SPD经过产品检测就随便安装进入电路。本文对现行的电气线路和安装配合配置做出分析, 重点分析了现行安装系统存在的不合理之处, 以指导安防技术人员在SPD选择安装过程中, 抓住重点问题, 做到安全可靠, 技术先进, 经济合理。

1 现行电网供配电系统介绍

1.1 IT系统

IT系统的中性点不接地或经足够大的阻抗接地, 且通常不引出中性线, 第一个字母I表示电源侧没有工作接地, 或经高阻抗接地。第二个字母T表示负载侧电气设备进行接地保护。IT系统在短距离供电时供电可靠性高、安全性好。一般用于不允许停电的场所或者要求连续供电的场所, 以及适用于环境不良易发生单相对地短路或火灾爆炸的场所。例如化工厂、地下矿井、电力炼钢、大医院手术室、农村地区建筑、重要建筑应急电源等动力和照明场所。运用IT系统供电, 即使电源中性点不接地, 一旦设备漏电, 单相对地漏电流仍很小, 不会破坏电源电压平衡。但是在两相同时对地短路时, 会产生严重的后果, 所以必须严格监控线路运行情况。此外IT系统在长距离供电时, 供电线路对大地的分布电容比较大。

1.2 TT系统

电力系统中性点直接接地, 引出中性线, 第一个字母T表示电力系统中性点直接接地。第二个字母T表示负载设备外露不与带电体相接的金属导电部分与大地直接联接, 而与系统如何接地无关。TT系统一般用于以低压配电系统供电的和远离变电所的建筑物, 对电压干扰要求高的精密电子和数据处理设备, 也可用于对防火防爆有要求的场所。

1.3 TN系统

电力系统中性点直接接地, 引出中性线, 设备外露可导电部分均采取与公共的保护线 (PE) 或保护中性线 (PEN) 线相连接的保护方式, 安全性能非常高。

1.3.1 TN-C系统

整个系统中性线 (N) 与保护线 (PE) 是合一的, 可以称作保护中性线, 可用NPE表示。由于三相负载不平衡, 中性线上有不平衡电流, 对地有电压, 所以与保护线所联接的电气设备金属外壳有一定的电压。现在采用较少, 不适用与对低压敏感的电子设备和爆炸危险环境。

1.3.2 TN-S系统和TN-C-S系统

TN-S系统整个系统把中性线N和专用保护线PE严格分开, 系统正常运行时, 专用保护线上没有电流, 只是中性线上可能有不平衡电流。所以电气设备金属外壳接零保护是接在专用的保护线PE上, 安全可靠。TN-C-S系统是电源线路采用TN-C系统, 进入建筑后PEN线重复接地后分成N线和PE线。TN-C-S系统是广泛采用的配电系统, 适用于设有精密电子和数据处理设备的场所, 对防火防爆有要求的场所, 单相负荷比较集中的场所, 三次谐波电流设备较多的场所等工业和民用建筑中。

2 现行电源SPD安装方式及参数选型

2.1 IT系统SPD的选型

当IT系统无线间负载时, 仅针对三条相线, 分别与地之间接SPD。若存在线间负载, 则在两相线间接SPD。现行IT系统, 安防技术人员一般在线路总配电箱装设三模块L-PE型SPD, 在分配电箱处装设下一级三模块L-PE型SPD。SPD参数一般根据所选品牌决定, 表1列出了随机选取的通过SPD检测中心检测, 并通过省局备案的SPD的参数值。

2.2 TT系统SPD的选型

各条相线分别对地接SPD, 中性线根据SPD的安装位置决定, 当SPD安装在进户处剩余电流保护器的负荷侧时, 中性线与地之间直接接SPD。当SPD安装在进户处剩余电流保护器的电源侧时, 中性线与相线SPD的接地端连接, 再与地之间接SPD。安防技术人员对于前一种形式, 在总配电箱与分配电箱采用“4+0”的形式接线, 对于后一种则采用“3+1”接线形式接线。参数选择根据品牌决定, 典型参数形如表1所示。

2.3 TN系统SPD的选型

当电源采用TN系统时, 从建筑物总配电箱起供电给本建筑物内的配电线路和分支线路必须采用TN-S系统。TN系统各条相线, 若无相间负载时, 只须与地作纵向避雷;中性线不必接SPD, 但PEN线在进户前必须重复接地, 对于高、大建筑物, 或PEN线超过50米的大面积建筑物, PEN线应与建筑物接地点再次连接, 以保证等电位连接的可靠。安防技术人员一般采用L-PE跟N-PE的保护形式在总配电箱和分配电箱装设SPD, 对于某些小型住宅仅在总配电箱同时装设T1、T2型SPD。参数选择根据品牌决定, 典型参数见表1。

3 建筑物配电系统配置配合失当

3.1 重要参数Uc、Iimp选择失当

建筑物防雷设计规范GB50057, 在附录中规定Uc值选取时, 一般要求Uc=1.15Uo, 0.1考虑的是电压偏差, 0.05考虑的是SPD的老化, 在实际施工中是要根据具体变动的。如表1所列的某些品牌, 通过T1或者T2试验和检定合格的就一种或者两种型号, 这样就造成了安防技术人员参数选型的固定化, 在靠近电气设备操作十分频繁的地点 (如建筑物电梯控制中心和存在电容补偿的母线) , 以Uc=1.15Uo选取时是错误的, 应该提高此处SPD的最大持续运行电压, 一般要求Uc大于1.45Uo。Iimp的选择, 现行的SPD品牌一般都为20k A, 25k A, 一些低端产品更是15k A, 安防人员在选择时基本是以品牌套用, 这样是不合理的, Iimp=0.5I·Rs/n (m Rs+Rc) , 所以Iimp的选择应根据地下和架空进线 (管道) 的总数n, 每条进线内的导体芯线数m, 屏蔽层每公里的电阻Rs, 芯线每公里的电阻Rc等多个因素决定, 通过具体的计算决定。

