電源浪涌保護(hù)器（用于住宅等領(lǐng)域的保護(hù)設(shè)備）

應(yīng)用領(lǐng)域

HDL電源浪涌保護(hù)器適用于交流50/60Hz，額定工作電壓380V的TT、TN-S、TN-C、IT等供電系統(tǒng)及工廠低壓動(dòng)力和控制系統(tǒng)，對(duì)間接雷電和直接雷電影響或其他瞬時(shí)過電壓的浪涌進(jìn)行保護(hù)，主要適用于住宅，第三產(chǎn)業(yè)及工礦企業(yè)等領(lǐng)域浪涌保護(hù)要求。

產(chǎn)品作用

HDL電源浪涌保護(hù)器就是在最短時(shí)間（納秒級(jí)）內(nèi)將被保護(hù)線路接入等電壓系統(tǒng)中，使設(shè)備各端口等電位，同時(shí)釋放在電路上因雷擊而產(chǎn)生的大量脈沖能量，將其短路釋放到大地，降低設(shè)備各端口的電位差。HDL適合于220/380V供配電系統(tǒng)的瞬態(tài)過電壓保護(hù)，該產(chǎn)品可以及其有效地抑制由雷電引起的感應(yīng)過電壓及系統(tǒng)操作過電壓，保護(hù)設(shè)備安全，保障系統(tǒng)的正常運(yùn)行。

工作原理

HDL電源浪涌保護(hù)器分為防爆箱式和模塊式兩種。均采用了一種非線性特性極好的壓敏電阻。在正常情況下，浪涌保護(hù)器處于極高的電阻狀態(tài)，漏流幾乎為零，從而保證電源系統(tǒng)正常供電。當(dāng)電源系統(tǒng)出現(xiàn)浪涌過壓時(shí)，HDL電源浪涌保護(hù)器立即在納秒級(jí)的時(shí)間內(nèi)導(dǎo)通，將過電壓的幅值限值在設(shè)備的安全工作范圍內(nèi)，同時(shí)將浪涌能量入地釋放掉。隨后，浪涌保護(hù)器又迅速變?yōu)楦咦锠顟B(tài)，從而不影響正常供電。

性能特點(diǎn)

1. 可靠的熱脫扣保護(hù)裝置

2. 獨(dú)特的短路過流脫扣功能

3. 獨(dú)特的熱備份功能

4. 浪涌識(shí)別技術(shù)

5. 可靠的老化告警方式

6. 流通量大，殘壓低

7. 相應(yīng)時(shí)間快

8. 防雷箱采用一體化設(shè)計(jì)，外型美觀，安裝方便

模塊式的采用標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)，更換方便，標(biāo)準(zhǔn)35mm導(dǎo)軌，可直接裝入配電柜和配電箱。

9. 聲光報(bào)警系統(tǒng)

參數(shù)選擇及線路保護(hù)

按使用非線性元件的特性來分

1.1?電壓開關(guān)型SPD

常用的非線性元件有放電間隙、氣體放電管等，它具有大通流容量(標(biāo)稱通流電流和最大通流電流)?的特點(diǎn)，特別適用于易遭受直接雷擊部位的雷電過電壓保護(hù)(即L?PZ0A?區(qū))。

1.2?電壓限制型SPD

常用的非線性元件有氧化鋅壓敏電阻、瞬態(tài)抑制二極管等，是大量常用的過電壓保護(hù)器，一般適用于室內(nèi)(即L?PZ0B、L?PZ1、L?PZ2?區(qū))。

1.3?組合型SPD

由電壓開關(guān)型元件和限壓型元件混合使用，隨著施加的沖擊電壓特性不同，SPD?有時(shí)會(huì)呈現(xiàn)開關(guān)型SPD?特性，有時(shí)呈現(xiàn)限壓型SPD?特性，有時(shí)同時(shí)呈現(xiàn)兩種特性。

2.1?保護(hù)模式

SPD?可連接在L?(相線)、N?(中性線)、PE?(保護(hù)線)?間，如L?2L、L?2N、L?2PE、N?2PE,?這些連接方式與供電系統(tǒng)的接地型式有關(guān)。

2.2?最大持續(xù)工作電壓Uc

可能持續(xù)加于SPD?兩端的最大方均根電壓或直流電壓，其值等于SPD?本身的額定電壓。

IEC6036452534?中提出，在TT?系統(tǒng)中，當(dāng)SPD?設(shè)在漏電流保護(hù)器(RCD)?的電源側(cè)時(shí)，U?c≥1.1U?o;?當(dāng)SPD?設(shè)在漏電流保護(hù)器的負(fù)荷側(cè)時(shí)，U?c≥1.5U?o.

