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防雷术语与知识

文字:[大][中][小] 手机页面二维码 2019/10/11     浏览次数:    

一、专业术语:

 

浪涌保护器(也称电涌保护器) surge protective device,简称SPD

用于限制由线路侵入设备的浪涌过电压及分流浪涌过电流的装置,它至少应包含一个非线性电压限制元件。

电源浪涌保护器 lightning protector used in low-voltage power circuits

用于限制由电源馈线侵入电源设备的浪涌过电压及过电流的SPD。

并联型浪涌保护器 parallel lightning protector 

与被防护电路并联的SPD。并联SPD可以有分离的输入和输出端子,但在输入和输出端子间没有串联阻抗。

电压开关型SPD voltage switching type SPD

没有浪涌时具有高阻抗,有浪涌电压时能立即转变成低阻抗的SPD。电压开关型SPD常用的元件有放电间隙、气体放电管、闸流管(硅可控整流器)和三端双向可控硅开关元件。这类SPD有时也称作“短路型SPD”。

电压限制型SPD voltage limiting type SPD

没有浪涌时具有高阻抗,但是随着浪涌电流和电压的上升,其阻抗将持续地减小的SPD.常用的非线性元件是:压敏电阻和抑制二极管。这类SPD有时也称作“钳位型SPD”。

复合型SPD combination SPD

由电压开关型元件和电压限制型元件组成的SPD。其特性随所加电压的特性可以表现为电压开关型、电压限制型或两者皆有。

保护模式 modes of protection

用于描述SPD在线路中的连接方式。

在交流配电系统中分为相对相、相对地、相对中、中对地及其组合。

在直流配电系统中分为正对负、正对地、负对地及其组合。

最大连续工作电压Uc maximum continuous operating voltage Uc

可以连续施加在SPD上的交流电压有效值和直流电压最大值。

冲击放电电压Uimp spark over voltage with voltage impulse Uimp

在SPD的输入端子间或输入端子与接地端子间施加1kV/µs的冲击电压时,SPD发生放电时刻的峰值电压。

标称导通电压Un nominal conductive voltage Un

在施加恒定1mA直流电流时,不含串联间隙的SPD线路端子和公共接地端子间的放电电压。含串联间隙的SPD,在增加直流电压时若发生放电,将直流电流调整到lmA时SPD的端电压。

标称放电电流In nominal discharge current In

SPD不发生实质性破坏而能通过规定次数、规定波形的最大限度的冲击电流峰值。又称冲击通流容量。本标准中,电流波形为8/20µs。

最大放电电流Imax maximum discharge current Imax

SPD不发生实质性破坏而能通过电流波形为8/20µs的电流波1次冲击的电流极限值。又称极限冲击通流容量。它应是标称放电电流In的2倍以上。

残压Ures residual voltage Ures

放电电流通过SPD时,SPD规定端子间出现的电压峰值。

限制电压U1 measured limiting voltage U1

施加规定幅值、规定波形的冲击波时,在SPD规定端子间测得的电压峰值。限制电压是残压的特例。

电压保护水平(voltage protection level,Up)

表征电源SPD电涌抑制能力的一个参数。它从规定的优选值系列中选取。

交流续流 following current

含并联间隙的电源SPD被浪涌过电压击穿放电,浪涌过电压消失后电源SPD并联间隙仍让来自馈电回路的交流电流流通的现象叫交流续流。

漏电流I1 leakage current I1

并联型电源SPD在施加75%的标称导通电压Un时,流过电源SPD的电流。

 

 

 

二、基础知识

 

浪涌保护器的分类及特性

n 按用途分:

电源SPD,

信号SPD,

天馈线SPD。有的把它也并入信号SPD。

n 按其结构原理和动作特性分

电压限制型,

电压开关型,

复合型。

n 按安装方式分

固定式

插拔式,

移动式(SPD装在电源插座或插板中)。这种分类与原理结构和用途无关。

n  SPD按其端口分

一端口

二端口。

 

浪涌保护器的功能

n SPD的功能是通过泄放电涌电流来限制电涌电压。

n SPD主要是用来限制雷电引起的瞬态过电压,即雷电电涌,也可限制大部分的操作电涌。

n 雷电电涌可以沿电源或信号进线侵入,可以由于雷击时地电位升高反击而来,可以由于雷击建筑物本身或附近的磁场感应而在电缆和环路中产生。因此,即使有了良好的避雷针、引下线和接地装置,也并非不要SPD,因为避雷针无法防止雷电感应和电涌沿线侵入,实际的接地装置难以防止反击。

 

 

