浪涌保护器(SPD)的选择和使用.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,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,*,浪涌保护器（,SPD,）选择和使用规范,向石,IEC/TC81/WG3,中国专家,Emial:,xiangdeboo,雷击类型、损害和损失类型,建筑物,公共设施,雷击点,损害,来源,损害,类型,损失类型,损害,类型,损失,类型,S1,D1,D2,D3,L1,，,L4,b,L1,，,L2,，,L3,，,L4,L1,，,L2,，,L4,D2,D3,S2,D3,L1,a,，,L2,，,L4,S3,D1,D2,D3,L1,，,L4,a,L1,，,L2,，,L3,，,L4,L1,a,，,L2,，,L4,D2,D3,L2,，,L4,L2,，,L4,S4,D3,L1,a,，,L2,，,L4,D3,L2,，,L4,L2,，,L4,L2,，,L4,根据雷击点位置划分的损害来源,损害类型,D1,：接触和跨步电压导致的人员伤亡（人,和牲畜）；,D2,：实体损害；,D3,：过电压导致的电气和电子系统的失效。,损失类型,L1,：生命损失；,L2,：向大众服务的公共设施的损失；,L3,：文化遗产损失；,L4,：经济损失。,雷电防护系统,外部防雷,接,闪,器,引,下,线,接,地,装,置,内部防雷,等,电,位,连,接,防,闪,络,措,施,电,涌,保,护,器,屏蔽（法拉弟笼）,综合防雷系统,相关标准,GB 50174-2008,电子信息系统机房设计规范,GB 50057-200X,建筑物防雷设计规范,GB/T 21714.4-2008,雷电防护 第,4,部分：建筑物内电气和电,子系统,GB 16895.22-2004,建筑物电气装置 第,534,节：,SPD,GB/T 18802.12-2006,低压配电系统的,SPD,第,12,部分：选择和,使用原则,QT/T 10.3-2007 SPD,第,3,部分：在电子系统信号网络中的选,择和使用原则,在建筑物人口处的等电位连接,Gas,Z,Tank Pipe Cathodically Protected,Foundation Earth Electrode,Lightning Protection Equipotential Bonding,EBB,External Lightning Protection,PSC,Z,Water,组成,SPD,的元件,Components/,元器件,Arc Choppingspark gap,Arc Chopping,火花隙,gas-filledsurge arrester,充气放电器,VDR,压敏电阻,suppressordiode,抑制二极管,TT 019 CN,18.11.98,SPD,元件标准,GB/T 18802.311-2007,气体放电管,GDT,GB/T 18802.321-2007,雪崩二极管,ABD,GB/T 18802.311-2007,压敏电阻,MOV,GB/T 18802.311-2007,晶闸管,TSS,放电间隙,Spark-gap SG,SPD,定义,电涌保护器,目的在于限制瞬态过电压和分走电涌 电流的器件，它至少含有一非线性元,件。,电源,SPD,连接到低压配电系统的,SPD,。,电信,SPD,连接到电信和信号网络的,SPD,。,适用电压：直流,1500V,交流,1000V,（,rms,）（,50Hz,）,低压配电系统用,SPD,分类,T,1,（,I,级分类试验）,用标称放电电流,I,n,、,12/50s,冲击电压和,10/350,s,冲击电流,I,imp,做的试验，对应为电压开关型,SPD,T,2,（,级分类试验）,用标称放电电流,I,n,、,1.2/50s,冲击电压和,8/20,s,最大放电电流,I,max,做的试验，对应为限压型,SPD,。,T,3,（,级分类试验）,用混合波（,1.2/50s,和,8/20 s,）做的试验，对,应为组合型,SPD,。,电信信号网络用,SPD,分类,分类,小类别,开路电压,短路电流,非常低的上升速率,A,C,A,1,1kV,0.1,100kV/s,10A 0.1,2A/s,1000 s,（持续时间）,A,2,由交流负载试验的规定决定,低上升速率B,1,1kV(10/1000),100A(10/1000),B,2,1kV,至,4kV(10/700,）,25,至,100A,（,5/300,）,B,3,1kV(100V/s,）,10,至,100A(10/1000),快上升速率,C,1,0.5,至,1kV(1.2/50,）,0.25,至,1kA,（,8/20,）,C,2,2,至,10kV(1.2/50,）,1,至,5kA(8/20,）,C,3,1kV(1kV/s,）,10,至,100A(10/1000),高能量,D,1,1kV,0.5,至,2.5kA(10/350),D,2,1kV,0.6,至,2kA(10/250),建筑物防雷设计规范,第,6.4.4,条,SPD,必须能承受预期通过它们的雷电流，并应符合以下两个附加要求：通过电涌时的最大钳压，有能力熄灭在雷电流通过后产生的工频续流。