在TN?系統(tǒng)和IT?系統(tǒng)中，U?c≥1.1U?o.U?c?的選擇要考慮到當(dāng)?shù)仉娋W(wǎng)的水平波動(dòng)及用戶用電的具體情況，不是一味取大值為好，因?yàn)閁?c?取大，整個(gè)壓敏器件啟動(dòng)電壓也高，浪涌電壓將對(duì)設(shè)備產(chǎn)生危害。國際標(biāo)準(zhǔn)有一系列的優(yōu)選值，與當(dāng)?shù)仉娋W(wǎng)水平有關(guān)。

2.3?雷電通流量Imax

一般在L?PZ0?與L?PZ1?區(qū)交界處選用10/350u?s波形、每相通流量≥10KA?的SPD?安裝，在L?PZ1?與L?PZ2?區(qū)交界處選用8/2?0u?s?波形，每相通流量≥5KA?的SPD?安裝。由于10/350u?s?波形的能量比8/20u?s?的大20?倍，其電流相應(yīng)大5?倍，如果要用8/20u?s?波形的SPD?代替，其雷電通流量相應(yīng)要大5倍。

2.4?保護(hù)水平Up

該值應(yīng)比在SPD?端子測(cè)得的最大限制電壓大，與設(shè)備的耐壓Uw?一致(1.2U?p?≤Uw?)?,?可以從一系列的參考值中選取(如0108、0109、……1、1.2、1.5、1.8、2、……8、10KV?等)。目前國標(biāo)當(dāng)中較好的U?p有800V、900V.

2.5?漏電流

并聯(lián)型SPD?要求漏電流≤30uA?(公安部要求≤20uA?)?,?串聯(lián)型SPD?要求漏電流≤01.mA.

2.6?啟動(dòng)電壓UAS

過去認(rèn)為啟動(dòng)電壓即標(biāo)稱壓敏電壓，實(shí)際上通過SPD?的電流可能遠(yuǎn)大于測(cè)試電流1mA?,?這時(shí)不能不考慮已經(jīng)抬高的殘壓對(duì)設(shè)備保護(hù)的影響。從壓敏電壓到啟動(dòng)電壓的時(shí)間(即SPD?的響應(yīng)時(shí)間)?比較長，約為100n?s.啟動(dòng)電壓越高則殘壓也越高，越低則壓敏電阻易老化。其值不應(yīng)大于被保護(hù)設(shè)備的絕緣水平。

2.7?殘壓Ures

是真正加在被保護(hù)設(shè)備端口的電壓。殘壓越低越好，應(yīng)小于被保護(hù)設(shè)備耐沖擊過電壓額定值。見表1:

表1?220/380V?三相系統(tǒng)各種設(shè)備耐沖擊過電壓額定值Uw

Uw

用來劃分SPD?等級(jí)，具有8/20u?s?或10/350u?s?模擬雷電流沖擊波的放電電流。Imax=?2~?3?In。

2.9?持續(xù)工作電流Ic

在最大持續(xù)工作電壓U?c?下保護(hù)模式上流過的電流，實(shí)際上是各保護(hù)元件及與其并聯(lián)的內(nèi)部輔助電路流過的電流之和。為避免過電流保護(hù)設(shè)備或其它保護(hù)設(shè)備(如RCD)?不必要?jiǎng)幼鳎琁c?值的選擇非常有用。在正常狀態(tài)下，Ic?應(yīng)不會(huì)造成任何人身安全危害(非直接接觸)?或設(shè)備故障(如RCD)。一般情況下對(duì)RCD,?Ic?應(yīng)小于額定殘壓電流值(?I△n)?的1/3.

