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電湧保護器(SPD)的選型(上)

一、定義:

電湧保護器

surge protective device(

SPD

)是用於限制瞬態過電壓和分洩電湧電流的器件(它至少含有一個非線性元件) 。

最大持續執行電壓

maximum continuous operating voltage(

Uc

):可持續加於電氣系統電湧保護器保護模式的最大方均根電壓或直流電壓;可持續加於電子系統電湧保護器端子上,且不致引起電湧保護器傳輸特性減低的最大方均根電壓或直流電壓。

標稱放電電流

nominal discharge current(

I

n

):流過電湧保護器8/20μs放電電流峰值。

衝擊電流

impulse current(

I

imp

):由電流幅值Ipeak、電荷Q和單位能量W/R所限定。一般用於SPD的 I級分類動作負載試驗引數。

最大放電電流(I

max

:一般情況下等於2倍In。一般用於SPD的Ⅱ級分類動作負載試驗引數。

電壓保護水平

voltage protection level(

Up

):表徵電湧保護器限制接線端子間電壓的效能引數,其值可從優先值的列表中選擇。電壓保護水平值應大於所測量的限制電壓的最高值。

I級試驗

(class I test):電氣系統中採用I級試驗的電湧保護器要用標稱放電電流In、1。2/50μs衝擊電壓和最大沖擊電流Iimp做試驗。I級試驗也可用

T1外加方框

表示。

Ⅱ級試驗

(class Ⅱ test) :電氣系統中採用Ⅱ級試驗的電湧保護器要用標稱放電電流In、1。2/50μs衝擊電壓和8/20μs電流波最大放電電流Imax做試驗。Ⅱ級試驗也可用

T2外加方框

表示。

Ⅲ級試驗

class Ⅲ test

:電氣系統中採用Ⅲ級試驗的電湧保護器要用組合波做試驗。組合波定義為由2Ω組合波發生器產生1。2/50μs開路電壓Uoc和8/20μs短路電流Isc。Ⅲ級試驗也可用

T3外加方框

表示。

B級SPD:包含I級試驗的SPD及Ⅱ級試驗

I

max

≥60kA的SPD。

C級SPD:指的是Ⅱ級試驗

I

max

≥40kA的SPD。

D級SPD:指的是Ⅱ級試驗

I

max

≥20kA的SPD。

I級

試驗

SPD的主要引數是

I

imp

Ⅱ級試驗的

SPD

的主要引數是

I

max

I

n

電湧保護器(SPD)的選型(上)

二、SPD選型步驟

級試驗SPD,安裝在高暴露的LPZ0a區與LPZ1區介面處。

級試驗和

級試驗SPD,安裝在較少暴露於直接受衝擊的地方,例如LPZ0a區與LPZ1區、LPZ2區與後續防雷區介面處。

第一步:根據建築物防雷等級和防護裝置型別,確定SPD的安裝位置和型別(Ⅰ級、Ⅱ級、Ⅲ級);(見本文第三節)

第二步:根據配電系統接地形式確定安裝方式(見本文第六節);

第三步:確定連線電湧保護器的導體截面(見本文第七節);

第四步:確定最大持續執行電壓Uc(見本文第四節)。

第五步:確定電壓保護水平Up(見本文第三、五節)、衝擊電流值Iimp或Imax(見本文第三節);

三、SPD的安裝位置和引數(Up,Imax,Iimp)確定

進入建築物的交流供電線路,線上路的總配電箱等LPZ0A或LPZ0B與LPZ1區交界處,應設定I類試驗的浪湧保護器或II類試驗的浪湧保護器作為第一級保護;在配電線路分配電箱、電子裝置機房配電箱等後續防護區交界處,可設定II類或III類試驗的浪湧保護器作為後級保護;特殊重要的電子資訊裝置電源埠可安裝II類或III類試驗的浪湧保護器作為精細保護。使用直流電源的資訊裝置,視其工作電壓要求,宜安裝適配的直流電源線路浪湧保護器。

不同的防雷建築對SPD的設定要求不同,下面分別介紹。

1。第一類防雷建築

1。1在電纜與架空線連線處裝設Ⅰ級試驗SPD

當採用鋼筋混凝土杆和鐵橫擔的架空線轉接金屬鎧裝電纜或護套電纜穿鋼管直接埋地引入時,架空線與建築物的距離不應小於15m。在電纜與架空線連線處,尚應裝設戶外型電湧保護器。電湧保護器、電纜金屬外皮、鋼管和絕緣子鐵腳、金具等應連在一起接地,其衝擊接地電阻不應大於30Ω。所裝設的電湧保護器應選用Ⅰ級試驗產品,其電壓保護水平

應小於或等於2.5kV

,其每一保護模式應選

衝擊電流等於或大於10kA

;若無戶外型電湧保護器,應選使用者內型電湧保護器,其使用溫度應滿足安裝處的環境溫度,並應安裝在防護等級IP54的箱內。當電湧保護器的接線形式為本規範表J。1。2中的接線形式2時,接在中性線和PE線間電湧保護器的衝擊電流,當為三相系統時不應小於40kA,當為單相系統時不應小於20kA。

