低压供电系统避雷器的选用.pptx

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,低压电涌保护器的选用,撰 稿：黄 宏 龙,雷电是一种常见的自然现象，它有两大危害：,1,）人身安全的危害,2,）电气电子设备的危害,雷电灾害涉及面广，随着科技的发展，各种电气设备的灵敏度越来越高，从电力、建筑这两个传统领域扩展到几乎所有行业，特别是与高新技术关系最密切的领域，如互联网，数据中心等，雷灾造成的经济损失和危害程度大大增加了。因此，我们必须不断提高对雷灾的防御能力。,前言,前言,前言,当雷电落在建筑物或者建筑物附近以及输电线路或输电线路附近，侵入或感应出数十千伏的瞬态过电压，并沿着线路侵入配电回路而损坏电子电气设备。,前言,为了保护电气系统和重要的电气电子设备免遭雷击过电压的损坏，低压配电系统和通信信号系统必须安装电涌保护器。电涌保护器又称为“,SPD,”、“浪涌保护器”、“浪涌抑制器”、“避雷器”、“防雷器”、“防雷保安器”等。,课程目录,一、避雷器产品概述,二、电涌保护器分类,三、电涌保护器的几个重要参数,四、电涌保护器选型,五、,SPD,后备保护的选择,一、避雷器产品概述,电涌保护器（,Surge Protective Device,SPD,）主要用来限制在电源和信号系统中由雷电引起的瞬态过电压,(,即雷电电涌,),和大部分的操作过电压。雷电电涌可以通过电源或信号线路侵入设备，可以由于雷击时地电位升高反击设备，也可以因雷击建筑物本身,(,或在附近,),产生的脉冲电磁场在电缆和环路中感应产生。因此，除了配备良好的避雷针、引下线和接地装置等外部防雷措施，还需要安装,SPD,。因为它们无法防止雷电感应电压沿线的传导侵入和雷电二次回击。特别是如果建筑物内有价值较高、影响较大信息电子设备和,/,或电力电子设备，其耐受雷电电涌的能力大大低于常规电气设备，更加需要安装,SPD,。,一、避雷器产品概述,SPD,作为一种能吸收过电压能量、限制过电压幅值的保护元件。使用时将,SPD,安装在被保护设备附近，与被保护设备并联。在正常情况,SPD,不动作（仅流过微安级的泄漏电流）；当作用在,SPD,上的电压达到,SPD,的动作电压时，,SPD,导通，通过大电流，吸收过电压能量，并将过电压限制在一定水平，以保护设备的绝缘。在释放过电压能量后，,SPD,会自动恢复到不导通的正常工作状态。,一、避雷器产品概述,SPD,的选择应根据系统运行方式不同、,SPD,安装地点不同（保护对象不同）、,SPD,型式不同而有所区别，但由于部分设计人员对系统的情况了解的不清楚、不准确，对,SPD,的特性不了解，因此选择,SPD,具有一定的盲目性。,课程目录,一、避雷器产品概述,二、电涌保护器分类,三、电涌保护器的几个重要参数,四、电涌保护器选型,五、,SPD,后备保护的选择,二、电涌保护器分类,SPD,可以按其用途分类,电涌保护器,电源,SPD,信号,SPD,二、电涌保护器分类,SPD,按其结构原理和动作特性,(,与保护元件有关,),分类。,电涌保护器,电压限制型,电压开关型,混合型,电压开关型,SPD,没有电浪涌时具有高阻抗，有电浪涌时能立即转化成低阻抗，其常用的元件有放电间隙、气体放电管、可控硅整流器等,电压限制型,SPD,没有电浪涌时具备高阻抗，随着电涌电流、电压的上升，其阻抗持续的减小，常用非线性元件：氧化锌压敏电阻和抑制二极管。,复合型,SPD,常采用电压开关型和电压限制型,SPD,串联或并联以满足限制电压或通流量的要求。,二、电涌保护器分类,SPD,可以从安装方式上分类，如固定式、插拔式、移动式,(SPD,装在电源插座或插板中,),。,电涌保护器,固定式,插拔式,移动式,课程目录,一、避雷器产品概述,二、电涌保护器分类,三、电涌保护器的几个重要参数,四、电涌保护器选型,五、,SPD,后备保护的选择,三、电涌保护器的几个重要参数,类实验,(Class I test),用标称放电电流,In,、,1.2/50,冲击电压和最大冲击电流,Iimp,做的试验。,类实验,(Class II test),用标称放电电流,In,、,1.2/50,冲击电压和最大放电电流,Imax,做的实验。,最大持续工作电压,Uc(Maximum continuous operating voltage),可持续施加在,SPD,保护模式上的最大交流电压有效值或直流电压。,最大放电电流,Imax(Maximum discharge current),流过,SPD,具有,8/20s,波形电流的峰值。其值按,级动作负载试验的程序确定，,Imax,应大于,In,。,标称放电电流,In(Nominal discharge current),流过,SPD,具有,8/20s,波形的电流峰值。