电涌保护器选择是电气应用中十分复杂的一个问题的分类
电涌保护器的选择是电气应用中一个非常复杂的问题,它涉及到系统接地形式、暴露程度、避雷区、电缆长度、级间保护、保护点短路电流大小、分流电路数量、等等。
一、浪涌保护器
浪涌保护器(SPD)是一种非线性保护装置,用于限制带电系统中的瞬态过电压和引导放电浪涌电流,以保护电气或电子系统免受雷击或过高的工作电压和浪涌电流的损坏。树上鸟儿的教育电气设计视频教程
二、浪涌保护器的分类
可以根据非线性元件的特性进行分类,也可以根据不同系统中的不同使用要求进行分类
2.1根据非线性元件的特性分类
(1)电压开关浪涌保护器:
无浪涌时为高阻抗,有电压浪涌时突然变为低阻抗。通常采用放电间隙、充气放电管、可控硅或可控硅元件作为电压开关浪涌保护器的组成部分。又称“ 型”电涌保护器。它具有不连续的电压和电流特性。
(2)限压浪涌保护器
无浪涌时阻抗高,随着浪涌电流和电压的增加阻抗不断减小。压敏电阻和抑制二极管通常用作限压浪涌保护器的组件。也称为“钳位”电涌保护器。具有连续的电压和电流特性。
(3)组合浪涌保护器
浪涌保护器由电压开关元件和电压限制元件组成,根据外加电压的特性,其特性可表示为电压开关型、电压限制型或电压开关型和电压限制型。
2.2 根据不同系统的不同使用需求分类
按用途分为电力系统SPD、信号系统SPD和天馈系统SPD;
三、选择电力系统SPD的几个关键参数
3.1 SPD测试类别的选择
SPD的测试类别共有3个类别,即。一般配电柜一般采用I类或II类;配电箱可提供Ⅱ类和Ⅲ类; II 和 III 也可用于后端;规范描述如下:
(1)进入建筑物的交流电源线,在线路的总配电箱等处或与LPZ1区的交界处,应设置I类测试浪涌保护器 或 II 类测试 浪涌保护器作为第一级保护;
(2)在配电线路配电箱、电子机房配电箱等后续保护区的交界处,可将Ⅱ类或Ⅲ类试验的浪涌保护器设置为后级保护;
(3)特别重要的电子信息设备电源端口可安装II类或III类测试浪涌保护器作为使用直流电源的信息设备的精细保护,根据其工作电压要求,合适安装合适的直流电源线浪涌保护器.
3.2 最大连续工作电压选择
最大连续工作电压Uc是可以连续施加到SPD上的最大RMS电压(或直流电压)。该值是SPD的一个阈值,即当工作电压超过该值时,SPD开启,漏电流呈指数增长。
Uc的选择与系统接地形式、系统电压和电能质量有关。 Uc 值至少大于正常工作时的电压。比如TN系统380/220V,正电压偏差不超过7%,但我国实际正电压偏差往往超过这个值。考虑10%,加入老化因素,按5%计算,Uc≥1.15Uo。
在供电系统电压偏差超过10%,正常工作电压幅值受谐波影响增大的地方,应根据具体情况适当提高上述SPD规定的Uc值;但同时,过压保护水平(Up)与被保护设备有关。具体请参考下图,其中Uo为相电压,U为线电压。
在直流系统中,SPD的最大持续工作电压Uc约为被保护系统额定电压的1.5倍(经验值)。
3.3 浪涌电流和最大放电电流的选择
冲击电流Iimp一般用于SPD的I类分类动作负载测试参数,其波形通常为10/350s;
最大放电电流Imax用于SPD的 II分类测试。具体选择与曝光位置有关,请参考下表。
3.4 电压保护等级的选择
电压保护等级Up是SPD限制端子间电压的性能参数。电压开关型SPD为规定陡度下的最大放电电压,限压型SPD为规定电流波形下的最大残余电压。
SPD的电压保护等级Up加上两端引线的感应电压之和应小于其所在系统和设备的绝缘冲击耐受电压额定值Uw(见下图) Uw 值),并且不应大于被保护设备。耐压等级的80%。
四、各级SPD选择的参数
(1)SPD1
如果一级浪涌保护器SPD1安装在建筑物的主配电室,三个开关式浪涌保护器就可以满足系统的要求。 S模式,主配电室的N和PE为接地点,可在配电室的主配电柜内安装三台开关型SPD。 N和地之间不需要加。
SPD1选择的推荐参数如下:
最大持续工作电压:Uc=440V
最大放电电流:一般按规范要求或参考标准要求计算设计
防护等级:Up≤2.5KV
响应时间:tA≤
(2)SPD2
二级电源浪涌保护器是应用最广泛的产品。雷电电磁脉冲能产生20KA以上雷电流对LPZ1区电力线的侵入的情况并不多。因此浪涌保护器放电电流,二级SPD用作限压浪涌保护器。保护器的额定磁通In定位为20~40KA。
SPD2推荐技术参数如下:
最大持续工作电压:Uc=260~320V
额定放电电流(8/20μs)In=20KA
最大放电电流(8/20μs)Imax=40KA
防护等级:Up≤1.5KV
响应时间:tA≤25ns
(3)SPD3
三级电源浪涌保护器一般安装在重要设备的前端浪涌保护器放电电流,即所谓的精细保护。
SPD3推荐技术参数如下:
最大持续工作电压:Uc=255V
标称放电电流(8/20μs):In L→N 3KA N→PE 5KA
电压保护等级Up:L→N≤1.25KV L→PE≤1.5KV
SPD的安装
使用已安装SPD的三阶段基本要求:
(1)安装防雷器后,在没有电涌的情况下,防雷器应不影响电气(电子)系统的正常运行。
(2)安装SPD后,在发生浪涌时,SPD可以承受预期的雷电流而不损坏,并且可以钳制浪涌电压和分流浪涌电流。
(3)浪涌电流通过后,SPD应迅速回到高阻状态,切断工频续流电流。
防雷区交界处安装的SPD配置示例如图1所示。
图1(防雷区交界处SPD安装示意图)
不同接地系统中SPD的安装如图2至图6所示。
图2(TN-C-S系统中SPD的安装)
图3(TN-S系统中SPD的安装)
图4(TT系统中SPD的安装)
图5(IT系统中SPD的安装)
图6(TT系统中SPD的安装)
五、示例