3.2 试验类型配合失当

安防技术人员在选择SPD时是按品牌选取SPD, 某些品牌仅有T2试验类型产品, 某些品牌仅有T1试验类型产品, 某些检验机构规定必须采用T1配合T2试验类型产品, 这些都造成SPD在安装过程中, 只注重产品本身质量是否合格, 而忽略保护设备的配合问题。

3.3 安装位置配置失当

建筑物防雷设计规范GB50057, 黑体字部分强调在总配电箱和分配电箱安装SPD, 造成部分安装公司的误解, 为了节约成本, 仅在总配电箱或分配电箱安装相应品牌的SPD, 这样对不同电压等级的设备造成保护适当的问题。

3.4 随意选取电压保护水平Up

建筑物内220/380V配电系统中设备绝缘耐冲击电压额定值, 其中IV类电源处的设备考虑为6k V, III类配电线路和最后分支线路的设备考虑为4k V, II类用电设备考虑为2.5k V, I类特殊需要保护的设备考虑为1.5k V。安防技术人员在装设SPD时仅根据Up值决定保护设备的等级, 这样做是不合理的, 仅从电压数值上来考虑, SPD与被保护设备之间, 存在两个重要的线路长度问题, 一是SPD两端连接线长度决定有效电压保护水平Up/f, Up/f=ΔU+Up, 电涌保护器两端连接线的感应电压降ΔU, 户外线路进入建筑物处可按1k V/m计算, 其后可按ΔU=0.2Up计算, 所以一般要求两端连接引线长度宜小于0.5m, 二是SPD与被保护设备间的线路长度, 存在震荡电压和感应电压问题。表2列出了典型智能建筑 (一般为二类建筑) , 在SPD与被保护设备间存在一定距离时, 邻近雷击能够在该线路上感应的过电压Ui。

可以看出, 在不考虑谐波震荡的情况下, 从表1选取的检定合格经过备案的产品, 在存在ΔU与Ui的情况下, 设备两端的电压是可以上升到10k V以上的, IV级的设备都可能被过电压波损坏, 不可能使用电设备和敏感设备得到有效保护。

4 其他方面配合配置失当

4.1 过电流保护器安装与相应SPD配合失当

安防人员在安装SPD时都在前端装设过电流保护器这样是不合理的, 安装过电流保护器针对TT系统, TN系统等配电系统是有区别的, 如图1区域二部分, 在TT系统, 3+1保护模式下, N线与地之间的SPD前端是不能使用过电流保护器的。在对商住楼等小型建筑的安装SPD时, 安防技术人员经常按图1区域一的接线方式, 在总配电箱装设SPD, 此方式在对F2选择时容易出现问题, 选择过大则不能有效保护SPD模块组2, 选择过小则影响整个SPD模块组。对于此类问题, 当SPD模块组1前端选取63A过电流保护器时, 可以考虑在SPD2模块组前段加装32A过电流保护器, 具体数值应根据线路特性与保护设备决定。

4.2 供电连续性与保护连续性配合失当

安防人员在总配电箱和分配电箱处安装SPD, 相当于多个SPD接地系统并联接入主线路, 在正常情况下, 系统电网是正常运行的, 当电涌侵入时, SPD与过电流保护装置根据参数的选择会发生动作。当主电路过电流保护器动作断开, 则电路供电停止, 失去供电连续性, 对于某些不容许断电的场所是不能接受的。当并接电路SPD前端过电流保护器动作断开, 则SPD失效, 失去保护连续性。安防技术人员在选取SPD安装进入电路, 仅根据产品质量合格经过备案, 而忽略供电连续性与保护连续性的配合问题是不合理的。

F1-安装在电气装置电源进户处的保护电器;F2-电涌保护器制造厂要求装设的过电流保护电器;RCD-剩余电流保护器;RE-接地点.

4.3 电涌保护器模块组选择失当

目前各SPD生产厂家产品都有单相模块组与三相模块组。单相模块在进入电路时可以根据线路特性与被保护设备进行选择。三项模块组在选择时, 一般由厂家统一组合好, 在对综合性大楼进行SPD安装时, 可能存在一楼是商铺, 二楼是厂房, 三楼是宿舍的情况, 那么当三相线路进入该建筑时, 不同时间可能会存在相间不平衡的情况, 在这种情况下, 安防技术人员不考虑其他因素, 安装统一参数的SPD进入电网是不合理的。

4.4 电涌保护器内部结构不清楚造成配合失当

国家标准一般对间隙型SPD要求有10层间隙才是合格的, 对于T1型SPD的, 某些SPD在核心元件制造过程中在第一级间隙和倒数第二级间隙间加装ZOV元件, 即是间隙与ZOV并联后再串联一级间隙, 然后接地。这样的布局与仅靠电容间隙配合的SPD核心元件是有区别的, 跟后续SPD配合也要经过具体计算决定, 安防人员在安装时忽略不同种类的SPD特性, 而不对产品特性进行综合考虑是不合理的。

5 结束语

综上所述, 目前建筑物电气系统电源SPD的安装存在多个不合理之处, 安防技术人员在装设SPD时, 应避免仅从产品是否通过检定合格和省局备案着手, 而应从电气系统开始分析, 结合SPD产品特性, 全面考虑各方面因素, 消除理解误区, 根据SPD的合理配置配合选择合适的SPD, 真正做到对设备的有效保护。同时监管部门应加强管理, 提高SPD在线检测能力, 做到安全可靠, 技术先进, 经济合理。

参考文献

[1]中华人民共和国住房和城乡建设部.GB50343-2012, 建筑物电子信息系统防雷技术规范[S].北京:中国建筑工业出版社, 2012.