1。2在電源引入的總配電箱處應裝設Ⅰ級試驗的SPD

在電源引入的總配電箱處應裝設Ⅰ級試驗的電湧保護器。電湧保護器的

電壓保護水平值應小於或等於2.5kV

。每一保護模式的衝擊電流值,當電源線路無遮蔽層時宜按式(4。2。4-6)計算;當有遮蔽層或穿鋼管時宜按式(4。2。4-7)計算;當無法確定時,

衝擊電流應取等於或大於12.5kA

電湧保護器(SPD)的選型(上)

接在中性線和PE線間電湧保護器的衝擊電流,當為三相系統時不應小於上式計算值的4倍,當為單相系統時不應小於2倍。當無法確定時,取不小於50kA和25kA。

1。3輸送火災爆炸危險物質的埋地金屬管道,當其從室外進入戶內處設有絕緣段時,應在絕緣段處跨接符合下列要求的電壓開關型電湧保護器或隔離放電間隙:

1)選用Ⅰ級試驗的密封型電湧保護器。

2)電湧保護器能承受的衝擊電流按式(4。2。4-6)計算,取m=1。

3)電湧保護器的電壓保護水平應小於絕緣段的耐衝擊電壓水平,無法確定時,應取其等於或大於1。5kV和等於或小於2。5kV。

4)輸送火災爆炸危險物質的埋地金屬管道在進入建築物處的防雷等電位連線,應在絕緣段之後管道進入室內處進行,可將電湧保護器的上端頭接到等電位連線帶。

1。4具有陰極保護的埋地金屬管道,在其從室外進入戶內處宜設絕緣段,應在絕緣段處跨接符合下列要求的電壓開關型電湧保護器或隔離放電間隙:

1)選用Ⅰ級試驗的密封型電湧保護器。

2)電湧保護器能承受的衝擊電流按式(4。2。4-6)計算,取m=1。

3)電湧保護器的電壓保護水平應小於絕緣段的耐衝擊電壓水平,並應大於陰極保護電源的最大端電壓。

4)具有陰極保護的埋地金屬管道在進入建築物處的防雷等電位連線,應在絕緣段之後管道進入室內處進行,可將電湧保護器的上端頭接到等電位連線帶。

2。第二類防雷建築

2。1低壓電源線路引入的總配電箱、配電櫃處裝設Ⅰ級試驗SPD

在電氣接地裝置與防雷接地裝置共用或相連的情況下,應在低壓電源線路引入的總配電箱、配電櫃處裝設Ⅰ級試驗的電湧保護器。電湧保護器的

電壓保護水平值應小於或等於2.5kV

。每一保護模式的

衝擊電流值,當無法確定時應取等於或大於12.5kA

2。2低壓側的配電屏母線上裝設Ⅰ級或Ⅱ級試驗的SPD

當Yyn0型或Dyn11型接線的配電變壓器設在本建築物內或附設於外牆處時,應在變壓器高壓側裝設避雷器;在低壓側的配電屏上,

當有線路引出本建築物至其他有獨自敷設接地裝置的配電裝置時,應在母線上裝設Ⅰ級試驗的電湧保護器

,電湧保護器每一保護模式的衝擊電流值,當無法確定時

衝擊電流應取等於或大於12.5kA

當無線路引出本建築物時,應在母線上裝設Ⅱ級試驗的電湧保護器

,電湧保護器每一保護模式的

標稱放電電流值應等於或大於5kA

。電湧保護器的

電壓保護水平值應小於或等於2.5kV

注:低壓電源線路引入的總配電箱、配電櫃處裝設Ⅰ級試驗的電湧保護器,以及配電變壓器設在本建築物內或附設於外牆處,並在低壓側配電屏的母線上裝設Ⅰ級試驗的電湧保護器時,電湧保護器每一保護模式的衝擊電流值,當電源線路無遮蔽層時可按本規範式(4。2。4-6)計算,當有遮蔽層時可按本規範式(4。2。4-7)計算,式中的雷電流應取等於150kA。

3。第三類防雷建築

低壓電源線路引入的總配電箱、配電櫃處裝設Ⅰ級試驗的電湧保護器,以及配電變壓器設在本建築物內或附設於外牆處,並在低壓側配電屏的母線上裝設Ⅰ級試驗的電湧保護器時,電湧保護器每一保護模式的衝擊電流值,當電源線路無遮蔽層時可按本規範式(4。2。4-6)計算,當有遮蔽層時可按本規範式(4。2。4-7)計算,式中的雷電流應取等於100kA。

4。其他

固定在建築物上的節日彩燈、航空障礙訊號燈及其他用電裝置和線路應根據建築物的防雷類別採取相應的防止閃電電湧侵入的措施,並應在配電箱內開關的電源側裝設Ⅱ級試驗的電湧保護器,其電壓保護水平不應大於2。5kV,標稱放電電流值應根據具體情況確定。

(未完待續)

電湧保護器(SPD)的選型(上)

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