浪涌保護(hù)基礎(chǔ)知識(shí)培訓(xùn)PPT課件.ppt

1、模塊化電涌保護(hù)器 挑戰(zhàn)雷電，捍衛(wèi)安全,更安全 Safety,更美觀Pretty,更耐久Durability,自我介紹,王文韜 職責(zé)：負(fù)責(zé)全國設(shè)計(jì)院SPD支持及產(chǎn)品在分銷渠道中的推廣。 聯(lián)系方式：02164628689 459目錄,雷電概論 電涌保護(hù)器術(shù)語 電涌保護(hù)器的配置 電涌保護(hù)器應(yīng)用方案,雷電概論,負(fù)極性 向下放電 (90%),負(fù)極性 向上放電,正極性 向下放電,正極性 向上放電,雷電流概率,雷電流極性概率 90%負(fù) 10%正 雷電流幅值概率 概率曲線 中國電力 IEC(CIGRE) 概率表 I 200 150 100 50 25 10 5 kA P(ILI) 0

2、.8 1.5 3.8 22 72 91 96 %,閃電現(xiàn)象,雷電概論,雷電概論,雷電侵入途徑 1:直擊2:感應(yīng)3:反擊,雷電概論,電流偶合,RE2,改良!,雷電概論,保護(hù)空間劃分,將一個(gè)需要保護(hù)的空間劃分為不同的防雷區(qū)的原則,61312 -1 IEC:1995,保護(hù)空間被分為多個(gè)保護(hù)區(qū)(LPZ)， 不同的保護(hù)區(qū)（LPZ）是由屏蔽建筑物，金屬結(jié)構(gòu)的屏蔽室和設(shè)備組成。,雷電概論,電磁兼容保護(hù)區(qū),雷電概論,雷電概論,8,50%,(I),t(s),90%,20,10,50%,(I),t(s),90%,350,10/350用于描述直擊雷波形,8/20用于描述感應(yīng)雷波形,目錄,雷電概論 電涌保護(hù)器術(shù)語 電

3、涌保護(hù)器的配置 電涌保護(hù)器應(yīng)用方案,電涌保護(hù)器術(shù)語,Surge Protective Device 電涌保護(hù)器(SPD):,一個(gè)裝置，可以有目的限制瞬態(tài)過電壓和轉(zhuǎn)移浪涌電流。 她至少使用了一個(gè)非線性零件,Overvoltages or surge voltages:過電壓或浪涌電壓,過電壓是發(fā)生在系統(tǒng)中的導(dǎo)線之間或在導(dǎo)線和地之間的穩(wěn)態(tài)的或暫態(tài)的高電壓，這種電壓是能損壞 (電子) 儀器的。 差模電壓 共模電壓,電涌保護(hù)器術(shù)語,MOV,Flash gap,Varistor,SPD制造技術(shù),石墨電極 鎢銅合金,特點(diǎn):極高的放電容量,響應(yīng)時(shí)間較慢 極間距離決定工作電壓,特點(diǎn):響應(yīng)時(shí)間較快,電涌保護(hù)器術(shù)

4、語,Electrodes電極,Epoxy resin 環(huán)氧樹脂,leades of tinned copper wire 鍍錫銅引線,sintered zinc oxide together with other metal oxide additives 附加有其他金屬氧化物的氧化鋅燒結(jié)體,Zinc oxids氧化鋅,Microvaristor 微壓敏電阻,intergranular Boundary 晶粒間界層,壓敏電阻的顯微結(jié)構(gòu)和導(dǎo)電機(jī)制,壓敏電阻內(nèi)部存在著大量的串聯(lián)和并聯(lián)的微變阻器,電涌保護(hù)器術(shù)語,流入電流,流出電流,UDM,N,PE,L,差模電壓是接入導(dǎo)線和引出導(dǎo)線之間的電壓，三相系