[2]中华人民共和国住房和城乡建设部.GB50057 (2010版) , 建筑物防雷设计规范[S].北京:中国计划出版社, 2011.

[3]梅卫群, 等.建筑防雷工程与设计[M].北京:气象出版社, 2004.

[4]苏邦礼, 等.雷电与避雷工程[M].广州:中山大学出版社, 1996.

[5]罗志勇, 林世褀, 郑键雄.论建筑电气系统中电源SPD的选型方法[J].城市建设理论研究, 2011年12月:120-121.

SPD 篇8

雷电是一种大气放电的自然现象,其产生的电效应、热效应等所带来的危害广泛而巨大。然而,对雷电的成因至今尚无一种公认的完整而准确的学说,也谈不上对它的掌握和利用。

人们通常采取的各种避雷措施,如设置避雷针、避雷线、避雷带、避雷网、接地、等电位联结、屏蔽等,在电气系统中设置电涌保护器(SPD),目的是为了尽量减少或避免雷电带来的危害,言外之意,目前人们还仅处于对雷电的防范阶段。

2 SPD的定义、分类及特点

电涌保护器(SPD——Surge Protective Device)又称作浪涌保护器、过电压保护器,它至少应包含一个非线性限制电压元件,用于限制暂态过电压和分流浪涌电流。

SPD按用途可分为三类,即:电源电涌保护器、天馈电涌保护器和信号电涌保护器。保护电源用的SPD一般并联在供配电系统中,而保护信号和天馈线的SPD则常会串联在系统中。

从工作原理和性能上也可分为三类,即:电压开关型SPD、限压型SPD和组合型SPD。

电压开关型SPD是采用放电间隙、气体放电管和三端双向可控硅元件构成的电涌保护器。它们在正常情况下表现为高阻抗,当有电涌电压出现时突变为低阻抗,其放电能力强,但是残压较高,通常为2kV〜4kV。测试该器件一般用10/350μs的模拟雷电冲击电流波形,一般安装在建筑物LPZ0与LPZ1区交界处。

限压型SPD是采用压敏电阻和抑制二极管组成的电涌保护器,它在过电压保护过程中可以逐渐泄放雷电能量,其特点是残压较低,测试该器件一般用8/20μs的模拟雷电冲击电流波形,一般安装在LPZ1及后续区域中。

3 在并联式SPD回路中为何需要设置过流保护器

首先,当雷电或操作过电压瞬间加到设备上时,SPD(并联式)呈现低阻状态,此时会有很大的电流通过SPD,使瞬间高电压限制在容许范围内;当瞬间电压过去后,电涌保护器随即恢复高阻状态,被SPD保护的系统和设备恢复正常运行。如果由于通过SPD的电流过大,使SPD损坏,高电压过去后,SPD仍不能恢复高阻状态,造成被保护系统的接地故障。此时,接在SPD回路中的过电流保护装置动作,切断通过SPD的故障电流通路,使被保护的系统和设备能正常运行,并用完好的SPD更换已损坏的SPD。

另外,SPD防的是持续时间为μs级的瞬态过电压,而工频过电压持续时间往往为ms级以上,也容易烧坏SPD。再者,在工频电压的长期作用下,SPD因为老化也有可能发生短路故障,因此,在SPD回路中设置过电流保护器件,切断由于已损坏的SPD造成的短路故障的通路。当SPD的过电流保护器动作后,应及时更换或检修SPD及其过电流保护器。

4 各种SPD过流保护器件的比较

在《建筑物防雷设计规范》(2000年版)(GB50057-94)P42图6.4.5-3中,推荐的过电流保护器可能采用熔丝、断路器和剩余电流保护器;《建筑物电子信息系统防雷技术规范》(GB 50343-2004)图5.4.1-1采用的是熔断器;《民用建筑电气设计规范》(JGJ 16-2008)第11.9.4条中的第8款规定“SPD安装线路上应有过电流保护器件,该器件应由SPD厂商配套,宜选用有劣化显示功能的SPD”,该款的条文解释是:“现阶段SPD配套的过电流保护器件宜通过试验确定其适应性,因此,需由厂商配套供应”。

由此看来,熔断器和断路器均可作为SPD的过电流保护器,但二者各有利弊,现将二者作如下比较:

熔断器的主要优点是分断能力高,价格相对便宜,但是熔断器存在其熔断后不易被及时发现和更换熔芯不如断路器合闸方便等缺点。

断路器可以实现遥控、遥信,且在故障排除后,只要断路器没有损坏,就可以直接合闸复位。但是,有的断路器的分断能力较小,另外,断路器内短路保护的电磁脱扣器是一个电感线圈,会增加SPD连接回路中的电感,当瞬态过电压作用时,会增加连接线上的电压降,不利于对设备的过电压保护,并且断路器由于机械故障等原因,还存在拒动的可能。而采用熔断器则不存在这个问题。