,使用安装,SPD,的三项基本要求,安装,SPD,之后，在无电涌发生时，,SPD,不应,对电气（电子）系统正常运行产生影响。,安装,SPD,之后，在有电涌发生的情况下，,SPD,能承受预期通过的雷电流而不损坏，并能箝制,电涌电压和分走电涌电流,在电涌电流通过后，,SPD,应迅速恢复高阻状态，,切断工频续流。,U,c,最大持续运行电压,可以持续加在,SPD,上而不导致,SPD,动作的最大交流电压（,rms,）或直流电压,为,SPD,的动作阈值，也是,SPD,的额定电压值。,GB 50057-94,（,2000,年版）,规 定,GB50057,给定值与,IEC,给出的系数值相比偏大，原因是考虑我国供电系统的电压偏差较大，适当增加了系数值，给定值为：,TT,系统中,SPD,安装在剩余电流保护器的负荷侧,Uc1.55Uo,SPD,安装在剩余电流保护器的电源侧,Uc1.15Uo,TN,系统中,Uc1.15U o,IT,系统中,Uc1.15U,（,U,为线间电压，,U=3 Uo,）,U,c,（电信和信号中,SPD,）,原则上,Uc1.2Un,通信类型,Un,（,V,）,Uc,（,V,）,DDN/X256,或,40,6018,或,80,ISDN 40 80,百兆以太网,5 6.5,RS23212 18,视频线,6 6.5,现场控制线,24 29,I,放电电流,SPD,必须能承受通过它们的电流,级,SPD I,imp,冲击电流（,10/350,）,、,级,SPD,I,n,标称放电电流,（,8/20,）,I,imp,（冲击电流）,方法一：,按,GB50057,中雷电流分配计算,方法二：,按,GB16895.22,中,S1,和,S2,的规定选取,外部防雷装置,进入建筑物的,各服务性管线,等电位连接带,i,i,建筑物,100%,50%,50%,接地装置,i,i,i,i,i,s,雷电流在建筑物内的分配,SPD Iimp,值计算,条件：一属第二类防雷建筑物，引入水管、,电力线和信息线。电力线为,TN-C-S,，,需安,3,台,SPD,：,150kA/2=75kA,（,LPS,分流）,75kA/3=25kA,（入户三线分流）,25kA/3=8.3kA,（三个,SPD,）,I,imp,为,8.3kA,（,10/350s,）,在,LPZ0,LPZ1,区的,MB,处，,SPD1,：,U,C,：,1.15U,O,、,1.55U,O,或,1.15U,U,P,2.5kV,I,imp,12.5kA,（,级），适用于,S1,和,S2,及,S3,和,S4,中架空线为木杆,I,n,5kA,（,级），适用于,S3,和,S4,中架空线为金属杆,可不装：,S3,和,S4,型中金属杆（,25d/a,）、埋地引入（,l,2,）,电源,SPD1,的选择,电信及信号网络中,SPD1,选择,瞬态源,对建筑物的直接雷击,（,S1,）,对建筑物附近的雷击,（,S2,）,对连接线路的雷击,（,S3,）,对连接线路附近的雷击,（,S4,）,b,交流的影响,耦合,电阻性,（,1,）,感应,（,2,）,感应,a,（,2,）,电阻性,（,1,，,5,）,感应,（,3,）,电阻性,（,4,）,电压波形,（,s,）,1.2/50,1.2/50,10/700,50/60Hz,电流波形,（,s,）,10/350,8/20,8/20,10/350,d,，,10/250,5/300,优选的测试类别,C,D1,C2,C2,D1,，,D2,B2,A2,在各,LPZ,交界处,SPD,选择,防雷区,LPZ 0/1,LPZ 1/2,LPZ 2/3,电涌值范围,10/350s,10/250s,0.5-2.5kA,1.2/50s,8/20s,0.5-10kA,0.25-5kA,0.5-1kV,0.25-0.5kA,10/700s,5/300s,4kV,100A,0.5-4kV,25-100A,SPDs,的要求（引自,QX10.1,表,15,）,SPD,（,j,）,*,D1,，,D2,B2,与建筑物外部无电阻性连接,SPD,（,k,）,*,C2/B2,SPD,（,i,）,*,C1,*,SPD,j,，,k,，,i,），见图,2,、图,3,。,注：,LPZ2/3,栏下电涌值范围包括了典型的最低耐受能力要求并可安装于信息技术设备内部。