5、統(tǒng)中指 L N , L L之間的電壓。 差模過電壓會(huì)引起: 電路元件損壞 過電流,電涌保護(hù)器術(shù)語,UCM,PE,N,L,匝間絕緣損壞 共模電壓是帶電導(dǎo)體與接地框架之間的電壓，三相系統(tǒng)中指 L PE, L G之間的電壓。 共模過電壓會(huì)引起: 設(shè)備絕緣強(qiáng)度下降或損壞 電子設(shè)備運(yùn)行故障,電涌保護(hù)器術(shù)語,電涌保護(hù)器的保護(hù)模式 根據(jù)SPD連接方式可分為共模模式、差模模式、全保護(hù)模式. 通常所說的“3+1”模式指3個(gè)電壓限制型SPD接在相線與中性線之 間,一個(gè)開關(guān)型SPD接在中性線對(duì)地之間.,電涌保護(hù)器術(shù)語,電壓保護(hù)水平Up,表征SPD限制接線端子間電壓的性能參數(shù).,最大持續(xù)工作電壓Uc,允許持久地施加在

6、SPD上的最大交流電壓有效值或直流電壓.,標(biāo)稱放電電流In,這是未損壞時(shí)電涌保護(hù)器可以通過的8/20 s波形電流的峰值 (20 次),最大放電電流Imax,這是電涌保護(hù)器可以導(dǎo)通的8/20 s波形電流的峰值 (2 次),無故障時(shí)泄露電流Ic,= Ic 1 mA,1mA,U1mA,動(dòng)作電壓U1mA 1mA的直流幅值或工頻阻性分量峰值流經(jīng)SPD兩端時(shí)的電壓值,電涌保護(hù)器術(shù)語,沖擊電流Iimp,它是由電流峰值Ipeak和電荷Q確定.用于I級(jí)試驗(yàn)的SPD分類 試驗(yàn),I級(jí)試驗(yàn)的特征能量W/R,沖擊電流Iimp流過1單位電阻時(shí)消耗的能量.它等于電流平 方對(duì)時(shí)間的積分W/R=i2dt,續(xù)流If,沖擊放電電流

7、以后,由電源系統(tǒng)流入SPD的電流.,殘壓Ures,指雷電流通過SPD時(shí)兩端出現(xiàn)的最大電壓,和電壓 保護(hù)水平 略有區(qū)別,電涌保護(hù)器術(shù)語,Class II test,用標(biāo)稱放電電流In,1.2/50沖擊電壓和最大放電電流Imax進(jìn) 行的實(shí)驗(yàn),Class III test,用復(fù)合波(1.2/50,8/20)進(jìn)行的實(shí)驗(yàn),復(fù)合波由沖擊發(fā)生器產(chǎn)生,耐受短路電流,SPD能夠承受的最大預(yù)期短路電流.,Class I test,用標(biāo)稱放電電流In,1.2/50沖擊電壓和最大沖擊電流Iimp進(jìn)行 的實(shí)驗(yàn),額定斷開續(xù)流值,SPD本身能斷開的預(yù)期短路電流.,電涌保護(hù)器與設(shè)備配合的基本原則,15米原則 當(dāng)進(jìn)線端的電涌保

8、護(hù)器與被保護(hù)設(shè)備之間的距離 15 米， 應(yīng)在離被保護(hù)設(shè)備盡可能近的地方安裝另一個(gè)電涌保護(hù)器,安裝原則,d 15m,P1,負(fù)載,P1,負(fù)載,P2,為了提供最佳的保護(hù), 既能承受更強(qiáng)的電流又有較小的殘余電壓, 通常應(yīng)用多級(jí)電涌保護(hù)器作保護(hù)。 第一級(jí)保護(hù)作用為：應(yīng)能承受絕大部分雷電流； 第二級(jí)保護(hù)作用為：瀉放殘余的雷電流，限制設(shè)備端的殘余電壓，同時(shí)與第一級(jí)保護(hù)配合。,電涌保護(hù)器級(jí)間配合,安裝原則,電涌保護(hù)器級(jí)間配合的原則,10米原則 當(dāng)保護(hù)P1和P2作為級(jí)聯(lián)安裝時(shí)，它們之間需要配合。 目的： 為了延遲P2上雷擊波的到達(dá)，以使盡可能多的能量被P1釋放。 實(shí)現(xiàn)：P1 和 P2 之間的阻抗被用來實(shí)現(xiàn)這種延

