基站电源防雷器(SPD)接线方式课件.ppt

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,*,基站电源（,380V/220V,）防雷器（,SPD,）接线方式,防雷器图例及接线方式要求,局站防雷接地设计,5098-2005,第,9.2.7,条规定，凯文接线会造成供电系统中断要慎用,局站防雷接地设计,5098-2005,第,9.2.4,条规定,什么是,SPD,（,SPD,介述）,SPD,这一名词英语全称是,surge protectiye device,其译意为电涌保护器，是限制雷电反击、侵入波、雷电感应和操作过电压而产生的瞬时过电压和泄放电涌电流（沿线路传送的电流、电压或功率的暂态波。其特性是先快速上升后缓慢下降）的器件。,一端口,SPD,与被保护电路并联，能分开输入和输出端，在这些端子之间设有特殊的串联阻抗；,二端口,SPD,有两组输入和输出端子，在这些端子之间有特殊的串联阻抗；,电压开关型,SPD,在没有电涌时具有高阻抗，有电涌电压时能立即变成低阻抗，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,“,短路型,SPD”,；,电压限制型,SPD,在没有电涌时具有高阻抗但随着电涌电流和电压的上升其阻抗将持续地减小。常用的非线性元件有压敏电阻和抑制二极管，这类,SPD,有时也称为,“,箝位型,SPD”,；,复合型,SPD,是由电压开关型元件和电压限制型元件组成的，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。,无限流元件的,SPD,在信息线路中的使用只有一个或数个用于限制过电压的元件，而无限流元件；有限流元件的,SPD,在信息线路中使用既有限制过电压的元件，又有限流元件。,SPD,限压元件可分为电压开关型和限压型,保护模式,modes of protection,定义：,用于描述配电线路中,SPD,保护功能配置情况。,3.3.1,在交流配电系统中分为相线与相线,(L-L),、相线与地线,(L-PE),、相线与中性线,(L-N),、中性线与地线,(N-PE),之间等四种保护模式,;,33.2,在直流配电系统中分为正极与负极（,V,+,-V,-,）、正极与地线（,V,+,-PE,）、负极与地线（,V,-,-PE,）之间等三种保护模式。,注：限压型,SPD,和具有限压特性的组合型,SPD,可用于任一保护模式。电压开关型,SPD,和具有开关特性的组合型,SPD,因存,在尚待进一步研究的续流遮断能力及其试验方法问题，不宜在除,N-PE,外的其它保护模式中推广使用,保护模式的选用主要依据通信局站低压配电系统的供电方式，通信局站常采用两种供电方式,a),一种是,TN,系统,(,包含,TN-S,系统、,TN-C-S,系统和,TN-C,系统,),对于,TN,系统供电方式可选用,4,模式或7,模式限压型,SPD,或者,3+1,模式的,SPD(L-N,为,3,个限压型,SPD,，,N-PE,为,1,个开关型,SPD),；,b),另一种是,TT,系统，对于,TT,系统供电方式必须选用,3+1,模式的,SPD,。,以上内容在,通信局站在用防雷系统技术要求和检测方法,中已经给予了详细讲解，因此不再赘述。,变压器,配电柜,A,B,C,N,变压器,配电柜,A,B,C,N,变压器,配电柜,A,B,C,N,常见交流供电系统的供电方式：,TN,供电系统,变压器接地与机房接地使用同一地网。,TT,供电系统,变压器接地与机房接地使用不同地网。,TN-C,供电系统,变压器接地与机房接地使用不同地网，但中性线在机房入口接地。,普通并联式接线方式与采用凯文式接线方式对设备保护效果的不同,A,点为交流配电箱。,B,点为机房接地母排。,假设,A,点到防雷箱的距离为,1,米，则,L1,的电感量大约为,1uH,。,假设防雷箱到,B,点的距离为,5,米，则,L2,的电感量大约为,5uH,。,开关电源交流输入侧得到的剩余电压（残压）,L1,的残压防雷箱的残压,L2,的残压，并不仅仅是防雷箱的残压。,假设通过防雷箱的雷电流为,20KA,：,防雷箱的残压为,1500V,L1,的残压,L1*di/dt,1uH*20KA/10uS,2KV,L2,的残压,L2*di/dt,5uH*20KA/10uS,10KV,则最终开关电源交流输入侧得到的剩余电压（残压）,2,1.5,10KV,13.5KV,。,远远大于防雷箱的,1500V,电压，也远远超过开关电源,2500V,的耐压，结果失去了防雷的保护效果，导致开关电源会因雷击损坏。,A,点为交流配电箱。,B,点为机房接地母排。,采用凯文式接法后，虽然,A,点到防雷箱的距离为,6,米。,而开关电源交流输入侧得到的剩余电压（残压）防雷箱的残压。,也就是说把,L1,和,L2,的长度变为,0,。,假设通过防雷箱的雷电流为,20KA,：,防雷箱的残压为,1500V,。,L1,的残压,L1*di/dt,0uH*20KA/10uS,0KV,。,L2,的残压,L2*di/dt0uH*20KA/10uS,00KV,。,则最终开关电源交流输入侧得到的剩余电压（残压）,1.5KV,。,基本上等于防雷箱的,1500V,残压，也远小于开关电源,2500V,的耐压，结果防雷的保护效果很好，开关电源不会因雷击损坏。