第三级防雷器是对LEMP和通过第二级防雷器的残余雷击能量进行保护。第一级保护目的是防止浪涌电压直接从LPZ0区传导进入LPZ1区,将数万至数十万伏的浪涌电压限制到V。入户电力变压器低压侧安装的电源防雷器作为第一级保护时应为三相电压开关型电源防雷器,其雷电通流量不应低于60KA。
该级电源防雷器应是连接在用户供电系统入口进线各相和大地之间的大容量电源防雷器。一般要求该级电源防雷器具备每相100KA以上的大冲击容量,要求的限制电压小于1500V,称之为CLASSI级电源防雷器。这些电磁防雷器是专为承受雷电和感应雷击的大电流以及吸引高能量浪涌而设计的,可将大量的浪涌电流分流到大地。
它们仅提供限制电压(冲击电流流过电源防雷器时,线路上出现的大电压称为限制电压)为中等级别的保护,因为CLASSI级保护器主要是对大浪涌电流进行吸收,仅靠它们是不能完全保护供电系统内部的敏感用电设备的。
第一级电源防雷器可防范10/350μs、100KA的雷电波,达到IEC规定的高防护标准。其技术参考为:雷电通流量大于或等于100KA(10/350μs);残压值不大于2.5KV;响应时间小于或等于100ns。
第二级防护目的是进一步将通过第一级防雷器的残余浪涌电压的值限制到V,对LPZ1-LPZ2实施等电位连接。分配电柜线路输出的电源防雷器作为第二级保护时应为限压型电源防雷器,其雷电流容量不应低于20KA,应安装在向重要或敏感用电设备供电的分路配电处。
还要考虑漏电保护器跳闸的情况。选择浪涌保护器时,要选不易老化的,在预期瞬时高压下不易被损坏,及发生故障时不易损坏其它电气设备的浪涌保护器。后选择浪涌保护器时,它的箝制电压要和被保护设备所能承受的电压一致。
如果浪涌保护器不能保持箝制电压,就要在被保护设备附近安装另外的浪涌保护器。如果多个浪涌保护器同时使用时,正确协调这些浪涌保护器间的关系就很重要了。在两个浪涌保护器之间要选择一个规定的电感,而这个电感可以通过两个浪涌保护器之间固定长度的电缆,或是用规定的电感元件来实现。
浪涌保护器(电涌保护器)又称避雷器,简称(SPD)适用于交流50/60HZ,额定电压至380V的供电系统(或通系统)中,对间接雷电和直接雷响或其他瞬时过压的电涌进行保护,适用于家庭住宅、第三产业以及工业领域电涌保护的要求,具有相对相,相对地,相对中线,中线对地及其组合等保护模式。
再次重申,以目前浪涌保护器的发展情况来看,一步实现完全保护的可能性很大。原始的电涌保护器羊角形间隙,出现于19世纪末期,用于架空输电线路,防止雷击损坏设备绝缘而造成停电。20世纪20年代,出现了铝浪涌保护器,氧化膜浪涌保护器和丸式浪涌保护器。
30年代出现了管式浪涌保护器。50年代出现了碳化硅防雷器。70年代又出现了金属氧化物浪涌保护器。现代高压浪涌保护器,不仅用于限制电力系统中因雷电引起的过电压,也用于限制因系统操作产生的过电压。浪涌也叫突波,顾名思义就是超出正常工作电压的瞬间过电压。
本质上讲,浪涌是发生在仅仅几百万分之一秒时间内的一种剧烈脉冲,可能引起浪涌的原因有:重型设备、短路、电源切换或大型发动机。而含有浪涌阻绝装置的产品可以有效地吸收突发的巨大能量,以保护连接设备免于受损。浪涌保护器,也叫防雷器,是一种为各种电子设备、仪器仪表、通讯线路提供安全防护的电子装置。
但由于工艺要求或其它原因,被保护设备的安装位置不会正好设在界面处而是设在其附近,在这种情况下,当线路能承受所发生的电涌电压时,浪涌保护器可安装在被保护设备处,而线路的金属保护层或屏蔽层宜首先于界面处做一次等电位连接。
