低壓配電系統(tǒng)中電涌保護(hù)器SPD的選擇及安裝

1、佚名文章本站點(diǎn)擊數(shù)：1004更新時(shí)間：2008-1-3低壓配電系統(tǒng)中電涌保護(hù)器的選擇及安裝近年來(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)?？晒┕こ淘O(shè)計(jì)人員實(shí)際應(yīng)用中參 考。1.電涌保護(hù)器(英文

2、縮寫(xiě)為 SPD以下簡(jiǎn)稱SPD的分類(1)開(kāi)關(guān)型SPD,又稱雷電流避雷器，這種 SPD在沒(méi)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?，用作這種非線性裝置的常見(jiàn)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(kāi)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(méi)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(kāi)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(kāi)關(guān)、限壓或這 兩

3、種特性兼有的聯(lián)合型SPD2. 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limp：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 小被 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的以s電流波的峰值電流，用于對(duì) SPD做H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

4、: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：表1 SPD的持續(xù)運(yùn)行電壓Uc電涌保護(hù)器接于配電網(wǎng)絡(luò)的系統(tǒng)特征TT系統(tǒng)TN-C系統(tǒng)TN-S系統(tǒng)引出中性線的IT系統(tǒng)不引出中性線的IT系統(tǒng)每一相線和中性線間。1.1 Uo NA1.1 Uo1.1 Uo NA每一相線和PE線間。1.1 Uo NA1.1 Uo Uoa線

5、電壓a中性線和PE線間 Uoa NA Uoa Uoa NA每一相線和PEN線間。NA1.1 Uo NA NA NANA:不適用注1.Uo是指低壓系統(tǒng)相線對(duì)中性線的標(biāo)稱電壓，在系統(tǒng)中，Uo=220M注2.此 表基于IEC61634-1修改版1。a這些值對(duì)應(yīng)于最嚴(yán)重的故障狀況，因而沒(méi)有考慮10%的余量。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較備耐沖擊過(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H類,即對(duì)于22電氣裝置Up值

6、不應(yīng)大于2.5kV。采用接線形式2 （注：見(jiàn)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。表2 220V/380V三相配電系統(tǒng)的各種設(shè)備絕緣耐沖擊過(guò)電壓額定值設(shè)備位置電源處的設(shè)備配電線路和最后分支線路的設(shè)備用電設(shè)備特殊需要 保護(hù)的設(shè)備耐沖擊過(guò)電壓類別IV類m類II類I類耐沖擊電壓額定值6 kV 4kV2.5 kV1.5 kV注：i類-需要將瞬態(tài)電壓限制到特定水平的設(shè)備；n類-如家用電器、手提工具及類似負(fù)荷；田類-如配電盤(pán)、斷路器、布線系統(tǒng)（包括電纜、母線、分線盒、 開(kāi)關(guān)、插座）及應(yīng)用于工業(yè)設(shè)備和一些其他設(shè)備如永久接至固定裝置的固定安 裝的電動(dòng)機(jī)。IV類-如電氣計(jì)

7、量?jī)x表、一次線過(guò)流保護(hù)設(shè)備、波紋控制設(shè)備。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)、出級(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(jiàn)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)。表3 SPD的標(biāo)稱放電電流和雷擊沖擊電流雷電防護(hù)分區(qū)交界面接在每一保護(hù)模式通路上的SPD接在中性線和PE線之間的SPD試驗(yàn)類別三相系統(tǒng)單相系統(tǒng)PZ0A區(qū)或LPZ0B區(qū)與L

8、PZ1區(qū)雷擊沖擊電流 "s,12.5kA雷擊沖擊電流Imp10/350區(qū)s,50kAt擊沖擊電流 區(qū)s,25kA級(jí)分類試 驗(yàn)LPZ1區(qū)與LPZ2區(qū)標(biāo)稱放電電流 s s,5kA標(biāo)稱放電電流s s,20kA標(biāo)稱放電電流ws,10kAII級(jí)分類試驗(yàn)LPZ2區(qū)與其后續(xù)防雷區(qū)標(biāo)稱放電電流 s s,3kA標(biāo)稱放電電流s s,12kA標(biāo)稱放 電電流ws,6kAII級(jí)分類試驗(yàn)注1:表中的雷擊沖擊電流Imp值規(guī)定引自IEC60364-5-534過(guò)電壓保護(hù)器 注2:表中的分類試驗(yàn)的定義見(jiàn)防雷規(guī)范附錄八。(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

9、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)加裝田級(jí)分類tO僉的SPD符合II級(jí)、m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寸，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(méi)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(jiàn)圖1。1-裝置的電源；2-配電盤(pán)；3-總接地端或總接地連接帶；4-電涌保護(hù)器(SPD ； 5-電涌保護(hù)器的接地連接，5a或5b; 6-需要保護(hù)的設(shè)備；7-PE線與N 線的連接帶；F-保護(hù)電涌

