电涌保护器SPD选择和使

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1、关 象 石IEC/TC81/WG3 中 国 专 家Emial: 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 D1D2D3 L1， L4bL1， L2， L3， L4L1， L2， L4 D2D3S2 D3 L1a， L2， L4S3 D1D2D3 L1 ， L4aL1， L2， L3， L4L1a， L2， L4 D2D3 L2， L4 L2， L4S4 D3 L1a， L2， L4 D3 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

2、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） 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 21714.4-200

3、8 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 ： SPDGB/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 ZTank Pipe Cathodically Protected Foundation Earth ElectrodeLightning Protection Equipotentia

4、l Bonding External Lightning ProtectionPSC ZWater Components / 元 器 件Arc Choppingspark gapArc 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 GB/T 18802.311-2007 气 体 放 电 管 GDTGB/T 18802.321-2007 雪 崩 二 极 管 ABDGB/T 18802.311-2007 压 敏 电 阻 MOVGB/T 18

5、802.311-2007 晶 闸 管 TSS放 电 间 隙 Spark-gap SG 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） T1（ I级 分 类 试 验 ） 用 标 称 放 电 电 流 In、 1.2/50s冲 击 电 压 和 10/350 s冲 击 电 流 Iimp做

6、 的 试 验 ， 对 应 为 电 压 开 关 型 SPDT2（ 级 分 类 试 验 ） 用 标 称 放 电 电 流 In、 1.2/50s冲 击 电 压 和 8/20 s最 大 放 电 电 流 Imax做 的 试 验 ， 对 应 为 限 压 型 SPD。T3（ 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。 分 类 小 类 别 开 路 电 压 短 路 电 流非 常 低 的 上 升 速 率AC A1 1kV0.1 100kV/s 10A 0.1 2A/ s1000 s（ 持 续 时 间 ）A2 由 交 流 负 载

7、 试 验 的 规 定 决 定低 上 升 速 率 B1 1kV(10/1000) 100A(10/1000)B2 1kV至 4kV(10/700） 25至 100A（ 5/300）B3 1kV(100V/ s） 10至 100A(10/1000)快 上 升 速 率 C1 0.5至 1kV(1.2/50） 0.25至 1kA（ 8/20）C2 2至 10kV(1.2/50） 1至 5kA(8/20）C 3 1kV(1kV/ s） 10至 100A(10/1000)高 能 量 D1 1kV 0.5至 2.5kA(10/350)D2 1kV 0.6至 2kA(10/250) 第 6.4.4条SPD必

8、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 。 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

9、过 后 ， SPD应 迅 速 恢 复 高 阻 状 态 ， 切 断 工 频 续 流 。 Uc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 。 G B 50057-94（ 2000年 版 ）规 定 G B50057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 SP

10、D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） 原 则 上 Uc1.2Un 通 信 类 型 Un（ V） Uc（ V）DDN/X25 6或 40 60 18或 80ISDN 40 80百 兆 以 太 网 5 6.5RS232 12 18视 频 线 6 6.5现 场 控 制 线 24 29 SPD必 须 能 承 受 通 过 它 们 的 电 流 级 SPD Iimp冲 击 电

11、 流 （ 10/350） 、 级 SPD In标 称 放 电 电 流 （ 8/20） 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ii 建 筑 物100%50% 50%接 地 装 置i iii is 雷 电 流 在 建 筑 物 内 的 分 配 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： 15

12、0kA/2=75kA（ LPS分 流 ） 75kA/3=25kA（ 入 户 三 线 分 流 ） 25kA/3=8.3kA（ 三 个 SPD） Iimp为 8.3kA（ 10/350s） 在 LPZ0 LPZ1区 的 MB处 ， SPD1： UC： 1.15UO、 1.55UO或 1.15U UP2.5kV Iimp12.5kA（ 级 ） ， 适 用 于 S1和 S2及 S3和 S4中 架 空 线 为 木 杆 In5kA（ 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） 瞬 态 源

13、 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 防 雷 区 LPZ 0

14、/1 LPZ 1/2 LPZ 2/3电 涌 值 范 围 10/350 s10/250 s 0.5-2.5kA 1.2/50 s8/20 s 0.5-10kA0.25-5kA 0.5-1kV0.25-0.5kA10/700 s5/300 s 4kV100A 0.5-4kV25-100A SPDs的 要 求 （ 引自 QX10.1表 15） SPD（ j） * D1， D2B2 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

15、 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 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 如 果 Up1 k 0.8 UW， 除 了 SPDNo.1还 应 该 安 装 SPD No.2（ Up2 0.8UW） 。Eq是 电 压 耐 受 能 力 为

16、UW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 345/02Eq UwUp2No.2Up1No.1SPD SPD UP 0.8UW 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 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 UW Up Uc 电 气 装 置 标

17、 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

18、 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 。 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kWhZL1L2L3PEN 雷 击 放 电 器 过 电 压 放 电 器 仪 器 保 护 TN-C-S-Sys

19、tem电 力 公 司 主 配 电 二 次 配 电 用 电 器 L1L2L3NPE 仪 器 保 护FLASHTRAB VALVETRAB L1L2L3NPE主 配 电 二 次 配 电 用 电 器RCD protection switchTN-S-SystemFLASHTRAB VALVETRAB电 力 公 司 仪 器 保 护 供 电 系 统 主 配 电 二 次 配 电 用 电 器 L1L2L3NPEFLASHTRAB 仪 器 保 护VALVETRAB Fi-SchutzschalterVAL-MSVAL-MS F-MS 12-TTFLT 100-TTFLT 25-400FLT 60-400 电

20、力 公 司 主 配 电 二 次 配 电 用 电 器 L1L2L3PEFLASHTRAB 仪 器 保 护带 有 绝 缘 监 测 装 置 的 IT-SystemZ VALVETRAB 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

21、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 三 相 系 统 中 ： L-N为 12.5kA时 N-PE为 50kA（ Iimp）单 相 系 统 中 ： L-N为

22、12.5kA时 N-PE为 25kA（ Iimp） 同 样 In值 也 要 求 为 4倍 或 2倍 Up需 考 虑 SPD串 连 后 的 值 之 和 重 点 保 证 供 电 连 续 性 PDSPD E/1 重 点 保 证 保 护 连 续 性PD SPD E/1 供 电 连 续 性 和 保 护 连 续 性 的 结 合E/1PD1SPD1 PD2SPD2 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 Separate line conduit to minimizeinterference signals