三、浪涌保护Βιβλιοθήκη Baidu(SPD)的分类﹑性能概述3
将一个或一个以上的放电间隙封装在玻璃、陶瓷管或其它介质内,管内再充以很多压力的惰性气体,就构成了一只气体放电管(以下简称放电管),常用的有二极放电管和三极放电管。放电管主要的电气指标有标称直流击穿电压、冲击击穿电压、耐工频电流能力和耐冲击电流能力等。标称直流击穿电压是指在放电管极间施加缓缓上升的、致使放电管发生击穿时刻的直流电压。它反应了放电管能够正常的使用的场合,而不导致电路工作不正常。放电管未击穿前相当于开路状态。冲击击穿电压则指放电管在冲击电流的作用下的击穿(动作)值。这个数值很重要,它代表其保护效果的好与坏,通常它甚至高于标称直流击穿电压值。如标称为230V的放电管,其冲击击穿电压值(残压)约高达600~800V(1kV/μs)。耐流能力能够说是寿命指标,也能说是能力指标,表明它承受工频电流和冲击电流的水平。是一个很重要的指标。耐冲击电流的数值与所加冲击电流波形直接相关,不同的波形。其值也不同。放电管的耐冲击电流可达20kA/(8/20μs)。
直接雷击是最严重的事件,尤其是如果雷击击中靠近用户进线口架空输电线。在发生这些事件时,架空输电线电压将上升到几十万伏特,通常引起绝缘闪络。雷电电流在电力线上传输的距离为一公里或更远,在雷击点附近的峰值电流可达100kA或以上。传输至用户进线kA。在雷电活动频繁的区域,电力设施每年可能有好几次遭受雷电直击事件,会引起雷电事故。而对于采用地下电力电缆供电或在雷电活动不频繁的地区,上述事件是很少发生的。
间接雷击和内部浪涌发生的概率较高,绝大部分的用电设备损坏与其有关。所以供电系统浪涌保护的重点是对这部分浪涌能量的吸收和抑制。
SPD一般可由气体放电管、放电间隙、半导体放电管(SAD)、氧化锌压敏电阻(MOV)、齐纳滤波器、保险丝等元件混合组成。从用途上可分为电源系统SPD、信号系统SPD、天馈线系统SPD三大类。从工作原理和性能上也可分为电压开关型SPD、限压型SPD、组合型SPD。
直接雷击:雷电放电直接击中电力系统的部件,注入很大的脉冲电流。这种现象发生的概率相对较低;
间接雷击:雷电放电击中设备附近的大地,在电力线上感应中等程度的电流和电压。
限压型SPD在无电涌出现时为高阻抗,随着电涌电流和电压的增加,阻抗连续变小。此类SPD一般会用压敏电阻、瞬态抑制二级管等作为组件,有时称这类SPD为“钳压型”SPD。它的残压较低,测试该器件一般都会采用8/20μs的模拟雷电冲击电流波形。它一般安装在雷电保护区建筑物内,疏导8/20μs的雷电冲击电流,在过电压保护中具有逐渐限制雷电过电压的功能。大楼内低压配电系统中的大部分SPD均采用此种类型。
组合型SPD由电压开关型组件和限压型组件组合而成。利用限压型组件对浪涌电压的响应速度很快的特点,在一般雷电过电压的保护时,由它承受浪涌电流,其标称放电电流可达10~20kA。若遇到较大量级的雷电过电压,第一级由限压型组件组成的电路可自动断开,由第二级电压开关型组件进行雷电过电压保护。作为组合型SPD,其电压型组件能承受冲击通流能力平平>100kA。
摘要:简述雷电对供电系统的危害(其中间接雷击和内部浪涌发生的概率较高),重点介绍了浪涌保护器的分类、性能和主要的技术参数以及选择浪涌保护器的原则和步骤(包括SPD之间的能量配合问题),并简述了安装浪涌保护器的注意事项。
电压开关型SPD在无电涌出现时为高阻抗,当出现电压电涌时突变为低阻抗。此类SPD一般会用放电间隙、充气放电管、闸流管和三端双向可控硅元件作为组件。有时称这类SPD为“短路开关型”SPD。它的特点是放电能力强,但残压较高(通常为2000~4000V),测试该器件一般都会采用10/350μs的模拟雷电冲击电流波形。电压开关型SPD一般安装在建筑物LPZ0与LPZ1区的交界处,可最大限度地消除电网后续电流,疏导10/350μs的雷电冲击电流。故在大楼屋顶设备的配电线路上也装设此类SPD。
雷电是空中对流云团发生的云天、云云和云地之间的放电现象,瞬间放电电压可高达上亿伏,冲击电流高达几万甚至几十万安培,雷电灾害严重危及到生命和财产的安全。雷电放电有几率发生在云层之间或云层内部,或云层对地之间;另外许多大容量电气设备的使用带来的内部浪涌,对供电系统(中国低压供电系统标准:AC 50Hz 220/380V)和用电设备的影响以及防雷和防浪涌的保护,已成为人类关注的焦点。
供电系统内部由于大功率设备的启停、线路故障、投切动作和变频设备的运行等原因,都会带来内部浪涌,给用电设备带来不利影响。特别是对计算机、通讯等微电子设备带来致命的冲击。即便是没有造成永久的设备损坏,但系统运行的异常和停顿都会带来很严重的后果。比如企业网络自动化系统、证券交易系统、电信局用交换机、网络枢纽等。