電湧保護器一般指浪湧保護器。浪湧保護器也叫防雷器,是一種為各種電子裝置、儀器儀表、通訊線路提供安全防護的電子裝置。當電氣迴路或者通訊線路中因為外界的干擾突然產生尖峰電流或者電壓時,浪湧保護器能在極短的時間內導通分流,從而避免浪湧對迴路中其他裝置的損害。
浪湧保護器適用於交流50/60HZ,額定電壓220V/380V的供電系統中,對間接雷電和直接雷電影響或其他瞬時過壓的電湧進行保護,適用於家庭住宅、第三產業以及工業4102領域電湧保護的要求。
一、電湧保護器的分類
可以按照非線性元件的特性進行分類,也可以按照不同系統中的不同使用要求分類
(1)按照非線性元件的特性進行分類
1)電壓開關型電湧保護器:
無電湧出現時為高阻抗,當出現電壓電湧時突變為低阻抗。通常採用放電間隙、充氣放電管、矽可控整流器或三端雙向可控矽元件做電壓開關型電湧保護器的元件。也稱“克羅巴型”電湧保護器。具有不連續的電壓、電流特性。
2)限壓型電湧保護器
無電湧出現時為高阻抗,隨著電湧電流和電壓的增加,阻抗連續變小。通常採用壓敏電阻、抑制二極體作限壓型電湧保護器的元件。也稱“箝壓型”電湧保護器。具有連續的電壓、電流特性。
3)組合型電湧保護器
由電壓開關型元件和限壓型元件組合而成的電湧保護器,其特性隨所加電壓的特性可以表現為電壓開關型、限壓型或電壓開關型和限壓型皆有。
(2)按照不同系統中的不同使用要求分類
按用途分為電源系統 SPD、訊號系統SPD和天饋系統SPD。
一、標題內容
二、選擇電源系統SPD的幾個關鍵引數
(1)SPD試驗類別的選擇
SPD的試驗類別共計3類,即I II III類。
一般總配電櫃使用I類或II類;分配電箱可用II和III類;後端也可用II和III類;規範中如下描述:
1)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;
2)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;
3)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。
(2)SPD中I級分類試驗、II級分類試驗、III級分類試驗的區別
I類:
由標稱放電電流In測試:由1。2/50μs衝擊電壓測試和10/350μs衝擊電流測來試(電流波形測試)組源成。通常對開關型防雷器進2113行測試。
II類:
由標稱放電電流In測試:由1。2/50μs衝擊電壓測試和8/20μs衝擊電流測試(電流波形測5261試)組成。通常對限壓型防雷器進行測試。
III類:
混合波測試:採用組合法Uoc(開4102路電壓)進行測試。通常用於III類測試的負載動作測試。1。2/50μs(電1653壓波形測試)和8/20μs(電流波形測試)
(3)最大持續工作電壓的選擇
最大持續工作電壓Uc是可以持續施加在SPD上的最大電壓有效值(或直流電壓)。這個數值是SPD的一個門限值,即當工作電壓超過這個數值,SPD開通、漏電流指數級增大。
Uc的選擇和系統接地形式、系統電壓、電能質量有關。Uc值至少要大於正常工作時的電壓,例如在TN系統中380/220V,電壓正偏差不大於7%,但我國實際電壓正偏差往往超過此值,按照10%考慮,在加上老化因素,按照5%,Uc≥1。15Uo。
在供電系統電壓偏差超過 10% 以及因諧波作用使正常執行電壓幅值升高的場所,還應根據具體情況適當提高上述 SPD 規定的 Uc值;但同時應兼顧過電壓保護水平(Up)與被保護裝置的配合。具體可參考下圖,其中Uo為相電壓、U為線電壓。
在直流系統中, SPD 的最大持續工作電壓 Uc 約為被保護系統額定電壓的 1。5倍左右(經驗值)。
(4)衝擊電流和最大放電電流的選擇
衝擊電流 Iimp一般用於SPD的I級分類動作負載試驗引數,其波形通常為10/350µs;
最大放電電流 Imax用於SPD的II級分類試驗。具體選擇與暴露位置有關,可參考下表內容。
(5)電壓保護水平的選擇
電壓保護水平 Up是SPD 限制接線端子間電壓的效能引數,對電壓開關型SPD 為規定陡度下的最大放電電壓,對電壓限制型 SPD 則為規定電流波形下的最大殘壓。
SPD 的電壓保護水平 Up加上其兩端引線的感應電壓之和應小於所在系統和裝置的絕緣衝擊耐受電壓額定值 Uw(Uw值詳見下圖) ,並不宜大於被保護裝置耐壓水平的 80% 。
三、各級SPD選擇的引數
(1)SPD-1
第一級電湧保護器SPD1若安裝在某建築物總配電室,用三片開關型電湧保護器就能滿足系統的要求,我國現行的供電方式即使整個供電系統採用TN-S方式,而在總配電室N與PE是一個接地點,如此在配電機房總配電櫃安裝三片開關型SPD就能起到作用。N到地之間可以不加。
SPD-1選擇的引數建議如下:
最大持續執行電壓:
Uc=440V
最大放電電流:
一般按規範要求進行計算設計或參考標準中要求
保護電平:
Up≤2。5KV
響應時間:
tA≤100ns
(2)SPD-2
第二級電源電湧保護器是應用最廣泛的一個產品,雷電電磁脈衝能對LPZ1區電源線入侵產生20KA以上的雷電流情況不多,因此第二級SPD作為限壓型電湧保護器額定通流量In定位為20~40KA。
SPD-2建議技術引數選擇如下:
最大持續執行電壓:
Uc=260~320V
額定放電電流
(8/20μs)In=20KA
最大放電電流
(8/20μs)Imax=40KA
保護電平:
Up≤1。5KV
響應時間:
tA≤25ns
(3)SPD-3
第三級電源電湧保護器一般安裝於重要裝置的前端,所謂細保護。
SPD-3建議技術引數選擇如下:
最大持續執行電壓:
Uc=255V
標稱放電電流
(8/20μs):In L→N 3KA N→PE 5KA
電壓保護級別
Up:L→N≤1。25KV L→PE≤1。5KV
響應時間:
tA≤25ns
四、電湧保護器SPD的安裝
(1)使用安裝SPD的三相基本要求:
1)安裝SPD之後,在無電湧發生時,SPD不應對電氣(電子)系統正常執行產生影響。
2)安裝SPD之後,在有電湧發生的情況下,SPD能承受預期透過的雷電流而不損壞,並能箝制電湧電壓和分走電湧電流。
3)在電湧電流通過後,SPD應迅速恢復高阻狀態,切斷工頻續流。
(2)SPD安裝在防雷區交界處的配置示例如圖1所示
圖1 (SPD在防雷區交界處的安裝圖)
(3)SPD在不同接地形式系統中的安裝如圖2~圖6所示
圖2 (SPD在TN-C-S系統中的安裝)
圖3 (SPD在TN-S系統中的安裝)
圖4 (SPD在TT系統中的安裝)
圖5 (SPD在IT系統中的安裝)
圖6 (SPD在TT系統中的安裝)
五、電湧保護器配置舉例
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