,如果现场无法满足防雷器连接线的长度要求（,0.5 m,根据,VDE V 0100,Part 534,），那么就不要用跳线的连接方式，而改用,V,形连接方式,（凯文式接线法）,。,注意将已保护的线和未保护的线尽可能的保持较远距离的布放。,当然，凯文式接线方法只是缩短,SPD,引线的一种较好的方法，如果有条件采用应尽可能采用，但是并不是所有地方都可以采用该方式，它的最大的缺陷是在大容量的配电系统中由于母线线径很大（或采用铜排），而,SPD,的接线端子容量有限，无法作此种方式连接。另外，由于电源线要先到,SPD,，再由,SPD,到配电设备或用电设备，不可避免地增加了两个接头，如果处理不得当，例如接触不良、接点氧化、松脱等，在电流较大时导致接点发热，轻者导致供电中断，严重的还会造成起火燃烧等恶性事故，这是有先例教训的。,因此，凯文式接线方式并不是万能良药，还需要根据实际情况选择性地利用。,主等电位连接排，或端子，或保护地连接排,L1+L2 0.5 m,L2,L1,主等电位连接排，或端子,保护地连接排,电源,SPD,应以最短、最直的路径接地，,SPD,的接地引线的弯曲角度应不得小于,90,o,，严格避免出现,“V”,型和,“U”,型这种小于,90,o,的弯曲。,SPD,的引接线和接地引线必需通过连接端子（空开的连接端子）或铜算子连接牢固，防止雷电流通过时产生的线芯收缩造成连接松动。,连接接地,SPD,引接线的空开应检查端子连接是否牢固，其安装方向应是往上为合上空开，禁止空开倒置安装（这有可能因为空开合匣手柄因轻微重力在空开遇保护需上跳开时不能及时跳开）。,防雷器接线规范要求（续）,防雷器几种接法的可靠性,最有效的连接方式,(,凯文接线,),L1 L2 L3,防着火,凯文接法,N,PE,交流引入线,次有效的连接方式,(,并接,),L1 L2 L3,防着火,N,PE,交流引入线,空开,空开,空开（断路器）,空开（断路器）,防雷器几种接法的可靠性,(,续,),L1L2L3,防着火,N,PE,交流引入线,空开保护跳开后不能对设备类供电进行保护,错误的连接方式一,错误的连接方式二,L1L2L3,防着火,N,PE,交流引入线,B,级防雷器箱,空开保护跳开后不能对设备类供电进行保护,空开,空开,空开（断路器）,空开（断路器）,例如某地基站加装的,B,级防雷器采用错误的“凯文”接法，实例和接线图如图所示：,这种凯文接法实际上使得防雷器串接的空开串联到了主回路中，当雷电脉冲使空开调闸后就会导致整个机房断电。经过调查，使用这种接法的地区在雷击时机房断电频繁，给供电安全和运维工作带来了极大的困难。,普通并联式接线方式与采用凯文式接线方式在基站环境的具体应用,上图是普通并联式接线，由于安装前没有仔细考虑安装位置和布线，结果,SPD,的连线长度远远大于规范要求的,0.5m,的要求，开关电源进线端的残压等于防雷箱的残压加上,6,9m,导线的残压，防雷箱肯定起不到应有的保护效果。许多基站安装防雷箱后，雷击过后防雷箱也动作了（有雷击计数），但开关电源还会被雷击损坏，用户在厂家的误导下认为防雷箱容量太小，然后再加装大容量的防雷箱，实际改善效果并不明显。可以说，这与防雷箱的安装施工不规范有很大的关系。,上图是采用凯文式接线的实例，这样安装有几个好处：,1.,配电系统和设备的接地线不用改动，工程量小。,2.,防雷箱在最前端可以保护后面所有的负载，保护最全面。,3.,防雷箱安装在总接地母排旁边，引线最短，残压最低，雷电流入地通道最合理，保护效果最好。,4.,所有设备的接地均连接到总接地母排上，参考电位一致，无地电位反击的风险。,当然，上图的例子是比较理想情况下的，如果配电线线径过大、配电线不够长、室外无断路器、防雷箱无合适安装空间等，都会阻碍凯文式接线的实施。,工程中应把握全局、合理设计、遵循标准、灵活应用、细心施工、严守规范。凯文式接线在工程中要多加以利用，以期得到最好的保护效果，但忽视具体应用环境，一味强调采用凯文式接线，也是不切实际的做法。,TT,供电系统单相,1+N,型避雷器,1+1,接线方式,TT,供电系统三相,380V 3P+N,型避雷器,3+1,传统接线方式,TT,供电系统,380V 3P+N,型避雷器传统接线方式,220V,单相两线对地,2P,避雷器接线方式,380V,三相供电系统 四线对地,4P,避雷器传统接线方式,380V,三相供电系统,SPD,引接线上电断路器（熔断器）选型表，,注：,220V,单相同型号,SPD,断路器往上一级选型,备注：,A,、,SPD,保护器与被保护设备的距离应不大于,5M,为宜。,B,、断路器与,SPD,之间连接的导线长度应尽量短，以不大于,1M,为宜，大于,1M,时，导线的截面应该成比列增大，导线拐角处应有弧度。,C,、保护器的接线端，设备的接地端，设备的接线端与地位端与地电位宜做等电位或局部等电位连接。,浪涌保护器,断路器（熔断器）大小,导线线径（,mm2,）,SPD-200,63A,16,SPD-150,63A,16,SPD-100,32A,16,SPD-80,32A,16,SPD-65,32A,10,SPD-40,32A,10,SPD-25,16A,10,SPD-15,16A,10,直流避雷器,3P,接线方式,