5 SPD的最大持续运行电压Uc和标称放电电流In的选择

5.1 电气设备参数的选择

电气设备参数的选择与电气系统密切相关,不同的系统,SPD的最大持续运行电压Uc不同。对于380V/220V三相配电系统中的SPD,其最大持续运行电压Uc应符合表1的规定。

注:Uo为标称相电压;U为标称线电压;MC为共模保护最大持续运行电压值(相线、中性线与地之间的保护最大持续运行电压值);MD为差模保护最大持续运行电压值(相线与中性线之间的保护电压值)。

5.2 建筑物电子信息系统的雷电防护等级

建筑物电子信息系统的雷电防护等级按防雷装置的拦截效率分为A、B、C、D四级,SPD安装的数量,应根据被保护设备的抗扰度和雷电防护分级确定。雷电防护等级不同,SPD所对应的不同级别的标称放电电流不同,其电流参数值宜符合表2的规定。

注:SPD的外封装材料应为阻燃型材料。

6 SPD的连接导线

电源线路的各级SPD应分别安装在被保护设备电源线路的前端,其连接导线应平直,且长度不宜超过0.5m。带有接线端子的电源线路SPD应采用压接,带有接线柱的SPD宜采用线鼻子与接线柱连接。

SPD的连接导线最小截面积宜符合表3的规定。

注:组合型SPD参照相应保护级别的截面选择。

7 小结

SPD的选择看似简单,其实不然,只有精心设计、精心施工才有可能使其在实际运行中达到预期的防止雷电或操作瞬间过电压的效果。E

摘要:本文简要论述了电涌保护器(SPD)设置过电流保护装置的必要性以及相关的注意事项。

关键词:雷电,电涌保护器,过电流保护装置,标称放电电流,最大持续运行电压

参考文献

[1]中华人民共和国机械工业部.GB50057建筑物防雷设计规范(2000版)[S].北京:中国计划出版社,2001.

[2]中国建筑标准设计研究院.GB50343-2004建筑物电子信息系统防雷技术规范[S].北京:中国建筑工业出版社,2004.

[3]中华人民共和国住房和城乡建设部.JGJ16-2008民用建筑电气设计规范[S].北京:中国建筑工业出版社,2008.

[4]王厚余.建筑物电气装置500问[M].北京:中国电力出版社,2008.

SPD 篇9

SPD(浪涌保护器)是防闪电电涌侵入,限制瞬态过电压以保护电子信息系统防雷安全的非线性元件,在低压电气系统中安装适配的SPD是现代防雷的重要手段,是防雷工程中要求的强制性保护措施[1]。

随着相关法律法规及技术标准的不断完善,SPD已成为建筑物防雷工程中不可或缺的重要组成部分,其设计、施工日渐规范化。然而,由于电子系统抗干扰能力差,SPD产品型号繁多,市场相对混乱,现行模式化的SPD设计,已不能完全满足和保障建筑物电子信息系统的防雷安全。

2011年10月起实施的GB50057—2010《建筑物防雷设计规范》,对SPD的安装及参数选取在技术上给予了更为完善及严格的规定。本文结合该标准,以一典型建筑物为例,分析现行低压电气系统SPD设计中存在的问题,并提出应用新标准进行SPD设计的方法和步骤。

2 SPD设计现状

2.1 设计依据

目前,SPD设计主要依据GB50343—1994《建筑物电子信息系统防雷技术规范》,该标准适用于电子信息系统防雷的设计、施工、验收和管理,其中明确规定了电子信息系统雷电防护等级分级标准及应设置SPD的位置、型号。

2.2 设计方法

建筑物防雷装置与建筑主体同步设计,SPD作为安全电器标识在电气系统图中。设计时,首先根据GB50343—1994确定建筑物电子信息系统防雷等级,其次将规范中相应等级电子信息系统SPD的要求对应于拟保护建筑物即可。

本文以一普通民用建筑为例说明SPD设计方法,该建筑物电子信息系统雷电防护等级为D级,表1为SPD安装位置、型号,图1为航空障碍灯配电箱处截图。此类型图纸设计在现阶段较为普遍,符合对防雷图纸的一般要求,为普通建筑物SPD防雷施工时参照的唯一图纸依据[2]。

2.3 存在的问题

上述模板化的SPD设计方法虽然简单易行,但未考虑建筑物自身特点、所在地雷电环境、SPD能量配合及其它参数,难以真正做到科学合理,所设计出来的施工图纸作为防雷施工的参照依据,存在以下问题:

1)确定冲击电流(标称放电电流)的方法仅考虑了建筑物的特性,没有对雷电环境的直接分析。应用上述方法,SPD冲击电流直接对应于电子信息系统的雷电防护等级,而雷电防护等级一般通过分析建筑物性质、重要性及雷击风险评估两种方法确定,均忽略了冲击电流的特点及项目所在位置雷电流特征。

冲击电流及标称放电电流都是体现SPD泄放雷电电流能力的重要参数,第一级开关型SPD应具备将大部分雷电流泄放入地,而自身又不被损坏,可以迅速恢复高阻状态的能力。其冲击电流的大小应与建筑物所在地区雷电流幅值相对应,雷电流强度越大,对SPD的要求就越高,冲击电流值应越大。目前,应用闪电定位仪监测到的闪电定位资料已有多年的累计数据且拥有足够的精度,可以获取精确到每个项目的闪电数据,参照雷电流强度实际监测数据选取SPD参数,才能使设计更加科学、合理[3]。

