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    2. 浪涌保護器的防護技術介紹及其應用

      時間: 2021-5-19 9:32:33 發布者: admin

      1浪涌電壓所導致的損害及原因

      電能已深化到我們日子的各個領域,無論是工業、農業、商業、醫療、通訊、航天、金融、軍工仍是洗衣機微波爐。特別是跟著通信、計算機、信息等高新技術的飛速發展,各種先進的通信、監測、控制、辦公自動化和計算機等電子設備正日益遍及地裝備于各類建筑物中。但電能已不是純凈的,電源線路所帶著的電磁干擾時刻威脅著電設備,尤其這些敏感電子設備的作業電壓低,絕緣強度弱,過電壓耐受能力差,因而它們遭到瞬態過電壓(即浪涌電壓)特別是雷電突擊而遭到損壞的或許性就大大添加。由于以雷擊中心在1.5km~2km范圍內都或許發生風險電壓而損壞線路上設備,其結果或許使整個電路的運轉停止,并形成難以預算的經濟損失。

      浪涌電壓發生的原因許多,一部分是源自于雷電直擊。另一部分來自于一些大功率的設備啟停和電力輸送線路的切換。其中80%的瞬態過電壓的源于內部操作:如開關操作,重負荷設備的投切等。大部分瞬態過電壓的發生帶有隨機性和重復性,也會伴隨電網中的其它電磁干擾一起發生。它不僅會對用電設備形成沖擊,甚至會損壞UPS穩壓電源等設備。更何況如今電氣設備中的電子和微電子元件的絕緣強度低,過電壓耐受能力差,這些電子設備極易遭到電力線路中瞬態過電壓(即浪涌電壓)的損害,影響設備運行甚至造成永久性損壞。為此,完善建筑物的防浪涌設計,實在作好建筑物內電子設備的防護,就顯得尤為重要。

      2傳統防浪涌技術存在的問題

      與現代防浪涌技術比較,傳統防浪涌攪擾是沒有浪涌分辨功能的。傳統的浪涌保護器都長期連接在電力線路上,所以不斷有漏電流通過,加快其天然老化時刻,下降模塊使用壽命。且有或許因漏電流的惡化而導致模塊的焚毀,特別是已作業多年而又未更換的模塊。別的,傳統浪涌保護器在電源動搖較大的區域,一旦電壓偶然超越模塊的動作電壓,模塊即刻導通自損,一些選用熱保護的模塊,其脫扣機構或者不靈,或只承受一次過壓便報廢。消極的解決辦法是提高模塊的動作電壓,但這樣做將導致浪涌保護器殘壓的提高,大大下降了浪涌保護器作業的可靠性。傳統浪涌保護器存在的這些問題對配電體系的安全運轉將會形成極大的威脅。

      3現代浪涌防護技術的簡介

      為了避免浪涌電壓對電子設備的干擾損害,國際上通常選用浪涌避免技術。所謂浪涌避免技術就是選用浪涌保護器在最短時刻(納秒級)內將被保護線路接入等電位體系中,使設備各端口等電位,同時開釋電路上因雷擊或其它原因而發生的很多脈沖能量,將其短路泄放到大地,下降設備各接口端的電位差,然后保護線路上用戶的設備。對體系設備而言,電源線路和信號線路是雷電突擊及其它原因發生過電壓并傳導的兩條首要通道,因此浪涌保護器也就分為電源體系浪涌保護器和信號體系浪涌保護器?,F代浪涌防護體系如圖1所示:

       

      現在選用防浪涌技術的形式主要有串聯浪涌保護和并聯浪涌保護兩種。并聯式浪涌保護器選用了“浪涌辨認”技術,即當設備在正常作業而沒有浪涌沖擊時,保護模塊因辨認器呈高阻狀態可視為與電路阻隔,只要極端微小的漏電流通過,當高頻雷電浪涌到達時模塊才會迅速呈低阻狀態導通瀉放浪涌動能。辨認器對浪涌沖擊呼應極快,現在的浪涌辨認器的呼應時間可達到<5ns。辨認器的快速呼應,還可從浪涌保護器的殘壓值得到證明:從國內外一些技術資料的數據可知,浪涌保護器雖然動作電壓高達480V,但其在峰值電流達到5KA時殘壓只要730V。串聯式浪涌保護器則選用了L型低通濾波器,用以消除高電壓的高次諧波,對活絡電子設備做到最縝密的保護。由于雷擊波形的特點是具有十分陡峭的前沿及能量極高的長尾波形,它可以通過多種途徑偶合到電網體系中。選用多級并聯防雷器能十分有效地脅迫雷電波的幅度,但不可以改進其急劇上升的前沿(上升時間在1100us,電流上升率可高達10KA/us)。這陡峭的前沿包含了很多高電壓的高次諧波,會對活絡電子設備形成嚴重破壞。串聯式浪涌保護器關于雷擊波型中十分陡峭的前沿制造用具有良好的抑制造用。所以,關于活絡的重要電子設備,選用串聯式的浪涌保護器保護較為適宜。典型的8-20us閃電脈沖的傅里葉級數變換標明,其大部分的能量的重量具有相對較低的頻率,所以,串聯式浪涌保護器一般都選用了L型的低涌濾波器。濾波器的線圈選用空心線圈,不管在脈沖還是靜態都不會飽滿。在線徑挑選時,要保證線圈的峰值因素超過3:1的電流才能,線圈兩頭壓降級小,不會發熱。由于浪涌保護器在正常情況下可視為與電路阻隔,所以動作模塊衰老進程十分緩慢,大大延長了其使用壽命。此外,浪涌辨認器還可接受連續的雷電沖擊,當各自獨立的模塊壽命完結時,對應的熱保護機構可自動將其掉落,其余模塊持續作業;浪涌辨認器還具有LED劣化指示功用,可遙控預警,為電源監控提供方便。

