如何選擇SPD最大持續(xù)工作電壓和暫時過電壓

SPD最大持續(xù)工作電壓Uc（maximumcontinuousoperatingvoltage）指可連續(xù)施加在SPD保護(hù)模式上的最大交流電壓有效值。產(chǎn)品樣本里，SPD最大持續(xù)工作電壓有多種規(guī)格，如255V、260V、275V、280V、320V、335V、350V、385V、400V、420V、440V、460V等，實際工程中Uc該如何選擇？以下從應(yīng)用最普遍的TN和TT系統(tǒng)試做討論。1、Uc和系統(tǒng)標(biāo)稱電壓U0之間的關(guān)系SPD

的Uc值首先應(yīng)該滿足以下準(zhǔn)則:Uc應(yīng)高于系統(tǒng)中可能產(chǎn)生的最大持續(xù)工作電壓Ucs=k×U0，即Uc＞Ucs。a)

正常條件1)

相線和中性線之間電壓考慮到電壓偏差，相線和中性線之間SPD的電壓通常按1.10×U0取值，如果考慮SPD老化和其他異常狀況，則應(yīng)取1.15×U0。2)

相線之間電壓類似地，相間SPD的UC按×U0。基于配電系統(tǒng)特征的Uc最小值見表1。表1基于配電系統(tǒng)特征的Uc最小值SPD連接配電系統(tǒng)特征TN系統(tǒng)TT系統(tǒng)IT系統(tǒng)L-N/L-PEN1.15U0=2531.15U0=2531.15U0=253L-PE1.15U0=2531.15U0=2531.15×√3×U0=438L-PEN

-

-

-N-PE1.15U0=2531.15U0=2531.15U0=253L-L1.15×√3×U0=438注:U0指相電壓220V產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)要求，制造廠應(yīng)在SPD的本體上標(biāo)識：最大持續(xù)工作電壓（每種保護(hù)模式有一個電壓值）。2、UTOV和UT關(guān)系2.1電力系統(tǒng)暫時過電壓UTOV電力系統(tǒng)暫時過電壓UTOV（temporaryovervoltagevalueofthepowersystem）指在電網(wǎng)給定區(qū)域，持續(xù)時間相對較長的工頻過電壓（TOV）是由LV系統(tǒng)(UTOV（LV）)或HV系統(tǒng)(UTOV（HV）)內(nèi)部故障產(chǎn)生的過電壓。注:暫時過電壓的典型持續(xù)時間可達(dá)幾秒，通常是由開關(guān)操作或故障（例:甩負(fù)荷、單相接地故障等）引起的，和由非線性（鐵磁共振效應(yīng)、諧波等）引起的。a低壓系統(tǒng)短路故障時，TT、TN和IT系統(tǒng)相—中性線之間的UTOV（LV）區(qū)域，故障時間不大于5s；b低壓系統(tǒng)意外接地故障時，IT（TT）系統(tǒng)的相—地之間的UTOV（LV）區(qū)域和低壓系統(tǒng)中性線斷線故障時，TT和TN系統(tǒng)相—中性線之間的UTOV（LV）區(qū)域；c高壓系統(tǒng)發(fā)生接地故障時，TT和IT系統(tǒng)相—地之間UTOV（HV）的最大值，故障時間不大于200ms；d未定義區(qū)域；圖1

UTOV最大值2.2SPD暫時過電壓UTUT值應(yīng)高于低壓系統(tǒng)出現(xiàn)故障在被保護(hù)裝置上預(yù)期出現(xiàn)的暫時過電壓（TOV），如圖1所示。UT＞UTOV標(biāo)準(zhǔn)要求在產(chǎn)品樣本上應(yīng)出現(xiàn)：承受暫時過電壓(TOV)

特性。SPD應(yīng)使用在表2相關(guān)表格中TOV電壓UT；或者制造廠自主聲明TOV

電壓值，兩者中取大者。表2適用于所有的SPD。表2TOV測試值UT2.3UC、UT和Uf關(guān)系2.3.1UC和UT關(guān)系持續(xù)時間大于5s的UTOV(LV)被認(rèn)為是最大連續(xù)工作電壓（UC），但是，實際工程中，特別是故障情況下，UC沒必要大到等于UT。另外，當(dāng)TOV較高時很難選擇到能承受TOV應(yīng)力的SPD。對于TN和TT系統(tǒng)，規(guī)范明確，最大TOV值可以不考慮中性線斷線；那么，低壓系統(tǒng)故障可僅按照√3×1.15×U05s暫態(tài)過電壓試驗。高壓系統(tǒng)故障，中性線-地之間可按照1200V200ms暫態(tài)過電壓試驗。由于大多數(shù)故障發(fā)生在低壓系統(tǒng)，而高壓系統(tǒng)故障發(fā)生TOV的幾率較小，其影響主要在TT系統(tǒng)和IT系統(tǒng)中，實際工程可以按耐受或安全失效處理。2.3.2UC和UP關(guān)系UC如果選擇太低，會影響到電涌保護(hù)器的壽命和運(yùn)行的穩(wěn)定性；如果選擇的太高，由于UC和電壓保護(hù)電平UP之間存在固有比例關(guān)系，UP也會較高（見表3），從而影響到被保護(hù)設(shè)備的安全。表3Zn0壓敏電阻UP/UCIn（8/20）等效直徑UP/UC5324.110404.620604.6因此，選擇適當(dāng)?shù)腢C，就可以兼顧到被保護(hù)設(shè)備的安全和電涌保護(hù)器的安全運(yùn)行。3、SPD參數(shù)選擇TN-S和TT系統(tǒng)SPD產(chǎn)品參數(shù)選擇見如下示例。3.1TN-S系統(tǒng)圖4TN-S系統(tǒng)SPD參數(shù)示例3.2TT系統(tǒng)圖5TT系統(tǒng)SPD參數(shù)示例4、小結(jié)01SPD的選擇不僅包括接線形式、電壓保護(hù)水平和標(biāo)稱放電電流和沖擊電流，還包括UC和UT。02部分產(chǎn)品按照UC=UT＞UTOV設(shè)計存在一定問題，例如暫時過電壓很高時，SPD會很難選擇。03較小的UC有利于將電壓保護(hù)水平限制在較小的范圍。04UT按產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)