2)SPD设计仅注重放电电流的选取,而忽略了最大持续工作电压、电压保护水平等重要参数。放电电流的大小关系到SPD能否在雷电电涌侵入时安全工作,而最大持续工作电压关系到电气系统正常运行时SPD能否保持高阻状态及是否对系统造成影响,电压保护水平关系到SPD泄流时是否能有效保护后续设备,上述指标都是关系到SPD安全与否的重要参数,而一般情况下,相同系列的SPD放电电流越大,其电压保护水平就越大。上述设计,虽然对放电电流有了明确的规定,然而,SPD产品品牌众多,在放电电流满足条件的前提下,不同品牌、不同型号的SPD其他参数不尽相同,无法保证其符合防雷要求。

3)设计中,一、二级SPD放电电流均规定不小于50kA,未考虑两级间的距离及有效配合。日趋精密的电子信息系统一般应用多级SPD进行有效保护,第一级SPD泄放大部分瞬间雷电流,第二、三级SPD限制过电压,逐级泄流,共同保护系统。SPD能量配合的最基本要求为:不同级别SPD按顺序分别导通,每一级SPD均能在上一级SPD流过雷电流未达到最大放电电流之前瞬时导通,末级SPD电压保护水平低于被保护设备最大耐受电压,以保障SPD及整个被保护系统防雷安全。为满足该要求,SPD设计时应充分考虑SPD之间的距离及压敏电压、最大放电电流等参数之间的配合。上述设计,两级SPD可选择相同型号SPD,且未明确规定安装SPD的配电箱间距离,无法保证两级间SPD的有效配合[4]。

4)未考虑SPD的有效保护距离。由于SPD与设备之间往往有一段距离,如果距离太大,雷击电流可能通过回路产生振荡,相当于反射雷击电流,从而导致SPD两端过电压接近于2Up,而且SPD与PE线、电源线的距离会耦合电压U也会叠加到UP上,即使已经设定Up<UW,设备也会因此受损,故只有在SPD的有效保护距离内才能起作用[5]。

此处,仅简要计算最大振荡距离Ipo,根据IEC62305中相关规定,Ipo=(UW-UP)/K,K一般取25V/m,即使取UP=1.5kV,一般电气设备UW=2.5,计算可得lp0=40m。故即使仅考虑最大振荡距离,有效保护水平取1.5kV的条件下,上述SPD设计也不能保证所有电气设备均在SPD保护范围内[5]。

3 SPD设计方法

3.1 设计依据

在工作中,宜应用最新、最先进的技术依据,本文根据GB50057—2010《建筑物防雷设计规范》,结合IEC62305《雷电防护》、GB/T18802.12—2006《低压配电系统的电涌保护器(SPD)第12部分:选择和使用导则》等相关标准,综合考虑SPD设计要求,以便于应用为准则,总结了目前可行的SPD的设计方法。

3.2 设计步骤和方法

SPD设计要点包括两方面:安装SPD配电箱位置、SPD主要参数,设计步骤如图2。

1)雷电环境分析:对建筑物所在位置闪电定位资料进行分析,计算该点年平均落雷密度及雷电流峰值的极值。图3表征该建筑物附近2000年~2010年3×3km范围内雷电流峰值,该点年平均落雷密度为1.06次/(a·km2),最大雷电流峰值为267.2kA。

2)建筑特性分析:SPD设计必须在全面了解建筑物特性的基础上,且与建筑物整体设计同步进行,需了解的建筑物特性包括:建筑规模(长、宽、高);供电制式;入户线路敷设方式;线路规格、型号;配电箱位置;重要设备位置、数量;配电系统中设备绝缘耐冲击电压。

3)第I级SPD基本参数:应安装开关型SPD,SPD冲击电流Iimp由雷电流峰值及入户线路情况确定,最大持续运行电压UC由配电系统供电制式确定,电压保护水平UP由被保护设备最大耐受电压确定[6]。

冲击电流Iimp为SPD能承受的最大电流,如入户线缆为无屏蔽线缆,Iimp=0.5I/nm,式中,I为雷电流幅值,为保障SPD能泄放项目所在位置所有可能发生雷电流,此处应选累年最大雷电流峰值;n为入户线缆数;m为芯线数量。屏蔽电缆由公式Iimp=0.5IRs/n(mRs+Rc)计算,式中,RS为屏蔽层单位长度的电阻;RC为芯线单位长度电阻。

最大持续运行电压UC为可能持续加于电涌保护器的最大均方根电压或直流电压,等于电涌保护器的额定电压。在对其进行计算时,要保证其能满足回路中电源电压不平衡和不稳定的实际需要,在TN系统中,UC应大于1.1倍系统供电相电压,即应大于242V。

电压保护水平UP为后续保护的限制电压,分析时,应考虑有效电压保护水平,在保证SPD连接线长度<0.5m的前提下,可认为有20%的余量,Up/f=1.2UP,应保证UP/f<UW。

4)安装SPD配电箱位置:原则上SPD应设置于两防雷分区交界处,所有由外引入电气线路在低压总配电箱处均应安装第I级SPD。

5)有效保护距离:有效保护距离是SPD和设备间线路的最长距离,在此长度内,SPD对设备的保护是有效的,保护距离应取震荡导致的保护距离及感应导致的保护距离的较小值。

