楊燕蓉

（新干縣發(fā)改委）

電涌保護(hù)器選用淺談

楊燕蓉

（新干縣發(fā)改委）

電涌保護(hù)器設(shè)計(jì)選用時(shí)應(yīng)考慮的主要問題，并且論述浪涌保護(hù)器（以下稱SPD）安裝位置、兩端連接線路、級(jí)聯(lián)配合、導(dǎo)體截面積、SPD配用過電流保護(hù)器，TT系統(tǒng)的保護(hù)模式等問題。

浪涌保護(hù)器（SPD）；級(jí)聯(lián)配合；導(dǎo)體截面積

為了保護(hù)智能化電子設(shè)備和保證用電安全，將電涌保護(hù)器大范圍投入使用具有一定的必要性和緊迫性。在發(fā)生雷擊時(shí)，電涌保護(hù)器能夠確保供電線路的電壓處于相對(duì)穩(wěn)定的狀態(tài)，有效預(yù)防雷電電流對(duì)電子設(shè)備的沖擊和損壞，因此，電涌保護(hù)器成為保護(hù)自動(dòng)化設(shè)備免受雷擊的不二之選。但是目前，在電涌保護(hù)器的選擇上還存在一定的誤區(qū)，尋求科學(xué)的方法來選擇電涌保護(hù)器勢(shì)在必行。

選用電涌保護(hù)器應(yīng)考慮的主要問題：①按照不同分區(qū)選擇不同分類試驗(yàn)等級(jí)的SPD。②根據(jù)建筑分類、接地系統(tǒng)的類型來確定SPD的通流量大小。③根據(jù)被保護(hù)設(shè)備的耐壓水平來確定SPD的電壓保護(hù)水平。④根據(jù)不同的接地系統(tǒng)類型來確定SPD的最大持續(xù)工作電壓；SPD的通流容量指的是其最大能吸收而不損壞的能量。

SPD一般設(shè)二級(jí)或三級(jí)，第一級(jí)主要是用于泄放雷電電流并將雷電沖擊電壓降低。建筑物的外部防雷裝置的設(shè)置和線路的屏蔽，使得原始雷電流可以從接地裝置和所有進(jìn)出建筑物的接地（或埋地）金屬管線分泄，以二類防雷建筑物為例，計(jì)算雷電流為150kA，第一級(jí)SPD每相分雷電流只有8.3kA，雷電流的分流還與電源采用架空進(jìn)線還是電纜埋地進(jìn)線、變配電所是否設(shè)置在建筑物內(nèi)有關(guān)。

由于第一級(jí)SPD泄放絕大部分雷電流，后級(jí)SPD通過第一級(jí)的殘余、沿線侵入的雷電流電涌和雷電感應(yīng)能量以及操作過電壓能量，為了進(jìn)一步降低沖擊電壓，后級(jí)SPD采用限壓型SPD，以最大放電電流表征，一般不小于8/20μs5kA。

電壓保護(hù)水平Up是電涌保護(hù)最主要的參數(shù)，也是實(shí)施過電壓限制的目標(biāo)。電氣設(shè)備遭受雷害時(shí)，主要表現(xiàn)為電氣絕緣破壞。

由于設(shè)備的重要性和抗擾度要求程度的不同，電壓保護(hù)水平Up應(yīng)低于其保護(hù)范圍內(nèi)被保護(hù)設(shè)備的沖擊耐受水平Uw并留有裕度。對(duì)于很重要的設(shè)備，其沖擊耐受水平宜按其值的80%考慮。

最大持續(xù)運(yùn)行電壓Uc指的是持續(xù)施加在電涌保護(hù)器上不損壞SPD的最大交流方均根電壓或直流電壓。最大持續(xù)電壓值Uc，是關(guān)系到電涌保護(hù)器運(yùn)行穩(wěn)定性的關(guān)鍵參數(shù)。它應(yīng)大于電氣裝置內(nèi)可能出現(xiàn)的工頻持續(xù)或暫時(shí)過電壓，以免SPD不必要地被這種工頻電壓擊穿損壞而形成對(duì)地短路故障。最大持續(xù)運(yùn)行電壓的選擇對(duì)SPD在長(zhǎng)期運(yùn)行中的可靠性影響很大。