9、遲。,負(fù)載,P1,P2,Up1 = 2000V,L1 10 m,安裝原則,Up2 = 1500V,L2 10 m,兩個(gè)電涌保護(hù)器之間的最短距離：10 米,級(jí)間配合： 電涌保護(hù)器P2 安裝在 P1的下游, 通常它的各項(xiàng)參數(shù)指標(biāo)(Imax, In, Ures)都比 P1小。 但如果它與 P1安裝得過近, P2 有可能比 P1更早動(dòng)作, 從而要承受本由 P1承受的高能量。 距離原則： 為了避免這種情況，通過增加P1 和 P2之間的接線長度來使得電壓下降。P2兩端的電壓就等于 P1兩端的電壓減去電纜上的電壓。,電涌保護(hù)器級(jí)間配合的原則,安裝原則,舉例： 假設(shè)線路的電感電壓降為100V/M，對(duì)10米長的

10、電纜， U1 和 U3 就是1 000V。 給定： P1 : 2.5 kV 動(dòng)作電壓 P2: 1.5 kV 殘壓 要使得P2動(dòng)作，其兩端的電壓須1.5 kV。 在P1 兩端, 由于有電纜上1000V + 1000V的電壓降，電壓須1000 + 1000 + 1500V，也就是3.5 kV，這已經(jīng)超過P1的動(dòng)作電壓 （2.5 kV）了。 于是P1會(huì)在P2 達(dá)到它的動(dòng)作電壓前動(dòng)作，把電流導(dǎo)入大地而釋放能量。 而P2在 P1 兩端的殘余電壓超過3.5 kV時(shí)提供另外的保護(hù)。 在這種情況下P2的動(dòng)作電壓已經(jīng)超出 ，于是P2 斬?cái)噙^電壓，流過的電流小于流過P1的電流。,電涌保護(hù)器級(jí)間配合的原則,安裝原則

11、,重要注意事項(xiàng)：兩個(gè)電涌保護(hù)器的安裝距離要大于10 米,電涌保護(hù)器的安裝接線,50 厘米原則: d1+d2+d3 必須小于 50 cm 以限制負(fù)載承受的浪涌電壓,安裝原則,電涌保護(hù)器的接線原則,安裝原則,安裝的接線長度影響很大。,目錄,雷電概論 電涌保護(hù)器術(shù)語 電涌保護(hù)器的配置 電涌保護(hù)器應(yīng)用方案,電涌保護(hù)器的配置,表一，220/380 三相系統(tǒng)各種設(shè)備耐沖擊過電壓(Uchoc)額定值（注：GB50057之表6.4.4）,注：I 類- 需要將瞬態(tài)過電壓限制到特定水平的設(shè)備 II類- 家用電器、手提工具和類似負(fù)載 III類- 如配電盤，斷路器，包括電纜、母線、分線盒、開關(guān)、插座的布線系統(tǒng)，以及應(yīng)

12、用于工業(yè)的設(shè)備和永久接至固定裝置的固定安裝的電動(dòng)機(jī)等。 IV類如電氣計(jì)量儀表、一次性過流保護(hù)設(shè)備、波紋控制設(shè)備,電涌保護(hù)器的配置,絕緣配合acc.to IEC60364-4-443,Uchoc(負(fù)載),電涌保護(hù)器的配置,接地系統(tǒng)分類,電源的對(duì)地情況 T：直接接地 I：不接地或經(jīng)高阻抗接地,裝置的機(jī)座對(duì)地情況 T：設(shè)備外殼直接接地 N：設(shè)備外殼和變電所共用一個(gè)接地極,TN系統(tǒng)補(bǔ)充字母 S: PE線保護(hù)功能與接地的N線或與接地的帶電導(dǎo)體 (相線)分開 C: PE線保護(hù)功能與N線合一 (PEN),電涌保護(hù)器的配置,SPD在TT電網(wǎng)系統(tǒng)中的安裝位置,GB16895-X-2004,電涌保護(hù)器的配置,過流

13、保護(hù)的目的 當(dāng)后續(xù)電流超過了火花間隙的斷后續(xù)電流能力時(shí)，斷開電路。 當(dāng)MOV失效時(shí),防止電流沖擊,電涌保護(hù)器的配置,在TN-C系統(tǒng)中,當(dāng)SPD出現(xiàn)故障時(shí),過流保護(hù)器斷開線路,電涌保護(hù)器的配置,接線方式(TN-S系統(tǒng)),單相接線 三相接線,電涌保護(hù)器的配置,接線方式(TN-CS系統(tǒng)),三相,電涌保護(hù)器的配置,接線方式(IT系統(tǒng)),單相接線 三相接線,施耐德電涌保護(hù)器,接線方式(TT系統(tǒng)),電涌保護(hù)器的配置,“3+1”和4P方式對(duì)比 1:4P的響應(yīng)時(shí)間快,殘壓低 2:“3+1”實(shí)現(xiàn)了差模保護(hù),對(duì)地絕緣電阻大漏電流小,供電系統(tǒng)故障時(shí),電涌保護(hù)器仍安全 3:對(duì)于TN系統(tǒng),采用4P,對(duì)于TT系統(tǒng),選用3