浪涌保护器能否限制操作过电压(电涌)? 

n 大部分操作过电压(电涌)的电压峰值不高(多数在3kV左右,很少会超过6kV),能量没有雷电电涌大。所以,能够限制雷电电涌的SPD,一般都能限制大部分操作过电压(电涌)。

 

n 但是在靠近电气设备操作十分频繁的地点(如电梯控制中心和有电容补偿的母线),应该提高其最大持续运行电压,至少要求Uc 〉1.45Uo。

 

 

浪涌保护器的Ⅰ级分类试验、Ⅱ级分类试验和Ⅲ级分类试验

n SPD的Ⅰ级分类试验是用标称放电电流In先做预处理试验(施加15次)、然后用最大冲击电流Iimp(施加1次)进行试验。冲击放电电流试验时不仅要求10/350波形,而且标准规定电流包含的电荷量应为Q= 0.5Ipeak(其中电荷量Q单位为库仑(C),Iimp的峰值是Ipeak单位为千安(kA))。而且Q应在10ms内通过。在冲击试验的同时还施加相当与最大持续运行电压的工频电压。

n Ⅱ级分类试验也先用标称放电电流In先做预处理试验(施加15次),然后再用最大放电电流Imax(施加1次)进行试验。与冲击试验同时还施加工频电压。

n Ⅲ级分类试验用复合波发生器进行试验。复合波发生器能对开路电路施加1.2/50µs波形冲击电压,对短路电路施加8/20µs波形冲击电流。实际被试SPD的电压、电流幅值及其波形由上述冲击发生器及被试SPD的(非线性)阻抗而定。复合波发生器的开路电压峰值Uoc和短路电流峰值Isc之比取为2Ω:该比值定义为发生器输出虚拟阻抗Zf 。与冲击试验同时还施加工频电压。

 

什么是浪涌保护器的保护模式?

n 保护模式是指的是一组SPD中的各个模块和被保护线路/设备端子如何连接:连在相线对地线,相线对中线或中线对地线之间,还是连在相线对相线之间 

n 保护模式分为:

o 共模模式

– 指模块接在相与地、中与地之间,三相3~4个模块。

o 差模模式

– 指模块接在相与中之间或相与相之间。

o 全保护模式

– 指既有共模模式又有差模模式。通常所说全保护模式需三相7个模块,不包括相间模块。

o “3+1”模式

– 三个相对中模块是差模模块,一个中对地模块可归之于共模模式。在“3+1”接法里各相对地保护是由差模模块和间隙模块共同实现 

 

 

防雷分区

 

防雷分区的划分是将需要保护和控制雷电电磁脉冲环境的建筑物,从外部到内部划分为不同的防雷分区。

n LPZ0A区 – 本防雷分区内的各物体都易遭受直接雷击,因而可能传导全部的雷电流。本区内的雷电电磁脉冲强度无衰减(例如建筑物外部不在避雷针保护范围内的部分)。 

n LPZ0B区– 本防雷分区内的各物体不易遭受直接雷击,但本区内的雷电电磁脉冲强度无衰减(例如建筑物外部,但在避雷针保护范围以内的部分)。 

n LPZ1区 -   本防雷分区内的各物体不可能遭受直接雷击,流经各导体的电流比LPZ0B区更小,本区内的电磁场强度可能衰减,这取决于建筑物的屏蔽措施。(例如钢筋水泥框架结构建筑物内部)。

n  LPZ2区 -   本防雷分区内的各物体不可能遭受直接雷击,流经各导体的电流比LPZ1区更小,本区内的电磁场强度可能衰减,这取决于建筑物的屏蔽措施。(例如建筑物内部的屏蔽机房内部)。 

n LPZn+1后续防雷区-  当需要进一步减小流入的电流和电磁场强度时,应增设后续防雷区,并按照需要保护的对象所要求的安置环境选择后续防雷区的要求条件。(例如屏蔽机房内的金属机柜和控制台内部)。

 

雷电保护级别分类

 

GB50057-2000《建筑物防雷设计规范》规定雷电保护级别分为四级:

 

雷电保护级别

 I级

   II级

   III级

   IV级

耐冲击电压类别

 IV类设备

III类设备     

II类设备

I类设备

6KV

4kV

2.5KV

1.5KV

工业电器

工业电器

家用设备

电子设备

浪涌保护器型号

LGA-SP-A50

LGA-SP-B100

LGA-SP-C60

LGA-SP-C20

LGA-SP-A20

LGA-SP-B80

LGA-SP-C40

LGA-SP-C10

推荐后备保护大小

63A

40A

25A

16A

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