,图,2 SPD,安装在防雷区交界处的配置示例,SPD,安装级数两种观点,两种相反的观点,因,SPD,后期工作量大，不维护比不装,SPD,的危害更大，一般情况下住宅不宜安装,SPD,电源上安,4,级（或,3,、,2,级）,SPD,信息线上安,3,级（或,2,、,1,级）,SPD,是否需要,SPD2,如果,U,p1,k 0.8U,W,，除了,SPDNo.1,还应该安装,SPD No.2,（,U,p2,0.8U,W,）。,E,q,是电压耐受能力为,U,W,的设备，如,IEC 60664-1,中所定义。,k,是考虑到可能的振荡得出的系数（,1 k 2,，见,6.1.2,）。,图,4,是否需要附加保护的图例,IEC 345/02,Eq,U,w,U,p2,No.2,U,p1,No.1,S,P,D,S,P,D,需加,SPD2,、,SPD3,的条件,U,P,0.8U,W,SPD,与受保护设备距离太长,建筑物内有雷击放电和内部干扰源产生的电磁感应场,Up,电压保护水平,由生产厂提供的一个表征,SPD,限制电压,的性能参数。,Up,设备的耐受电压,U,W,Up,Uc,Up,的选择,电气装置标称电压,/V,各种设备额定耐冲击电压值,/KV,三相系统,带中性点的单相系统,电气装置电源进线端的设备,配电装置和末级电路设备,用电器具,特殊需要保护设备,耐冲击过电压类别,IV,III,II,I,120,240,4,2.5,1.5,0.8,220/380,6,4,2.5,1.5,注：,I,类,需要将瞬态过电压限制到特定水平的设备；,II,类,如家用电器、手提电工工具或类似负荷；,类,如配电盘、断路器、包括电缆、母线、分线盒、开关、插座等的布线系统，以及应用于工业的设备和永久接至固定装置的固定安装的电动机等的一些其它设备；,IV,类,如电气计量仪表、一次线过流保护设备、波纹控制设备。,Insulation coordination,绝缘区域协调,acc.to DIN VDE 0110 part 1,主配电,6 kV,二次配电,4 kV,2,5 kV,用电器,1,5 kV,绝缘区域的抗冲击电压强度,kWh,Z,L1,L2,L3,PEN,雷击放电器,过电压放电器,仪器保护,SPD,在,TN-C-S,系统中安装,TN-C-S-System,电力公司,主配电,二次配电,用电器,L1,L2,L3,N,PE,仪器保护,FLASHTRAB,VALVETRAB,SPD,在,TN-S,系统中安装,L1,L2,L3,N,PE,主配电,二次配电,用电器,RCD,protection switch,TN-S-System,FLASHTRAB,VALVETRAB,电力公司,仪器保护,SPD,在,TT,系统中安装,（,3+1,形式）,供电系统,主配电,二次配电,用电器,L1,L2,L3,N,PE,FLASHTRAB,仪器保护,VALVETRAB,Fi-Schutzschalter,VAL-MS,VAL-MS,F-MS 12-TT,FLT 100-TT,FLT 25-400,FLT 60-400,SPD,在,IT,系统中安装,电力公司,主配电,二次配电,用电器,L1,L2,L3,PE,FLASHTRAB,仪器保护,带有绝缘监测装置的,IT-System,Z,VALVETRAB,SPD,在,TT,中安装,电涌保护器（,SPD,）安装在,TT,系统中剩余电流,保护器（,RCD,）的负荷侧,电涌保护 器接于,电涌保护器安装点的系统型式,TT,系统,TN-C,系统,TN-S,系统,引出中性线的,IT,系统,不引出中性线的,IT,系统,装设依据,装设依据,装设依据,接线,形式,1,接线,形式,2,接线,形式,1,接线,形式,2,接线,形式,1,接线,形式,2,每一相线和中性线间,+,不适用,+,+,不适用,每一相线和,PE,线间,不适用,不适用,不适用,不适用,中性线和,PE,线间,不适用,不适用,每一相线和,PEN,线间,不适用,不适用,不适用,不适用,不适用,不适用,不适用,相线间,（,L-L,间）,+,+,+,+,+,+,+,+,按系统特征确定的电涌保护器的连接形式,接线形式,2,的要求,三相系统中：,L-N,为,12.5kA,时,N-PE,为,50kA,（,I,imp,）,单相系统中：,L-N,为,12.5kA,时,N-PE,为,25kA,（,I,imp,）,同样,I,n,值也要求为,4,倍或,2,倍,U,p,需考虑,SPD,串连后的值之和,SPD,和,RCD,的组合,重点保证供电连续性,PD,SPD,E/1,SPD,和,RCD,的组合,重点保证保护连续性,PD,SPD,E/1,SPD,和,RCD,的组合,供电连续性和保护连续性的结合,E/1,PD1,SPD1,PD2,SPD2,凯文接线方式,b,b0.5m,总接地端子或保护母线,电涌保护器（,SPD,）安装在或靠近电气,装置电源进线端的示例,SPD,E/1,避免二次污染的方式,Separate line,conduit,to,minimize,interference signals,谢 谢,