電源浪涌保護器的參數(shù)選擇及線路保護

1、電源浪涌保護器的參數(shù)選擇及 線路保護電源浪涌保護器的參數(shù)選擇及線路保護摘要：對電源浪涌保護器的幾個主要參 數(shù)進行分析，提出在不同的供電接地系統(tǒng)中， 選擇和安裝電源浪涌保護器時應(yīng)注意的問 題。關(guān)鍵字：，/浪涌保護器 電涌保護器 過電壓保護(Su rge p ro tect ive device, SPD), 浪涌保護器也稱、避雷器等，它的作用是保證電子電涌保護器設(shè)備免受浪涌過電壓(雷電過電壓、操作過電 壓等)的破壞，既不影響設(shè)備的正常工作， 又將浪涌過電壓限制在相應(yīng)設(shè)備的耐壓等級 范圍內(nèi)，目的在于限制瞬態(tài)過電壓和分走電 涌電流，也是等電位連接的一種方法。在實驗中，以電壓波形保持不變，升高電 壓，

2、每個電壓可以獲得一個擊穿時間，以電 壓為縱軸，時間為橫軸，可以畫出伏秒特性， 由此得知，為了保證SPD能夠在全時域范圍 內(nèi)保護設(shè)備不受浪涌過電壓的破壞，它的沖 擊伏秒特性必須在用電器沖擊伏秒特性的下 方，這是選擇SPD的原則，也是SPD生產(chǎn)廠家必須提供的保證。來源：大比特半導(dǎo)體器件 網(wǎng)1 SPD的分類，按使用非線性元件的特性 來分1.1電壓開關(guān)型SPDI=JI三EJ常用的非線性元件有放電間隙、氣體放電 管等，它具有大通流容量（標(biāo)稱通流電流和最 大通流電流）的特點，特別適用于易遭受直 接雷擊部位的雷電仆心（即L PZ0AI=JI三EJ過電壓保護源:大比特半導(dǎo)體器件網(wǎng)1.2電壓限制型SPD常用的非

3、線性元件有氧化鋅壓敏電阻、瞬 態(tài)抑制二極管等，是大量常用的過電壓保護 器，一般適用于室內(nèi)（即L PZ0B、L PZ1、L PZ2 區(qū)）。1.3組合型SPD由電壓開關(guān)型元件和限壓型元件混合使 用，隨著施加的沖擊電壓特性不同，SPD有時會呈現(xiàn)開關(guān)型SPD特性，有時呈現(xiàn)限壓型 SPD特性，有時同時呈 現(xiàn)兩種特性。來源: 大比特半導(dǎo)體器件網(wǎng)2表征SPD的主要技術(shù)參數(shù)選擇2.1保護模式SPD可連接在L （相線）、N （中性線）、PE （保護線）間，如 L2L、L2N、L2PE、N 2PE, 這些連接方式與供電系統(tǒng)的接地型式有關(guān)。2.2最大持續(xù)工作電壓Uc可能持續(xù)加于SPD兩端的最大方均根電 壓或直流電壓

4、，其值等于SPD本身的額定電 壓。來源：大比特半導(dǎo)體器件網(wǎng)IEC6036452534 中提出，在 TT系統(tǒng)中， 當(dāng)SPD設(shè)在漏電流保護器（RCD）的電源側(cè) 時，U cN1.1U o;當(dāng)SPD設(shè)在漏電流保護 器的負(fù)荷側(cè)時，U cN1.5U o.在TN系統(tǒng)和IT系統(tǒng)中，UcN11UoUc 的選擇要考慮到當(dāng)?shù)仉娋W(wǎng)的水平波動及用戶 用電的具體情況，不是一味取大值為好，因 為U c取大，整個壓敏器件啟動電壓也高， 浪涌電壓將對設(shè)備產(chǎn)生危害。國際標(biāo)準(zhǔn)有一 系列的優(yōu)選值，與當(dāng)?shù)仉娋W(wǎng)水平有關(guān)。 來源: 大比特半導(dǎo)體器件網(wǎng)2.3雷電通流量Imaxl=J其雷電通流量相應(yīng)要大一般在L PZ0與L PZ1區(qū)交界處選用

5、 10/350u s波形、每相通流量N 10KA的SPD 安裝，在L PZ1與L PZ2區(qū)交界處選用8/2 0u s波形，每相通流量N 5KA的SPD安裝。 由于10/350u s波形的能量比8/20u s的大 20倍，其電流相應(yīng)大5倍，如果要用8/20u s波形的SPD代替， 5倍。l=J其雷電通流量相應(yīng)要大2.4保護水平Up端子測得的最大限制電Uw 一致（1.2U p WUw）,該值應(yīng)比在SPD 壓大，與設(shè)備的耐壓 可以從一系列的參考值中選取（如0108、 0109、端子測得的最大限制電Uw 一致（1.2U p WUw）,10KV等）。目前國標(biāo)當(dāng)中較好的U p有800V、 900V.2.5

6、漏電流并聯(lián)型SPD要求漏電流W 30uA （公安部要 求20曲）,串聯(lián)型SPD要求漏電流W OLmA.來源：大比特半導(dǎo)體器件網(wǎng)2.6啟動電壓Uas過去認(rèn)為啟動電壓即標(biāo)稱壓敏電壓，實際 上通過SPD的電流可能遠(yuǎn)大于測試電流1mA , 這時不能不考慮已經(jīng)抬高的殘壓對設(shè)備保護 的影響。從 壓敏電壓到啟動電壓的 時間（即 SPD的響應(yīng)時間）比較長，約為100n s.啟 動電壓越高則殘壓也越高，越低則壓敏電阻 易老化。其值不應(yīng)大于被保護設(shè)備的絕緣水 平。2.7 殘壓 Ures是真正加在被保護設(shè)備端口的電壓。殘壓 越低越好，應(yīng)小于被保護設(shè)備耐沖擊過電壓 額定值。見表1:來源:大比特半導(dǎo)體器件網(wǎng)表1 220