      4浪涌保護器的選用

      4.1防雷區的區分

      根據國家GB50057-94(2000)規范和IEC規范,防雷區應按下列原則區分:

      4.1.1LPZOA:本區內的各物體都或許遭到直接雷擊和導走全部雷擊電流;本區內的電磁場強度沒有衰減。

      4.1.2LPZOB:本區內的各物體不或許遭到大于所選滾球半徑對應的雷電流直接雷擊,但本區內的電磁場強度沒有衰減。

      4.1.3LPZ1:本區內的各物體不或許遭到直接雷擊,流經各導體的電流比LPZOB區更小;本區內的電磁場強度或許衰減,這取決于屏蔽措施。

      4.1.4LPZn+1后續防雷區:當需要進一步減小流入的電流和電磁場強度時,應增設后續防雷區,并按照需要保護的目標所要求的環境區挑選后續防雷區的要求條件。

      :n=1、2、……o

      4.1.5根據IEC規范,電源浪涌保護器選裝一般在

      防雷區的分界處,LPZOA、LPUBLr21oLP72與榜首級,在LPZ1LPZ2的交界處定為第二級,LPZ2

      LPZ3的交界處定為第三級。根據國內的設計的要求,一般的選裝位置如下:

      榜首級一般在室內總配電處,380V低壓配電柜進線。第二級一般選在分配電處,樓層配電箱、消防、電梯機房、屋面用電設備、熱泵、水泵、中央控制室等。

      第三級一般加在終端設備電源,住所用戶配電盤和別墅用戶配電盤。

      4.2浪涌保護器的重要參數

      4.2.1標稱放電電流In(額定放電電流)

      IEC及國標GB50057-94(2000)均以In作為考查浪涌保護器放電才能及產品性能分類的規范值,In反應了浪涌保護器的耐雷才能。

      4.2.2最大持續運行電壓Uc

      可持續加于電涌保護器兩頭,而使浪涌保護器不動作,不燒損的最大運行電壓值。

      TN體系Uc>1.15Un;TT體系Uc>1.55Un;IT體系Uc>1.15Un;

      4.2.3殘壓Ur(約束電壓)

      反映了浪涌保護器約束浪涌過電壓的才能,其值應不大于所保護目標耐壓等級。

      4.3挑選適當的斷路器

      斷路器的效果在于故障檢修、保護。

      建議在模塊前所加裝的斷路器配置如表1所示:

       

      5裝置注意事項

      5.1浪涌保護器應該裝置在漏電斷路器的前面,以減少漏電器誤動作的機會。

      5.2浪涌保護器均已有內置熔斷器保護,在浪涌保護器毛病狀態使其中路斷開。

      5.3裝置的引入線應該盡量的短,盡量的粗,并且兩線盡量接近及平行排列,模塊的最大容許銜接導線為25mm2。

       

      6不同配電體系中浪涌保護器的使用

      TN-S體系接線如圖2所示:

       

      TN-S系統:TN-S系統中,系統中中性線與保護線是完全分離的。

      TN-C系統接線如圖3所示:

       

      TN-C系統:TN-C系統中整個系統的中性線與保護線是合一的。

      TN-CS系統接線如圖4所示:

       

      TN-C-S系統:TNC-S系統中系統中有一部分中性線與保護線是合一的。

      IT系統接線如圖5所示:

       

      IT系統:在此系統內,電源與地絕緣或一點經阻抗接地,電氣裝置外露可導電部分接地(圖示為有中性線的IT配電系統)

      TT系統接線如圖6所示:

       

      TT系統:在此系統內,電源有一點與地直接連接。負荷側電氣裝置外露可導電部分連接的接地級和電源的接地級無電氣聯系。

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