由振荡导致的保护距离Lpo:当线路>10m,或者UP>UW/2时,LPO=[UW-UP]/K(m),K=25(V/m)。

由感应导致的保护距离Lpi:LPi=[UW-UP]/H,H=30000×KS1×KS2×KS3。

KS1是与LPS或其它LPZ0/1边界屏蔽措施提供了空间屏蔽有关的因子,KS1=0.12ω,ω为栅格形空间屏蔽风格尺寸;KS2为与建筑物内的屏蔽在LPZ1/2临界处产生的屏蔽效应有关的因子,计算方法同KS1;KS3为随内部线路而变化的系数。

6)如果被保护设备均在SPD的有效保护距离内,则I级SPD即可保护设备。如果被保护设备在SPD的有效保护距离以外,应考虑安装第II、III级SPD,此处可安装限压型SPD,对雷电流的泄放能力可低于第I级SPD,可持续工作电压及电压保护水平的确定方法参照按第3步。

7)能量配合:为保证多级SPD间能有效配合,逐级泄放雷电流,开关型SPD与限压型SPD之间距离应大于15m,限压级SPD之间距离应大于5m。当级间距离无法达到要求时,应增设集中电感作为等效电阻[7]。

8)在确定SPD配电箱安装位置、有效电压保护水平满足系统要求的情况下,如果没有其它特殊规定,则要从SPD正常状态及故障状态两方面考虑是否对其它设备造成影响。正常情况下主要考虑最大持续工作电流IC值应不会造成任何人身安全及设备故障(IC值应小于与之配合的剩余电流保护器的1/3的额定剩余动作电流);故障状态下,为不引起与其他器件相互干扰,应配有必要的脱离装置[8]。

9)影响SPD及被保护设备的因素均达到系统要求,则可绘制图纸、出图。SPD可包含在电气系统图中,但应明确规定参数要求,同时应附上建筑物供电系统下SPD安装示意图。

4 结论

安装合理配合、安全有效的SPD是泄放雷电流、限制过电压,保护电子信息系统防雷安全的重要手段,SPD的设计应随着技术的发展、研究的深入逐步规范化、科学化。实际工作中,应综合考虑项目所在位置雷电环境特征及建筑物特性,在科学确定SPD基本参数的情况下,通过有效保护距离的计算确定SPD安装级别及安装位置,同时,多级SPD之间还应满足能量配合的要求。

参考文献

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[2]GB50343—2004建筑物电子信息系统防雷设计规范[S].

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[5]GB/T18802.12—2006低压配电系统的电涌保护器(SPD)第2部分:尺寸和电气特征[S].

[6]IEC62305-4雷电防护第4部分:建筑物内电气和电子系统[S].

[7]邢增梓,侯安校.低压配电系统电源过电压保护器能量配合分析[J].气象研究与应用,2008(6):60-62.

SPD 篇10

《建筑物防雷设计规范》GB 50057-2010已于2010年11月3日发布,并于2011年10月1日实施。该规范对建筑物外部防雷系统及内部防雷系统的设计内容作了许多与时俱进的修订和修改,尤其在全面规范建筑物内部六项技术措施(分流、屏蔽、等电位连接、合理布线、过电压限制和共地)的基础上,突出SPD在建筑物内部防雷系统中的作用,许多方面以强制性条文(例如第4.2.3第2款、第4.2.4第8款及第4.3.7条第4、5款等)要求设计单位在进行建筑物防雷设计时,必须在低压配电系统中设计安装相应的SPD。

为适应电气系统(设备)和电子系统(设备)日益发展的需要,设计人员在进行建筑物内部防雷系统设计时,必须按GB 50057-2010及《建筑物防雷工程施工与质量验收规范》GB 50601-2010等国家规范的要求,在建筑物低压配电系统中优化设计安装符合国家规范要求的电涌保护器(SPD),以降低闪电电涌对建筑物室内电气设备和电子设备的危害的风险。

1 低压配电系统SPD的安装设计

1.1 设计的目标和要求

低压配电系统SPD的安装设计方案(下简称“SPD设计方案”)中,应以文字的形式详细反映用户的使用要求和需达到的安全保护目标,即设计的目标和要求。

设计目标和要求应包括以下两个方面的内容:

1)定性目标和要求:降低雷电损害电气系统(设备)和电子系统(设备)的风险。根据国标GB50057设计的“SPD设计方案”的防雷安全度不是100%,其可接受的年最大损坏风险RT=10-5/a。

2)定量目标和要求:用户可以根据被保护设备的绝缘耐冲击电压水平,而提出具体的量化保护目标,如UP≤0.8UW的具体电压值。

不同的设计目标和要求反映在“SPD设计方案”中,其具体内容相差甚远,要实现的技术经济指标及投入的成本亦存在很大差距。

1.2 设计的依据

“SPD设计方案”的设计依据主要是《建筑物防雷设计规范》GB 50057、《建筑物电子信息系统防雷技术规范》GB 50343和《建筑物防雷工程施工与质量验收规范》GB 50601等国家标准。

1.3 环境-供配电系统的主要技术指标

1)MV电网的特性:主要说明MV网是架空还是埋地敷设;

2)LV电网(220/380)的特性:主要说明LV网是架空还是埋地敷设;

3)Ng:雷击大地的年平均密度(次/km2/a);

4)保护地点情况:根据保护地点的地形类别填写,如:平原、山地等;