用于,II,类试验的,SPD,分类以及,类、,类试验的,SPD,的预处理试验。,电压保护水平,Up(Voltage protection),在标称放电电流,In,作用期间测量电涌保护器两端的最大电压。,冲击电流,Iimp,最大冲击电流,Iimp,是,级分类试验,SPD,的一个重要参数，采用,10/350,微秒波形试验仅通过,1,2,次（,IEC,是,1,次）值。,三、电涌保护器的几个重要参数,通常衡量电涌保护器的质量有那几个重要的指标：,1,）电压保护水平,(Up),。通常电压保护水平越低，保护效果越好。只有在级间配合时电压保护水平不一定越低越好。,2,）标称放电电流,(In),。通常通流容量,In,越高，雷电下安全性越好。但是通流容量越大，,SPD,的电压保护水平和价格也就越高。,3,）最大持续运行电压,(Uc),。通常最大持续运行电压越高，长期安全性越好，但是最大持续运行电压越高，电压保护水平也会相应提高。,这三个参数应该统一考虑，不能顾此失彼，要在保护效果和可靠性两方面都有保证。,课程目录,一、避雷器产品概述,二、电涌保护器分类,三、电涌保护器的几个重要参数,四、电涌保护器选型,五、,SPD,后备保护的选择,四、电涌保护器选型,1,、最大冲击电流,Iimp,和标称放电电流,In,的选择,雷电防护等级,LPZ0,区与,LPZ1,区交界处,LPZ1,与,LPZ2,区交界处,后续防护区的边界处,总配电箱,分配电箱,设备机房配电箱和需要,特殊保护,的电子信息设备端口处,10/350,u,s,8/20,u,s,8/20,u,s,8/20,u,s,Iimp(kA),In(kA),In(kA),In(kA),A,20,80,40,5,B,15,60,30,5,C,12.5,50,20,3,D,12.5,50,10,3,四、电涌保护器选型,雷电,防护等级,建筑物类型,A,1,）国家级,计算中心、国家级通信枢纽、特级和一级金融设施、大中型机场、国家级和省级广播电视中心、枢纽港口、火车,枢纽站,、省级城市水、电气、热等城市重要公用设施的电子,信息系统。,2,）一级,安全防范单位，如国家文物、档案库的闭路电视监控和报警,系统。,3,）三,级医院电子医疗,设备。,B,1,）中型,计算中心、二级金融设施、中型通信枢纽、移动通信基站、大型体育场,(,馆,),、小型机场、大型港口、大型火车站的电子,信息系统,2),二,级安全防范单位，如省级文物、档案库的闭路电视监控和报警系统,3),雷达站,、微波站电子信息系统，高速公路监控和收费系统,4),二,级医院电子医疗设备,;,5),五星,及更高星级宾馆电子信息系统,C,1),三,级金融设施、小型通信枢纽电子信息系统,2),大中型有线电视系统,3),四,星及以下级宾馆电子信息系统,D,除上述,A,、,B,、,C,级以外一般用途的需防护电子信息设备,建筑物雷电保护等级说明,四、电涌保护器选型,2,、有效电压保护水平,Up/f,的选择,有效电压保护水平,Up/f,的选择需要考虑两个方面,(,详见,GB50057-2010),：,电涌保护器与被保护设备之间的距离,d,被保护设备的耐冲击电压,Uw,有效电压保护水平,Up/f,应满足：,当,d,5m,或,10m(,线路有屏蔽并两端等电位连接,),Up/fUw,当,d10m,Up/fUw/2,耐冲击电压类别,I,类,II,类,III,类,IV,类,较低,一般,高,很高,设备类型,电子设备：电视、音响、录像机等,家用设备：洗衣机、电冰箱、电动工具、加热器、计算机等通讯设备,工业电器：电动机、配电柜、电源插头、变压器等,工业电器：电气计量仪表、一次线过流保护设备等,耐冲击电压额定值,Uw,1.5KV,2.5KV,4KV,6KV,建筑物内,220/380V,配电系统中设备绝缘耐冲击电压额定值,四、电涌保护器选型,3,、最大持续工作电压,Uc,的选择,电涌保护器,接地系统,接于,TT,系统,TN-C,系统,TN-S,系统,引出中性线的,IT,系统,无中性线引出的,IT,系统,L-N,Uc,1.15Uo,不适用,Uc,1.15Uo,Uc,1.15Uo,不适用,L-PE,Uc,1.15Uo,不适用,Uc,1.15Uo,Uc,1.732Uo,相间电压,N-PE,Uc,Uo,不适用,Uc,Uo,Uc,Uo,不适用,L-PEN,不适用,1.15Uo,不适用,不适用,不适用,依据接地系统类型和电涌保护器保护模式选择,Uo,：低压系统相线对中性线的标称电压，即相电压,220V,。,注：,1,）如果该地区电网电压不稳定，建议,Uc,不小于,320V,。,2,）动力用的电源变压器输出端,Uc,也应选高些。,四、电涌保护器选型,4,、分级配置原则,实际选用,SPD,时采用分级配置。第一级保护应能承受绝大部分雷电流，第二级配置泄放残余的雷电流，限制设备端的残余电压，同时与第一级保护配合。