10、保護(hù)器推薦的熔絲、斷路器或剩余電流保護(hù)器；RA本裝置的接地電阻；RB供電系統(tǒng)的接地電阻圖1 TN系統(tǒng)中的SPD安裝(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(jiàn)圖2。1-裝置的電源；2-配電盤(pán)；3-總接地端或總接地連接帶；4-電涌保護(hù)器(SPD ; 5-電涌保護(hù)器的接地連接，5a或5b; 6-需要保護(hù)的設(shè)備；7-剩余電流 保護(hù)器，應(yīng)考慮通雷電流的能力；F-保護(hù)電涌保護(hù)器推薦的熔絲、斷路器或剩余 電流保護(hù)器；RA本裝置的接地電阻；RB供電系統(tǒng)的接地電阻圖2 TT系統(tǒng)

11、中SPD安裝在剩余電流保護(hù)器的負(fù)荷側(cè)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(jiàn)圖 3。1-裝置的電源；2-配電盤(pán)；3-總接地端或總接地連接帶；4-電涌保護(hù)器(SPD ； 5-電涌保護(hù)器的接地連接，5a或5b; 6-需要保護(hù)的設(shè)備；7-剩余電流 保護(hù)器，可位于母線的上方或或下方；F-保護(hù)電涌保護(hù)器推薦的熔絲、斷路器或剩余電流保護(hù)器；RA本裝置的接地電阻；RB供電系統(tǒng)的接地電阻圖3系統(tǒng)中電涌保護(hù)器安裝在SPD的電源側(cè)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(jiàn)表4。表4 SPD的安裝要求電涌保護(hù)器接于電涌保護(hù)器安裝點(diǎn)的系統(tǒng)特

12、點(diǎn)TT系統(tǒng)TN-C系統(tǒng)TN-S系統(tǒng)引出中性線的IT系統(tǒng)不引出中性線的IT系統(tǒng)裝設(shè)依據(jù)裝設(shè)依據(jù)接線型式1接線型式2接線型式1接線型式2每一相線和中性線間。+ NA + + NA每一相線和PE線間。-NA NA NA NA 中性線和PE線間 NA NA每一相線和 PEN線間。NA NA NA NA NA NA NA相線 + + + + + + + +5.低壓電源系統(tǒng)中SPD的選擇及安裝位置5.1 信息系統(tǒng)雷擊電磁脈沖的防護(hù)應(yīng)按其所處的建筑物條件、信息設(shè)備的重 要程度、發(fā)生雷擊事故嚴(yán)重程度等進(jìn)行雷擊風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，將信息系統(tǒng)雷擊電磁脈 沖的防護(hù)分為A、B、C、D四級(jí)，分別采用相應(yīng)防護(hù)措施:A級(jí):宜在低壓系

13、統(tǒng)中采取3-4級(jí)SPM行保護(hù)。B級(jí):宜在低壓系統(tǒng)中采取2-3級(jí)SPM行保護(hù)。C級(jí):宜在低壓系統(tǒng)中采取2級(jí)SPM行保護(hù)。D級(jí):宜在低壓系統(tǒng)中采取1級(jí)或以上SPD進(jìn)行保護(hù)。說(shuō)明風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估計(jì)算方法參見(jiàn)IEC61662雷擊損害風(fēng)險(xiǎn)的評(píng)估。5.2 SP應(yīng)電源系統(tǒng)中的安裝位置如下:(1)在LPZ0A區(qū)和LPZ0B區(qū)與LPZ1區(qū)交界面處連續(xù)穿越的電源線路上應(yīng) 安裝符合I級(jí)分類試驗(yàn)的SPD如總電源進(jìn)線配電柜內(nèi)、配電變壓器的低壓側(cè)主配電柜內(nèi)、引出至本建筑物防直擊雷裝置保護(hù)范圍以外的電源線路的配電箱 內(nèi)。(2)在LPZ0B區(qū)與LPZ1區(qū)交界面處穿越的電源線路上應(yīng)安裝符合 II級(jí)分 類試驗(yàn)的SPD如引出至本建筑物防直擊雷裝置的保護(hù)范圍之內(nèi)的屋頂風(fēng)機(jī)、 屋頂廣告照明的電源配電箱內(nèi)。(3)當(dāng)電源進(jìn)線處安裝的電涌保護(hù)器的電壓保護(hù)水平加上其兩端引線的感 應(yīng)電壓保護(hù)不了該配電箱供電的設(shè)備時(shí)，應(yīng)在該級(jí)配電箱安裝符合II級(jí)分類試驗(yàn)的SPD其位置一般設(shè)在LPZ1區(qū)和LPZ2區(qū)交界面處。如：樓層配電箱、計(jì)算機(jī)中心、電信機(jī)房、電梯控制室、有線電視機(jī)房、樓宇 自控室、保安監(jiān)控中心、消防中心、工業(yè)自控室、變頻設(shè)備控制室、醫(yī)院手術(shù) 室、監(jiān)護(hù)室及裝有電子醫(yī)療設(shè)備的場(chǎng)