在正常状态下,Ic应不会造成任何人身安全危害(非直接接触)或设备故障(如RCD)。在实际的工作中,一般都将电源浪涌保护器设在总配电房、各楼层的配电箱中及被保护设备前,均取得了较好的防护效果。3.1.1在LPZ0区与LPZ1区交界处,在从室外引来的线路上安装的SPD应选用符合T1级分类试验(即通过SPD的10/350us波形的雷电流幅值)的产品。
通过对建筑物的防雷类别确定雷电流的幅值及雷电流直击在该建筑后在各种管道、线路上的能量分配来确定其通流量的取值。3.1.2在LPZ1区与LPZ2区交界处,分配电盘处或UPS前端宜安装第二级SPD,可选用经T1或T2级分类试验的产品。
其标称放电电流In通常为20KA(8/20us)。3.1.3在重要的终端设备或精密敏感设备处,宜安装第三级SPD,可选用经T1或T2级分类试验的产品,其标称放电电流In通常为10KA(8/20us),同时具有更短的响应时间。
3.2间距与能量匹配问题在安装SPD时要考虑两级之间的能量匹配问题,在一般情况下,当在线路上多处安装SPD且无准确数据时,电压开关型SPD与限压型SPD之间的线路长度不宜小于10米,限压型SPD之间的线路长度不宜小于5米。
还应注意以下几点:3.2.1SPD采用低-高配置时,第二级SPD几乎没有用处,而采用高-低配置时,能前后配合分流。3.2.2随着两极间距的缩短,前级分流作用下降,后级通过的电流和能量上升,当距离过近时,前级几乎不起作用。
如下图所示安装方式安装方式由上图可知,在设备两端的残压ULPE=U1+Up,由于连接导线较短,大大减少了电涌在导线上的压降(实验证明:1m导线在20KA、8/20us波形冲击下产生的压降为1KV),也使加在设备两端的电压降低,从而起到保护的作用。
2.4保护水平Up该值应比在SPD端子测得的大限制电压大,与设备的耐压Uw一致(1.2Up≤Uw),可以从一系列的参考值中选取(如0108、0109、……1、1.2、1.5、1.8、2、……8、10KV等)。
国标当中较好的Up有800V、900V.2.5漏电流并联型SPD要求漏电流≤30uA(公安部要求≤20uA),串联型SPD要求漏电流≤.2.6启动电压Uas过去认为启动电压即标称压敏电压,实际上通过SPD的电流可能远大于测试电流1mA,这时不能不考虑已经抬高的残压对设备保护的影响。
由于10/350us波形的能量比8/20us的大20倍,其电流相应大5倍,如果要用8/20us波形的SPD代替,其雷电通流量相应要大5倍。从压敏电压到启动电压的时间(即SPD的响应时间)比较长,约为100ns.启动电压越高则残压也越高,越低则压敏电阻易老化。
其值不应大于被保护设备的绝缘水平。2.7残压Ures是真正加在被保护设备端口的电压。残压越低越好,应小于被保护设备耐冲击过电压额定值。见表1:表1220/380V三相系统各种设备耐冲击过电压额定值UwUwUw2.8标称放电电流In用来划分SPD等级,具有8/20us或10/350us模拟雷电流冲击波的放电电流。
Imax=2~3In。2.9持续工作电流Ic在大持续工作电压Uc下保护模式上流过的电流,实际上是各保护元件及与其并联的内部辅助电路流过的电流之和。为避免过电流保护设备或其它保护设备(如RCD)不必要动作,Ic值的选择非常有用。
一般情况下对RCD,Ic应小于额定残压电流值(I△n)的1/3.2.10以上是选择SPD时所要考虑的几种主要的参数,可以通过下图来具体比较几种电压之间的关系:图1UpUn和Uc相关曲线3.电源SPD的线路安装3.1安装位置按照IEC(LPZ)的概念,当电气线路穿过两防雷区交界处时要安装浪涌保护器,