5)建筑物的电力装置配置情况:诸如主配电盘、辅助控制板、剩余电流动作保护器(RCD)等设施/设备的配置情况;

6)接地装置的设置情况:接地装置的设置是共地还是分地,以及接地装置的接地电阻值;

7)LV电网的接地系统:电源接地系统名称及其配置。例如,TN-S系统;

8)被保护电器的情况:填写具体的电器名称,如:电视机等;

9)风险分析:根据风险分析确定SPD的安装级数;

10)被保护设备所在建筑物的防雷类别及防雷设施的配置情况;

11)被保护设备所在建筑物内部防过电压系统的配置状况:主要是指除SPD外的其他内部防雷系统。

1.4 低压配电系统SPD安装设计技术方案

设计单位/人员在进行建筑物低压配电系统SPD安装设计时,应在相关图纸及其文字方案中表述以下设计内容:

1)SPD的安装级联数及其位置

从理论上来讲,SPD安装级联数目的多少取决于被保护设备的特性及用户需求。当然,这其中还涉及使用SPD的低压配电系统的特性和各级SPD之间的能量配合问题,这些在国标GB 50057及GB 50601中有详细的论述。现仅根据国标GB 50057的相关条文并结合具体的实践情况,提出建筑物低压配电系统至少应在以下的位置安装SPD:

(1)第一类防雷建筑物

位置1:当室外低压配电线路全线采用电缆有困难时,在电缆与架空线连接处,装设户外型SPD1。

位置2:在低压配电线路电源引入的总配电箱处安装SPD2。

位置3:在低压照明/动力电源引入楼层的(分)层配电箱处安装SPD3。

位置4:在靠近需要保护的设备处安装SPD4(从这一级开始安装的SPD,应满足风险分析的要求和用户需求)。

(2)第二、三类防雷建筑物

位置1:在低压变/配电室内,在配电变压器高压侧装设高压SPD,并应在低压侧的配电屏母线上装设SPD1。

位置2:在低压配电线路电源引入的总配电柜箱处装设SPD2。

位置3:在低压照明/动力电源引入楼层的(分)层配电柜(箱)处安装SPD3。

位置4:在靠近需要保护的设备处安装SPD4(从这一级开始安装的SPD,应满足风险分析的要求和用户需求)。

注:I—雷电流(kA);n—地下和架空引入的外来金属管道和线路的总和;m—每一线路内导体芯线的总根数;Rs—屏蔽层每公里的电阻(Ω/km);Rc—芯线每公里的电阻(Ω/km)。

2)各级联SPD的参数选择要求

根据GB50057-2010,对第一、二、三类防雷建筑物所使用的低压配电系统SPD,尤其是SPD1、SPD2和SPD3,其主要参数有非常明确的规定,具体参数的要求详见表1、表2。设计单位/人员可在其设计图纸/方案中标明所使用具体产品的参数,亦可只标明主要电气参数的要求。

3)各级联SPD的接线方式和安装要求

首先,SPD在低压配电系统(TN、TT和IT)中的接线方式存在许多不同之处,因此设计单位/人员应根据低压配电系统的不同接地型式而采取不同的接线方式,归纳起来,应按下列要求做好SPD在不同系统中的连接:

注:U0—相电压220V

(1)当在电气装置的电源进线端或其附近,中性线与PE线(保护线)直接相连或没有中性线者,SPD应接在每一相线和PE线或总接地端子之间,取其路径最短者。

(2)当在电气装置的电源进线端或其附近,中性线(N)与保护线(PE)线不直接相连时:

接线形式1:SPD接在每一相线与总接地端子或PE之间,和接在中性线和总接地端子或PE之间,取其最短路径处相连接。

接线形式2:SPD接在每一相线与中性线之间和接在中性线与总保护端子或PE线之间,取其最短路径处相连接。

其次,在进行SPD安装时,SPD两端连接导体的总长度应≤0.5m,且不形成环路。SPD的连接导体的材料。规格应符合表4所列的值。

以上是低压配电系统SPD安装设计的主要内容,均应在低压配电系统图及施工图中表达出来,以确保低压配电系统SPD的安装得以顺利完成。

2 低压配电系统SPD安装设计过程中的注意事项

在进行低压配电系统SPD安装设计时,无论是各级SPD级联数的选择,还是各级SPD参数选型,需要考虑的技术细节较多,应注意的事项涉及方方面面。以下就涉及低压配电系统SPD设计安装方面需要注意的事项,作一简要说明。

2.1 级联SPD之间的能量配合问题

设计安装低压配电系统SPD时,应确保各级SPD之间达到能量配合状态。级联SPD之间的能量配合,归纳起来就是要解决两个问题:当同一电源线路进入电涌电流i时,其一是有多少电涌电流流入SPD1,有多少流入SPD2、SPD3……其二是各级联SPD(SPD1、SPD2、SPD3……)能否耐受这些电热效应。

级联SPD之间的能量配合问题是相当复杂的,一般情况下。制造商应提供级联SPD之间能量配合的资料。当制造商无法提供级联SPD之间能量配合的资料时,笔者认为可按以下方面确定各级联SPD之间是否达到能量配合:

1)级联SPD均为限压型SPD时,各级联SPD之间达到能量配合,并能很好地保护设备所必须满足的条件是:

其中:

In1、In2、In3‥‥‥—各级联SPD的标称放电电流;。

UP1、UP2、UP3‥‥‥—各级联SPD的电压保护水平;