,以下这两种情况，应在接近负载处安装二级电涌保护器以降低过电压，使其与被保护设备的冲击耐受电压相匹配。,1,）电涌保护器保护水平,Up,与系统的冲击耐受电压,(Uw),相比太高时；,2,）精密设备离进线电涌保护器的距离较远，大于,10m,时；,四、电涌保护器选型,5,、,50,厘米接线原则,课程目录,一、避雷器产品概述,二、电涌保护器分类,三、电涌保护器的几个重要参数,四、电涌保护器选型,五、,SPD,后备保护的选择,五、,SPD,后备保护的选择,由于老化及使用条件的恶劣等原因，电子固态保护器件在暂态抑制过程结束后，并不能有效的切断泄放电流。在被保护线路的工频电压的作用下原先处于导通状态下的电子固态保护器件有可能不会灭弧，出现续流。此时相当于,SPD,和系统电源出现短路，,SPD,中将流过数千安培的短路电流，如此大的短路电流产生的热效将使,SPD,的电子固态保护器件发生爆裂或爆炸，影响其他设备的安全、正常运行。也可能使上极级开关出现跳闸，扩大了事故面，使系统的可靠性降低，因此有必要在,SPD,前面增加熔断器、断路器或剩余电流保护器作为后备保护。,加装后备保护主要有两个作用：,1,、防止避雷器损坏（老化）后产生的的短路电流对整个供电系统造成拉闸断电现象。,2,、方便防雷器的安装和维护。,五、,SPD,后备保护的选择,1,、,SPD,和后备保护熔断器或断路器的配合,熔断器作后备保护是一种常用的方案，其特点是熔断体为易熔金属，呈电阻性；断路器作后备保护时，因断路器线路中有双金属热敏元件和串联的电磁脱扣器，呈感性阻抗。,上海电器科学研究所测得：对同一型号,SPD,进行测试：,In=20KA Imax=40KA,时，,串联,RTl4,63,熔断器，在,19,8KA,大电流冲击时,(8,20us),，熔断器断开。测得限制电压,U,熔,=,2674V,。,串联,DZ47,63,断路器，在,18,29KA,大电流冲击时,(8,20us),，断路器脱扣断开。测得限制电压为,U,断,=,5014V,，其中断路器附加电压为,3KV,。,从上述分析和实验表明：用断路器作后备保护时，线路上的限制电压要高于用熔断器作后备保护的线路上的限制电压。因此，采用熔断器作为电涌保护器的后备保护要比断路器好。,五、,SPD,后备保护的选择,1,）电涌保护器和后备保护熔断器的配合,最大放电电流幅值,I,peak,（,KA,）（,10/350,）,后备保护熔体最小额定电流（,A,）,GL/G,g,导线截面（,mm,2,）,60,250A,95,50,200,A,70,35,160A,50,20,100A,35,15,100A,35,12.5,80,35,类试验最大放电电流（,10/350,s,）下后备保护熔体选择表：,五、,SPD,后备保护的选择,标称放电电流幅值,In,（,KA,）（,8/20,）,后备保护熔体最小额定电流（,A,）,GL/G,g,导线截面（,mm,2,）,160,160A,50,120,160A,50,100,125A,35,80,100 A,35,65,80 A,35,50,80A,35,40,63A,25,20,32A,6,10,20 A,4,所选用的熔断体的分断能力必须能够分断电涌保护器安装位置的,最大短路电流。,类试验标称放电电流（,8/20,s,）下保护熔体选择表：,五、,SPD,后备保护的选择,2,）、电涌保护器和后备保护断路器的配合,最大放电电流幅值,I,peak,（,KA,）（,10/350,）,后备保护,断路器,额定电流,（,A,）,导线截面（,mm,2,）,60,塑壳,125A,95,50,塑壳,125A,70,35,塑壳,100A,50,20,塑壳,100A,35,15,塑壳,80A,35,12.5,塑壳,80A,35,类试验最大放电电流（,10/350,s,）下后备保护断路器选择表,五、,SPD,后备保护的选择,标称放电电流幅值,In,（,KA,）（,8/20,）,后备保护,断路器,额定电流,（,A,）,导线截面（,mm,2,）,160,塑壳,125,A,50,120,塑壳,125,A,50,100,塑壳,80,A,35,80,塑壳,80,A,35,65,塑壳,63,A,35,50,塑壳,63A,35,40,微断,C50A,25,20,微断,C16A,6,10,微断,C10A,4,所选用的断路器的分断能力必须能够分断电涌保护器安装位置的,最大短路电流。,类试验标称放电电流（,8/20,s,）下保护断路器选择表：,本课程参考施耐德电涌保护器样本手册编写，如有错误，敬请更正。,本课程提供的电涌保护器和熔断器、断路器的配合表只供参考，具体匹配请参考厂家,SPD,元件选型样本手册。,谢谢大家,众业达官方网站：,电子商务网站：,www.dq-,