浅谈信号设备应用浪涌保护器的电压关系.doc

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　一、新标准的发布与实施为信号设备应用浪涌保护器提供了新的重要依据
　　2008年9月6日铁道部发布TB/T 2311-2008《铁路信号设备应用浪涌保护器》标准并于同日实施。该标准规定了铁路信号设备浪涌保护器(简称SPD)的定义、分类、技术要求、试验方法、检验规则、标志、包装、运输和贮存的内容。它适用于铁路信号设备为防止雷电电磁脉冲感应损害的浪涌保护器制造、维修、检验与评定，因此它是铁路信号有关部门应用浪涌保护器新的重要依据。
　　二、铁路信号设备应用浪涌保护器的一些电压关系的提出
　　1、浪涌保护器是防雷装置的一个重要组成部分
　　防雷装置是接闪器、引下线、接地装置、浪涌保护器及其他连接导体的总合，浪涌保护器不仅是防雷装置的一个重要组成部分，也是铁路通信、信号设备、计算机信息系统设备进行防雷综合防护、电磁干扰防护必不可少的器件。
　　2、从定义来看
　　浪涌保护器是用以限制瞬态过电压以及泄放浪涌电流的装置，它至少应包含有一个非线性元件。
　　3、浪涌保护器应用范围日益广泛
　　随着铁路通信、信号设备和计算机信息技术的发展，各种电子信息技术产品的使用，及对雷电、电磁干扰防护措施的需要，浪涌保护器的应用范围日益扩大和广泛。对浪涌保护器(简称SPD)应用中的响应时间、SPD的残压与冲击电流峰值、SPD应用中的电压关系就提到了一个新的重要日程，其中需要认识清楚，协调和应用把握好SPD应用中的一些电压关系就是一个重要的课题，本文对SPD应用中的一些电压关系浅谈自己的认识和体会。
　　三、对浪涌保护器应用中一些电压关系的认识
　　从浪涌保护器的定义中看出，它是用以限制瞬态过电压以及泄放浪涌电流，具有限压泄流的功能，那么在应用中必然与电压的关系密切。浪涌保护器的应用涉及到供电电源、冲击源、SPD和被保护对象四个环节的一些电压值，如何学会并协调应用好这四个环节中的电压关系就是一个重要问题，在此简述各种电压之间的关系。
　　1、对供电电源，不紧要使电压在《技规》、《信号维护规则》规定的波动范围，还要注意使供电系统故障时的最高暂时过电压，这个电压应低于SPD的最大持续运行电压Vc。Vc它是允许持久地施加在SPD的各种保护模式上的最大交流电压有效值或直流电压。该电压值由制造商设定。
　　①交流电源SPD的伏选值为：
　　(a)I频电源电压标称值为220v时，选230v……320v
　　(b)I频电源电压标称值为380v时，选420v……510v
　　②铁路信号用SPD的Vc伏选值为52v……460v
　　2、对浪涌保护器SPD本身要考虑标称导通电压Vn，残压Vres，限制电压V、电压保护水平Vp。
　　①标称导通电压Vn：在施加恒定1mA电流的直流电压时，SPD两受试端间的电压。
　　②残压Vres：放电电流通过SPD时，在其端子间的电压峰值。
　　③限制电压V：在规定波形和幅值作用下在SPD端子间测量到的残压最大值。
　　④电压保护水平Vp：是表征SPD浪涌抑制能力的一个参数。它由制造商从规定的伏选值系列中选取。
　　在新发布并同时实施的 TB/T 2311-2008《铁路信号设备应用浪涌保护器》新标准中已列表说明了标称导通电压Vn、限制电压V、标称电压VN间的数值关系及压敏电阻器直流漏电流I1的要求，需要我们在应用中贯彻执行。其中标称电压VN为供电系统向用电设备提供的电压，我国I频交流电源相线对中性线的标称电压为220v。同时新标准的6.2.7.1.2中也指出：交流电源SPD和铁路信号用SPD经最大持续运行电压试验后……试验前后的限制电压均应小于Vp，且限制电压的变化率不应大于±5%。
　　3、应用SPD的一个基本要求是：SPD的保护水平应低于被保护对象的冲击耐压值并留有一定的裕度就行。
　　IEC60364-5-534：2002还具体规定，入户处SPD1的保持水平Vp≤2.5kv。《信号维护规则》规定：防雷元器件应与被保护设备匹配设置，保证雷电感应电磁脉冲过电压限制到被保护设备的冲击耐压水平以下。
　　从以上叙述中可看出，电泳保护在应用中涉及的电压值较多，但弄清楚它们之间的关系对正确使用SPD十分重要。其中一个就是：V耐>Vp>V(限制电压)。
　　4、正确选用标称导通电压Vn即V1ma
　　如选择220v防雷器压敏电阻时：
　　①若V1ma选用440 v、470 v，其荷电率V∮max/V1mA=1.15*220/(440-470)
　　式中V*max为相对地电压值，1.15为电压波动系数，上式V*max/ V1mA =1.15*220/(440-470)=0.575-0.538，特别是当电源系统发生持续时间较长，流过压敏电阻的漏电流很大，加速压敏电阻劣化，更容易发生烧毁。
　　②若选用合适的V1mA，则其压敏电阻的荷电率= V∮max/V1mA=1.15*220/ V1mA。我国原电力部与机械部联合制定的避雷器国家标准GB11032-2000，对220V级无间隙氧化锌避雷器规定：V1mA≥600V，其荷电率=1.15*220/ V1mA≥1.15*220/600=0.42。自1997年按电力行业标准实施以来，我国新装、安装几十万、上亿只氧化锌压敏电阻，一直运行良好。

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