近年來(lái),隨著現(xiàn)代化水平的不斷提高,民用建筑物內(nèi)安裝的電子信息設(shè)備和計(jì)算機(jī)設(shè)備越來(lái)越多,電子信息設(shè)備一般工作電壓較低,耐壓水平也很低,極易受到雷電電磁脈沖的危害,因此設(shè)有信息系統(tǒng)設(shè)備的民用建筑物,除應(yīng)考慮防直擊雷措施外,還應(yīng)考慮雷電電磁脈沖的防護(hù)措施。建立完善的雷電浪涌過(guò)電壓保護(hù)措施是電氣工程設(shè)計(jì)的重要組成部分,為此本文提出了在實(shí)際工程中,如何根據(jù)被保護(hù)建筑物的特點(diǎn)選擇電涌保護(hù)器,如何根據(jù)低壓電源系統(tǒng)的不同形式安裝電涌保護(hù)器及有關(guān)的注意事項(xiàng)。可供工程設(shè)計(jì)人員實(shí)際應(yīng)用中參考。
1、電涌保護(hù)器(英文縮寫為SPD,以下簡(jiǎn)稱SPD)的分類
(1)開關(guān)型SPD,又稱雷電流避雷器,這種SPD在沒有電涌時(shí)為高阻抗,但一旦響應(yīng)電壓電涌時(shí)其阻抗就突變?yōu)榈椭担米鬟@種非線性裝置的常見例子有放電間隙,氣體放電管,閘流晶體管(可控硅)及三端雙向可控硅開關(guān)。這類SPD有時(shí)稱為克羅巴型SPD。
(2)限壓型SPD,這種SPD在沒有電涌時(shí)為高阻抗,但隨著電涌電流和電壓的增加其阻抗會(huì)不斷減小,用作這類非線性組件的例子是壓敏電阻和抑制二極管,這類SPD有時(shí)稱為箝壓型SPD。
(3)聯(lián)合型SPD,這種SPD由電壓開關(guān)型部件和限壓型部件聯(lián)合組裝在一起,根據(jù)二者的聯(lián)合參數(shù)和應(yīng)用電壓特性可組合裝成具有電壓開關(guān)、限壓或這兩種特性兼有的聯(lián)合型SPD。
2、SPD的主要性能、指標(biāo)
(1)最大持續(xù)運(yùn)行電壓Uc: 可以持續(xù)施加于電涌保護(hù)器的最大交流有效值電壓或最大直流電壓,等于電涌保護(hù)器的額定電壓。
(2)沖擊電流Iimp: 用于電源的第一級(jí)保護(hù)SPD,反映了SPD的耐直擊雷能力(采用10/350μs波形)。包括幅值電流Ipeak和電荷Q,其值可根據(jù)建筑物防雷等級(jí)和進(jìn)入建筑物的各種設(shè)施(導(dǎo)電物、電力線、通訊線等)進(jìn)行分流計(jì)算。
(3)標(biāo)稱放電電流In: 流過(guò)SPD的8/20μs電流波的峰值電流,用于對(duì)SPD做Ⅱ級(jí)分類實(shí)驗(yàn)或做Ⅰ級(jí)分類實(shí)驗(yàn)的預(yù)處理。對(duì)于Ⅰ級(jí)分類實(shí)驗(yàn)In不小于15 KA,對(duì)于Ⅱ級(jí)分類實(shí)驗(yàn)In不小于5KA。
(4)保護(hù)電壓水平Up:: 在標(biāo)稱放電電流(In)下的殘壓,又稱SPD的最大鉗壓,對(duì)于電源保護(hù)器而言,可分為一、二、三、四級(jí)保護(hù),保護(hù)級(jí)別決定其安裝位置,在信息系統(tǒng)中保護(hù)級(jí)別需與被保護(hù)系統(tǒng)和設(shè)備的耐壓能力相匹配。
3、電涌保護(hù)器SPD的主要性能、指標(biāo)的確定
3.1 最大持續(xù)運(yùn)行電壓Uc的選擇:
選擇220/380V三相系統(tǒng)中的電涌保護(hù)器時(shí),其最大持續(xù)運(yùn)行電壓Uc應(yīng)符合表1規(guī)定:
3.2 SPD的電壓保護(hù)水平Up的選擇:
最大電涌電壓,即SPD的最大箝壓(Up)加上其兩端的引線的感應(yīng)電壓(UL)應(yīng)與所屬系統(tǒng)的基本絕緣水平和設(shè)備允許的最大電涌電壓相一致,即: Up+UL ≤設(shè)備耐沖擊過(guò)電壓水平。無(wú)論對(duì)遠(yuǎn)處雷擊,直接雷擊或操作過(guò)電壓,均不應(yīng)大于表2中的Ⅱ類,即對(duì)于220/380V電氣裝置Up值不應(yīng)大于2.5kV。采用接線形式2(注:見本文第4部分)時(shí),接于相線與PE線之間的SPD的總保護(hù)水平也應(yīng)符合上述要求。
3.3 SPD的雷擊沖擊電流Imp及標(biāo)稱放電電流I n的確定:
(1)在已具備防雷裝置的情況下使用SPD防止直接雷擊或在建筑物臨近處被雷擊引起的瞬態(tài)過(guò)電壓時(shí),應(yīng)根據(jù)雷電防護(hù)區(qū)分區(qū)的原則選用I級(jí)試驗(yàn)、Ⅱ級(jí)試驗(yàn)、Ⅲ級(jí)試驗(yàn)的SPD。
確定SPD的雷擊沖擊電流Imp一般應(yīng)進(jìn)行分流計(jì)算(計(jì)算方法參見防雷規(guī)范條文說(shuō)明第6.4.7條)。當(dāng)電流值計(jì)算無(wú)法確定時(shí),其雷擊沖擊電流不應(yīng)小于表3中所列指標(biāo)。
(2)在建筑物電氣裝置中使用SPD限制從電源系統(tǒng)傳來(lái)的大氣瞬態(tài)過(guò)電壓(由間接的,遠(yuǎn)處的雷擊引起的)和操作過(guò)電壓時(shí),可選用Ⅱ級(jí)分類試驗(yàn)的SPD及必要時(shí)加裝Ⅲ級(jí)分類試驗(yàn)的SPD。符合Ⅱ級(jí)、Ⅲ級(jí)分類試驗(yàn)的SPD的標(biāo)稱放電電流I n不應(yīng)小于表3中所列指標(biāo)。
4、SPD在低壓電源系統(tǒng)中的安裝及接線
4.1 裝置的電源進(jìn)線端或其附近裝設(shè)
SPD時(shí),應(yīng)在下面所列的各點(diǎn)之間裝設(shè):
(1)當(dāng)在電源進(jìn)線端,中性線與PE(保護(hù)線)直接相連或沒有中性線時(shí),接在每一線與總接地端子或總保護(hù)線之間,取其路徑最短者。接線參見圖1。
(2)當(dāng)在電源進(jìn)線端,中性線與PE(保護(hù)線)不直接相連時(shí):
接線形式1:接在每一相線與總接地端子或總保護(hù)線之間,和接在中性線與總接地端子或總保護(hù)線之間,取其路徑最短者。接線參見圖2。
接線形式2:接在每一相線與中性線之間和接在中性線與總接地端子或總保護(hù)線之間,取其路徑最短者。接線參見圖3。
在低壓配電系統(tǒng)的電源進(jìn)線端或其附近裝設(shè)SPD的安裝要求見表4。
5、低壓電源系統(tǒng)中SPD的選擇及安裝位置
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