SPD选择与安装的原则
(2) UC: 在低压交流配电系统中,UC的 选择应符合表1的要求:
表1: 按低压交流配电系统接地型式确定SPD的最低UC值
电涌保护 器 连接于: 每一相线 和中性线 间 每一相线 和PE线间 中性线和 PE线间 低压交流配电接地型式 TT系统 TN-C系统 TN-S系统 引出中性线 的IT系统 不引出中性线 的IT系统
2.
限压型 SPD
无电涌出现时在线SPD呈高阻状态,随着线路上的 电涌电流及电压的增加,达到一定值时SPD的阻抗跟着连 续变小的SPD。限压型SPD常用的元件有金属氧化物压敏 电阻、雪崩二极管等。有时也称这类SPD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特 性。
在直流配电系统中可分为正负极之间称为横向(差 模)保护,正负极与保护线之间称为纵向(共模)保护。
四
SPD的选择
1.
SPD1的选择
LPZ0 LPZ1 LPZ2
设备
SPD2 (SB)
SPD1 (MB)
建筑物防雷区的划分和等电位连接位置示意图
(1) Iimp: 每一相线及中性线或PE线之间的SPD的冲击电 流值,可按GB5007中第6.3.4条“进入建筑物的各 种设施之间雷电流分配”方法计算。 在难于计算的情况下,则每一保护模式的Iimp 值不应小于12.5kA。 按照“3+1”或“1+1”接线形式安装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的SPD的Iimp值的四 倍,即Iimp值不应小于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间的SPD的Iimp值的二 倍,即Iimp值不应小于25kA。
4. 标称放电电流 In
流过SPD 8/20μs电流波的峰值电流,主要用于II级 分类试验,也用于对SPD做I级和II级分类的预试验。
7. 工频续流
If
冲击放电电流结束瞬间,流过SPD的由供电电源提 供的电流。
8. 泄漏电流
Ic
指SPD在未导通下的泄漏电流。,一般都小于1 mA
9. 导通时间(响应时间)
二
SPD的冲击试验分类
Ⅰ级分类试验:
对试品进行8/20μ s标称放电电流In,1.2/50μ s冲 击电压和最大冲击电流Iimp的试验。10/350μ s波形是可能 实现Iimp波形三个参数要求的波形之一。
Ⅱ级分类试验:
对试品进行标称放电电流In,1.2/50μ s冲击电压 和最大放电电流Imax试验。Ⅰn和Imax的波形为8/20μ s。
如果存在如下因素之一,应考虑SPD2 乃至SPD3的选择:
——SPD1的UP(4kV)大于下游和末端设备的UW;
——SPD1与受保护设备之间距离过长(一般指线缆 长度大于10m); ——建筑物内部存在其它的干扰源产生的电磁场干 扰。
SPD2应安装在LPZ1区与LPZ2区交界处。 SPD2应选择Ⅱ级或Ⅲ级分类试验的产品,其主要技 术参数应符合以下要求:
UP2≤0.8UW
金属 杆
S4
注1:Iimp、In和Uoc值均指每一保护模式间的一个SPD参数值。 2:Uc值要求见表1。
(2) Uc: 选用Ⅱ级或Ⅲ分类试验的SPD,其 最大持续运行电压值均不应低于表1中的 要求。 (3) Up: SPD的UP必须低于受保护线路和设 备的UW值,并应有20%的裕度,即: UP<0.8UW 图1给出了需要增加SPD进行保护的 示例。需要说明的是增加的SPD2的UP2 也应小于0.8UW。
1.15Uo
不适用
1.15Uo
1.15Uo
不适用
1.55Uo
不适用
1.15Uo
1.15U
1.15U
1.15Uo
不适用
1.15Uo
1.15U0
不适用
每一相线 和PEN线间
不适用
1.15Uo
不适用
不适用
不适用
注 1:Uo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 1.55UO,此 时安装形式为L-PE和N-PE;当SPD在RCD的电源侧安装时,应采用“3+1”形式,即LN和N-PE,UC值不应小于1.15U.