14、+1為宜,目錄,雷電概論 電涌保護(hù)器術(shù)語 電涌保護(hù)器的配置 電涌保護(hù)器應(yīng)用方案,電涌保護(hù)器的標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用方案,電涌保護(hù)器的高端應(yīng)用方案,施耐德電涌保護(hù)器選擇及應(yīng)用方案,公用事業(yè)大樓，信息系統(tǒng)工作中斷將造成較大影響 位于市區(qū)，地上19層，地下1層，樓高75M 具有良好的外部防雷裝置，且認(rèn)真實(shí)施等電位聯(lián)結(jié) 配電變電所在大樓內(nèi)，低壓為TN-S系統(tǒng)，電纜進(jìn)出線，信號(hào)線屏蔽 地區(qū)年平均雷暴日44天，建筑物等效受雷面積44857平方米,典型建筑物背景概況,應(yīng)用舉例1 在公用建筑中的配置方案,施耐德電涌保護(hù)器選擇及應(yīng)用方案,施耐德電涌保護(hù)器選擇及應(yīng)用方案,施耐德電涌保護(hù)器選擇及應(yīng)用方案,第一級(jí)SPD1 PRD6

15、5（3PN 65KA 8/20us） 第二級(jí)SPD2 PRD40（3PN 40KA 8/20us） 第三級(jí)SPD3 PRD8（1PN 8KA 8/20us）,標(biāo)準(zhǔn)方案,應(yīng)用舉例1 在公用建筑中電源系統(tǒng)配置方案,高端方案,第一級(jí)SPD1 PRF1 35 3PN 10/350us 或 PRD 100KA 8/20us 第二級(jí)SPD2 PRD40（3PN 40KA 8/20us） 第三級(jí)SPD3 PRD8（1PN 8KA 8/20us）,施耐德電涌保護(hù)器選擇及應(yīng)用方案,?,C65H 2P C20A,PRD 6V,SPD4,C65H 2P C20A,SPD5,PRD 12V,D?,?,Backup 2

16、,Backup 2,Backup 2,Backup 2,Backup 3,施耐德電涌保護(hù)器選擇及應(yīng)用方案,典型背景概況,移動(dòng)通信基站 位于中雷區(qū)郊區(qū)或者山區(qū)，或者多雷、強(qiáng)雷區(qū)市內(nèi)建筑物頂端 如果中斷運(yùn)行將對(duì)信息傳輸造成大面積的影響 有良好的外部防雷裝置 電纜進(jìn)出線，配電房在室內(nèi)，低壓采用TNS系統(tǒng),應(yīng)用舉例2 在工業(yè)領(lǐng)域中的配置方案,施耐德電涌保護(hù)器選擇及應(yīng)用方案,施耐德電涌保護(hù)器選擇及應(yīng)用方案,第一級(jí)SPD1 PRD65（3PN 65KA 8/20us） 第二級(jí)SPD2 PRD40（3PN 40KA 8/20us）,標(biāo)準(zhǔn)方案,應(yīng)用舉例1 在工業(yè)領(lǐng)域中電源系統(tǒng)配置方案,高端方案,第一級(jí)SPD1 PRF1 35 3PN 10/350us 或 PRD 100KA 8/20us 第二級(jí)SPD2 PRD40（3PN 40KA 8/20us）,施耐德電涌保護(hù)器選擇及應(yīng)用方案,居民小區(qū)，電纜進(jìn)出線 高層住宅，兩梯三戶 有良好的外部防雷裝置 變電所或配電房在室內(nèi)，低壓采用TT系統(tǒng) 等電位聯(lián)結(jié)良好,典型背景概況,應(yīng)用舉例3 在居民住宅中的配置方案,施耐德電涌保護(hù)器選擇及應(yīng)用方案,施耐德電涌保護(hù)器選擇及應(yīng)用方案,標(biāo)準(zhǔn)方案,應(yīng)用舉例1 在居民住宅中電源系統(tǒng)配置方案,高端方案