2.10?以上是選擇SPD?時(shí)所要考慮的幾種主要的參數(shù)，可以通過下圖來具體比較幾種電壓之間的關(guān)系：

Up Un和Uc相關(guān)曲線

3.1?安裝位置

按照IEC131221?(L?PZ)?的概念，當(dāng)電氣線路穿過兩防雷區(qū)交界處時(shí)要安裝浪涌保護(hù)器，根據(jù)設(shè)備的不同位置和耐壓水平，可將保護(hù)級(jí)別分為三級(jí)或更多，但保護(hù)器必須很好的配合，以便按照它們耐能量的能力在各浪涌保護(hù)器之間分配可接受的承受值和原始的閃電威脅值有效地減至需要保護(hù)的設(shè)備的耐電涌能力。但由于工藝要求或其它原因，被保護(hù)設(shè)備的安裝位置不會(huì)正好設(shè)在界面處而是設(shè)在其附近，在這種情況下，當(dāng)線路能承受所發(fā)生的電涌電壓時(shí)，浪涌保護(hù)器可安裝在被保護(hù)設(shè)備處，而線路的金屬保護(hù)層或屏蔽層宜首先于界面處做一次等電位連接。在實(shí)際的工作中，一般都將電源浪涌保護(hù)器設(shè)在總配電房、各樓層的配電箱中及被保護(hù)設(shè)備前，均取得了較好的防護(hù)效果。

3.1.1?在L?PZ0?區(qū)與L?PZ1?區(qū)交界處，在從室外引來的線路上安裝的SPD?應(yīng)選用符合??級(jí)分類試驗(yàn)(即通過SPD?的10?350u?s?波形的雷電流幅值)?的產(chǎn)品。通過對(duì)建筑物的防雷類別確定雷電流的幅值及雷電流直擊在該建筑后在各種管道、線路上的能量分配來確定其通流量的取值。

3.1.2?在L?PZ1?區(qū)與L?PZ2?區(qū)交界處，分配電盤處或U?PS?前端宜安裝第二級(jí)SPD,?可選用經(jīng)??或??級(jí)分類試驗(yàn)的產(chǎn)品。其標(biāo)稱放電電流In?不宜小于5KA(8?2?0u?s)。

31.13?在重要的終端設(shè)備或精密敏感設(shè)備處，宜安裝第三級(jí)SPD,?可選用經(jīng)??或??級(jí)分類試驗(yàn)的產(chǎn)品，其標(biāo)稱放電電流In?不宜小于3KA?(8?20u?s)?,?同時(shí)具有更短的響應(yīng)時(shí)間。

3.2?間距與能量匹配問題

在安裝SPD?時(shí)要考慮兩級(jí)之間的能量匹配問題，在一般情況下，當(dāng)在線路上多處安裝SPD?且無準(zhǔn)確數(shù)據(jù)時(shí)，電壓開關(guān)型SPD?與限壓型SPD?之間的線路長度不宜小于10?米，限壓型SPD?之間的線路長度不宜小于5?米。還應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：

3.2.1?SPD?采用低-?高配置時(shí)，第二級(jí)SPD?幾乎沒有用處，而采用高-?低配置時(shí)，能前后配合分流。

3.2.2?隨著兩極間距的縮短，前級(jí)分流作用下降，后級(jí)通過的電流和能量上升，當(dāng)距離過近時(shí)，前級(jí)幾乎不起作用。此時(shí)，應(yīng)在兩級(jí)之間采取退耦措施，例如在兩個(gè)SPD?之間安裝一個(gè)電感阻抗器件，可以起到退耦作用。

3.3?安裝方式：宜采用"V?"型連接方式(凱文法)。如下圖所示

安裝方式

3.4?SPD?的連接導(dǎo)線應(yīng)盡可能短、直，兩端的引線長度不宜超過015m?,?使其感應(yīng)電壓盡可能低，減少殘壓，連接導(dǎo)體應(yīng)符合相線采用黃、綠、紅色，中性線用淺藍(lán)色，保護(hù)線用綠/黃雙色線的要求。

如上所述，在選擇220?3?80V?三相系統(tǒng)中的浪涌保護(hù)器時(shí)，首先要區(qū)分低壓配電系統(tǒng)的型式，是IT、TT?還是TN?,?然后對(duì)所處建筑物確定防雷分類、確定雷電流的能量分配及設(shè)備的耐壓水平等方面綜合考慮SPD?的參數(shù)取值，實(shí)地考查，揚(yáng)長避短，選取最適當(dāng)?shù)腟PD,?使被保護(hù)設(shè)備承受的浪涌減少至設(shè)備可接受的值(較低的保護(hù)水平)。