7、/380V三相系統(tǒng)各種設(shè)備耐沖擊 過電壓額定值Uw設(shè)備繾此鍛置檀我副胳玳嘿髀糊鞘設(shè)備鵬齡行精嬲柵曉 TOC o 1-5 h z 酬擊揶甥KIU III辨擊醐壓煎建6KVW25KV1，測8：度需麴懿過電理嬲靛好搬備.峽MfflB手鏈1工具或甥購1111如觀盤鵬* 包融象豚 m 聯(lián)曲航娘靚如.肝理的i?舔赦辯 睨柴置醐定提的暢瞻的逃貶踏n如蛇熠表感赫耕痛、滋蟾搬備2.8標(biāo)稱放電電流In用來劃分SPD等級，具有8/20u s或 10/350U s模擬雷電流沖擊波的放電電流。 Imax- 2 3【n 來源：大比特半導(dǎo)體器件網(wǎng)2.9持續(xù)工作電流Ic或設(shè)備故障（如RCD）。一般情況下Ic應(yīng)小于額定殘壓電流

8、值（I An）在最大持續(xù)工作電壓U c下保護模式上流 過的電流，實際上是各保護元件及與其并聯(lián) 的內(nèi)部輔助電路流過的電流之和。為避免過 電流保護設(shè)備或其它保護設(shè)備（如RCD）不必 要動作，Ic值的選擇非常有用。在正常狀態(tài) 下，或設(shè)備故障（如RCD）。一般情況下Ic應(yīng)小于額定殘壓電流值（I An）以上是選擇SPD以上是選擇SPD時所要考慮的幾種主要的參數(shù)，可以通過下圖來具體比較幾種電壓之間的關(guān)系：來源:大比特半導(dǎo)體器件網(wǎng)U1山為空氣開關(guān)郵斷器或RCD兩地電壓U1Up為SPD時好PE圖1 Up Un和Uc相關(guān)曲線3電源SPD的線路安裝3.1安裝位置按照IEC131221 (L PZ)的概念，當(dāng)電氣I

9、=iLeejI=iLeej3.1.1在L PZ0區(qū)與L PZ1區(qū)交界處，在 從室外引來的線路上安裝的SPD應(yīng)選用符合?liiJl=jwliiJ級分類試驗(即通過SPD的10?350u s波形 的雷電流幅值)的產(chǎn)品。通過對建筑物的防 雷類別確定雷電流的幅值及雷電流直擊在該 建筑后在各種管道、線路上的能量分配來確 定其通流量的取值。liiJl=jwliiJ3.1.2在L PZ1區(qū)與L PZ2區(qū)交界處，分 配電盤處或UPS前端宜安裝第二級SPD,可 選用經(jīng)？或？級分類試驗的產(chǎn)品。其標(biāo)稱放 電電流In不宜小于5KA(8?2 0u s)。來源.大比 來源:大比 特半導(dǎo)體器件網(wǎng)31.13在重要的終端設(shè)備或

10、精密敏感設(shè)備 處，宜安裝第三級 SPD,可選用經(jīng)？或？級 分類試驗的產(chǎn)品，其標(biāo)稱放電電流In不宜小于3KA (8?20u s),同時具有更短的響應(yīng) 時間。3.2間距與能量匹配問題與105在安裝SPD時要考慮兩級之間的能量匹 配問題，在一般情況下，當(dāng)在線路上多處安 裝SPD且無準(zhǔn)確數(shù)據(jù)時，電壓開關(guān)型SPD 限壓型SPD之間的線路長度不宜小于 米，限壓型SPD之間的線路長度不宜小于 米。還應(yīng)注意以下幾點：與105IW3.2.1 SPD采用低-高配置時，第二級SPD 幾乎沒有用處，而采用高-低配置時，能前 后配合分流。來源:大比特半導(dǎo)體器件網(wǎng)IWl=jw3.2.2隨著兩極間距的縮短，前級分流作 用下

11、降，后級通過的電流和能量上升，當(dāng)距 離過近時，前級幾乎不起作用。此時，應(yīng)在 兩級之間采取退耦措施，例如在兩個 SPD之 間安裝一個電感阻抗器件，可以起到退耦作 用。l=jw3.3安裝方式：宜采用V 型連接方式（凱文法）。如下圖所示ui為空氣開關(guān)或播新U1器或RCD兩制J壓X / Up為SPD保羅水平1bppe由上圖可知，在設(shè)備兩端的殘壓 UL PE= U 1+U p ,由于連接導(dǎo)線較短，大大減少了電 涌在導(dǎo)線上的壓降（實驗證明：1m導(dǎo)線在 20KA、8?20u s波形沖擊下產(chǎn)生的壓降為 1KV ）,也使加在設(shè)備兩端的電壓降低，從 而起到保護的作用。IS III3.4 SPD的連接導(dǎo)線應(yīng)盡可能短、直，兩 端的引線長度不宜超過 015m ,使其感應(yīng)電 壓盡可能低，減少殘壓，連接導(dǎo)體應(yīng)符合相 線采用黃、綠、紅色，中性