UW—建筑物内低压配电系统中设备耐冲击电压额定值。

2)电压开关型SPD1和限压型SPD2(压敏电阻型)之间的能量配合必须满足以下要求:

(1)与Ⅰ级试验波形有关的侵入电涌:

(2)与Ⅱ级试验波形有关的侵入电涌:

其中:

U1—电压开关型SPD1的放电电压,V。

Uref2—限压型SPD2(压敏电阻型)的压敏电压,V。

L—SPD1与SPD2之间电缆的电感值,H。

Ipeak2—通过SPD2的T1冲击电流峰值,kA。

Imax2—通过SPD2的T2最大放电电流,kA。

2.2 SPD之间的退耦及SPD与被保护设备之间的距离的确定

设计安装低压配电系统SPD时,应高度重视各级联SPD之间的退耦以及SPD和被保护设备之间的距离。当SPD被用来保护特定设备或当SPD装在电源总配电盘上而不能为某些设备提供足够的保护时,SPD应尽可能地靠近被保护设备,那么该如何确定SPD之间的退耦及SPD与被保护设备之间的距离呢?

通常,若SPD之间采用电缆作为退耦装置,通过其特性阻抗来实现各级SPD之间的能量配合,那么要求任意相邻两级SPD之间或最后一级SPD与被保护设备之间的线路长度LDE>10m:然而当LDE>10m时,雷电浪涌的传播将会产生振荡现象,在设备终端(开路)的过电压会增至2UP,即使UP10m或UP≥UW/2时,振荡保护距离按下式(1)计算:

另一方面,当建筑物发生直接雷击或邻近雷击的情况下,线路长度LDE上将感应出雷电过电压,它加于UP上将降低SPD的保护效果,当LDE为未屏蔽线路时,其感应保护距离按下式计算:

其中:h=3.0×104×KS1×KS2×KS3

KS1—由LPS或其他LPZ0/1边界屏蔽措施提供的空间屏蔽系数。

KS2—LPZ1/2或更高区域边界屏蔽措施提供的空间屏蔽措施。

KS3—内部线路的特性参数。

UP—SPD的电压保护水平。

设Lmin为按(1)(2)式计算所得LPO和Lpi两值中较小者,那么可得出如下结论:

(1)若Lmin>10m,则相邻两级SPD之间线缆长度取Lmin值,相邻两级SPD之间不须另外增加专门的退耦装置,就可使两级SPD之间达到能量配合。

(2)若Lmin≤10m,则相邻两级SPD之间线缆长度取Lmin值,同时,在相邻两级SPD之间须增加专门的退耦装置来实现两级SPD之间的能量配合。

2.3 兼顾供电连续性和保护连续性

在低压配电系统SPD安装设计中,应根据SPD可能出现的失效模式及其与过电流保护器之间的关系,采取适当的SPD接线方法,并兼顾低压配电线路供电的连续性和保护连续性。

如图1所示,将两个相同的电涌保护器SPD1和SPD2分别接到两个相同的过电流保护器F1和F2上,当一个电涌保护器(例如SPD1)发生故障失效时,不会影响到SPD2的有效性。SPD的这种接线方式将大大提高低压配电线路供电的连续性和保护的连续性。

2.4 SPD的接线方式

当低压配电线路接地故障采用剩余电流保护器(RCD)进行保护时,SPD的接线方式取决于SPD与RCD之间的相对位置。

根据《低压配电设计规范》GB 50054的要求,当TN系统配电线路采用剩余电流保护器RCD进行保护时,其接线方式可选用下列两种接线方式之一:一是将被保护设备的外露可导电部分与RCD电源侧的PE线相连接;二是将被保护设备的外露可导电部分接至专用的接地极上。那么SPD接线方式该如何选择呢?

1)当SPD安装于RCD负荷侧时,低压系统配电线路无论是TN-S系统还是TT系统,SPD的接线方式均为接在每一相线与PE之间和接在中性线(N)与PE之间。此接线方式要求RCD的灵敏度适中,其缺点就是SPD对RCD在故障跳开、误动作及由于电涌产生的冲击损坏时不能提供任何保护。

2)当RCD为高灵敏度电器,其动作电流≤30mA的情况下,若低压配电线路采取方式二进行接线时,SPD应安装于RCD电源侧。SPD的接线方式为接在每一相线与中性线之间及接在中性线(N)与PE之间。

2.5 SPD性能参数选择

在进行低压配电系统SPD产品选型时,设计人员必须充分考虑反映SPD性能的各参数之间的联系,应坚决避免因过分苛求某一参数的选择,影响了其他参数的选择,以致SPD无法适应低压系统配电线路的运行特性。例如ZnO压敏电阻型SPD的UP和UC之间的关系,如表5所示。

从表5可以看出,对于ZnO压敏电阻SPD来说,在In一定的情况下,UP/UC为一常数。

若UP越小,则UC越小。从SPD的现实运行情况来看,其UC值不能低于低压配电系统正常运行的UT(暂时过电压)值,否则SPD容易烧毁,因此,我们在选择SPD的UP值时,不能过分苛求,否则其UC值无法满足低压配电系统的运行要求。

3结束语

通过以上的分析和论述,要求设计单位/设计人员必须坚持综合防雷的原则,根据风险分析的结果和用户的具体要求,按照GB 50057等国家规范的规定,努力优化SPD在低压配电系统中的应用方案,以降低低压配电设备遭受雷击的风险,最大限度地减少用户的损失。

参考文献

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