t
该时间是SPD是一个很重要的参数,它决定于所释 放的雷电流能量。
10. 劣化现象
任何设备的工作性能偏离其预定性能的非期望偏差。 在SPD性能中指当SPD长时间工作或处于恶劣工作环境时, 或直接承受雷击电涌而引起其性能下降、原始性能参数的 改变,也称退化或老化。
11. 热崩溃
当SPD承受的持续功率损耗超过SPD外壳和连接件 的散热能力,引起内部元件温度逐渐升高,性能下降,最 终导致损坏的过程。
(3) UP:
在220/380V电气装置内SPD1的电压保护水平UPyi不应 超过下游被保护设备的绝缘耐冲击过电压额定值,否则, 应采用配合协调的 SPD2 ,以确保达到要求的电压保护水 平。
2. SPD2的选择
假如选择SPD1的UP不超过4kV,能对配电线路下 游和末端电气设备进行有效箝压保护时,可仅在建筑物入 口处配电柜(箱)上安装一组SPD1。
SPD主要应用领域
电信、石油石化、铁路、建筑、自动化、交 通、环境工程(如水处理)等领域; 不同应用领域市场特点迥异,矿山、铁路、 军队等应用领域对产品安全性要求高,而价格敏 感度相对较弱,尽管单是铁路领域占SPD应用市 场份额就接近10%,但目前没有那家厂商在中国 铁路应用领域占据明显优势; 国外SPD品牌厂商近几年也试图对这几大领 域将会持续关注,都在寻求市场介入。
国内SPD近十年来的市场规模-2004年市场整体年平均增 长速度达不到25%; 2005-2006两年市场整体增长速度均超过40% 的水平; 可见在近两年的整体市场增长速度相比前几 年显著加快,并且增长速度也较为稳定,2006年, 中国电涌保护器市场规模在14亿元左右; 2007-2010年国内SPD产品市场年均增长速度 已达到45%左右; 预计到2011年,中国SPD市场规模将可能达 到六十多亿元。
电涌保护 器 连接于: 每一相线 和中性线 间 每一相线 和PE线间 中性线和 PE线间 低压交流配电接地型式 TT系统 TN-C系统 TN-S系统 引出中性线 的IT系统 不引出中性线 的IT系统
1.15Uo
不适用
1.15Uo
1.15Uo
不适用
1.55Uo
不适用
1.15Uo
1.15U
1.15U
1.15Uo
不适用
1.15Uo
1.15U0
不适用
每一相线 和PEN线间
不适用
1.15Uo
不适用
不适用
不适用
注 1:Uo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1.55UO,此时 安装形式为L-PE和N-PE;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1.15Uo.
12. SPD脱离器
当SPD发生故障时,一个能把SPD同电路脱开的装 置。 注:这种断开装置不需要具有隔离能力,它应能防止 低压电气系统持续故障并可用于显示SPD故障状态。除了 具有脱离器功能外,还可以具有过流保护或过热保护功能 等。这些功能可由单一的或多个装置组合在一起实现。
13. 保护模式
SPD的保护元件可以连接在低压配电系统线路的相 线——相线、相线——中性线、相线——保护线、中性 线——保护线之间及多种方式同时连接。这些连接方式称 为保护模式。 在交流配电系统中,一般将相线——相线之间的保护 称为横向(差模)保护;相线(或中性线)——保护线 之间的保护称为纵向(共模)保护。
表2
雷击 类型
SPD1和SPD2选择的主要技术参数
SPD1
Iimp或In UP 雷击 类型 In 20kA (8/20μs)
SPD2
Uoc UP
S1 S1和S2 12.5kA (10/350μs) S2
—
15kA (8/20μs)
10kA (8/20μs) 5kA (8/20μs)
—
4kV
S3 和 S4 木杆 12.5kA (10/350μs) 5kA (8/20μs) S3 20k V 10k V
Ⅲ级分类试验:
对试品进行混合波(1.2/50μ s,8/20μ s)试验。
三
SPD的主要技术数据及要求
1.最大持续运行电压 UC
可以持续加在 SPD上而不导致SPD动作的最大交 流电压有效值或直流电压,等于SPD的额定电压(按表1的 规定)。
表1: 按低压交流配电系统接地型式确定SPD的最低UC值
(1)In:
选用Ⅱ级分类试验的SPD时,每一相线及中性线与 PE线间的SPD的标称放电电流值应符合表2的要求。 当采用“3+1”或“1+1”接线形式安装SPD时, 在三相系统中,接在中性线与PE线间的SPD的In值 应为接在相线与中性线间的SPD的In值的四倍 。 在单相系统中,接在中性线与PE线间的SPD的In值 应为接在相线与中性线间的SPD的In值的二倍。
目前国产SPD主要应用于电信和建筑电 气两大领域,也是国内大部分SPD厂商参与 瓜分的领域; 在建筑电气领域,由于地方关系的影 响因素较大,相对国外品牌企业来说客户 开发会有一定难度; 在自动化领域由于市场门槛要求较高, 目前只有少数国外主流品牌。
未来几年国内SPD市场发展前景分析