最大持續(xù)運(yùn)行電壓Uc的選取于電源系統(tǒng)的情況，配電變壓器機(jī)殼與低壓側(cè)中點(diǎn)共地與否，高壓中點(diǎn)接地與否，電網(wǎng)質(zhì)量等有關(guān)。SPD模塊介入位置（相對(duì)中、相對(duì)地）不同，則暫態(tài)過電壓不同，對(duì)最大持續(xù)運(yùn)行電壓的要求也不同。

在具體選用和安裝SPD時(shí)，還需考慮以下幾個(gè)問題：

（1）SPD的安裝位置。①在LPZ0區(qū)和LPZ0區(qū)與LPZ1區(qū)交界面處穿越防雷分區(qū)界面的電源線路上應(yīng)安裝第一級(jí)SPD，一般為電壓開關(guān)型SPD。建議安裝位置：總電源進(jìn)線處，如變壓器低壓側(cè)或總配電柜內(nèi)引致室外照明線路或動(dòng)力線路的配電箱內(nèi)。②當(dāng)上述安裝的SPD電壓保護(hù)水平加上其兩端引線的感應(yīng)電壓保護(hù)不了后續(xù)配電盤供電的設(shè)備時(shí)，應(yīng)在該級(jí)配電盤安裝第二級(jí)SPD。建議安裝位置：安裝于下端帶有大量弱電、信息系統(tǒng)設(shè)備或需限制暫態(tài)過電壓的設(shè)備的配電箱內(nèi)。③對(duì)于需要將瞬態(tài)過電壓限制在特定水平的設(shè)備，宜考慮在該設(shè)備前安裝具有防操作過電壓和防感應(yīng)雷雙重功能的第三級(jí)SPD，其位置一般設(shè)在LPZ2區(qū)和其后續(xù)防雷交界面處。建議安裝位置：計(jì)算機(jī)設(shè)備、信息設(shè)備、電子設(shè)備及控制設(shè)備前或最近的插座箱內(nèi)。

（2）SPD的兩端連接線，IEC標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定SPD的連接線總長(zhǎng)度不宜超過0.5m。這是因?yàn)槔纂姏_擊電流呈高頻特性，連接線上的Ldi/dt高頻電壓降與連接線的長(zhǎng)度成正比，連接線上的Ldi/dt則可在電氣裝置設(shè)計(jì)中借減少連接線長(zhǎng)度，也即減少電感來減少。

（3）SPD級(jí)聯(lián)配合。在線路上多級(jí)安裝SPD時(shí)應(yīng)考慮級(jí)間的能量配合。如果兩級(jí)SPD配合不當(dāng)，后級(jí)SPD先導(dǎo)通放電，則后級(jí)SPD將因通過大的雷電能量而燒壞，為此需提高施加在前級(jí)SPD上的沖擊電壓幅值使前級(jí)SPD能較早導(dǎo)通放電，從而使后級(jí)SPD能安全地泄放殘余的少量雷電能量而不被燒壞，并保證其性能不劣化。一般情況下電壓開關(guān)SPD與限壓SPD之間的線路長(zhǎng)度不小于10m；限壓型SPD之間的線路長(zhǎng)度不小于5m時(shí)，可以滿足級(jí)聯(lián)配合，否則，線路中間串接退耦裝置。如果二級(jí)SPD之間的線路較長(zhǎng)，中間有較長(zhǎng)分支線，在分點(diǎn)之上的過電壓可能會(huì)超過SPD電壓，這時(shí)需要再裝設(shè)一級(jí)SPD。

（4）連接線的導(dǎo)體截面積要求。安裝在電氣裝置電源進(jìn)線端或靠近進(jìn)線端處的電涌保護(hù)器連接線的最小截面積應(yīng)是不小于4mm2的銅線或與其等效。

標(biāo)稱放電電流越大，要求連接線和接地線的截面積也相應(yīng)加大，這樣可減少引線電感量，從而減小動(dòng)態(tài)阻抗，同時(shí)減小線路殘壓。

（5）SPD配用過電流保護(hù)器。SPD可能因多次承受雷電流和暫時(shí)過電壓的沖擊而失效，也可能因使用日久，其泄露電流大大增大而失效。失效后的SPD可能呈開路狀態(tài)而失去保護(hù)作用，也可能呈短路狀態(tài)而引起種種危害。因此在SPD的電源側(cè)應(yīng)安裝過電流保護(hù)裝置。并宜帶有劣化顯示功能。SPD本身和其連接線以及與其串接的過電流保護(hù)器應(yīng)能承受短路電流的熱效應(yīng)。

TM862

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1004-7344（2016）29-0233-01

2016-9-23