浪涌保護(hù)基礎(chǔ)知識(shí)培訓(xùn)

模塊化電涌保護(hù)器

挑戰(zhàn)雷電，捍衛(wèi)安全更安全

Safety更美觀Pretty更耐久Durability自我介紹王文韜職責(zé)：負(fù)責(zé)全國設(shè)計(jì)院SPD支持及產(chǎn)品在分銷渠道中的推廣。聯(lián)系方式：021－6462868945913701854968目錄雷電概論電涌保護(hù)器術(shù)語電涌保護(hù)器的配置電涌保護(hù)器應(yīng)用方案雷電概論負(fù)極性向下放電(90%)負(fù)極性

向上放電正極性向下放電正極性向上放電雷電流概率雷電流極性概率90%負(fù)10%正雷電流幅值概率概率曲線中國電力

IEC(CIGRE)

概率表

I2001501005025105kAP(IL>I)0.81.53.822729196%閃電現(xiàn)象雷電概論雷電概論雷電侵入途徑1:直擊2:感應(yīng)3:反擊雷電概論電流偶合RE2iBUE=RE1xiB1iB2iB2iB2iB2改良!均壓等電位iB2‘‘‘雷電概論等電位連接點(diǎn)通信線金屬管道:如：水管LPZ0A

和LPZ1的界面旗桿或柵欄天線電源線洞(如：窗)LPZ0BLPZ1LPZ2

LPZ1與LPZ2的界面設(shè)備LPZ0A

保護(hù)空間劃分將一個(gè)需要保護(hù)的空間劃分為不同的防雷區(qū)的原則61312-1@IEC:1995保護(hù)空間被分為多個(gè)保護(hù)區(qū)(LPZ)，

不同的保護(hù)區(qū)（LPZ）是由屏蔽建筑物，金屬結(jié)構(gòu)的屏蔽室和設(shè)備組成。雷電概論區(qū)域0:a建筑物外部，在避雷針保護(hù)半徑外，會(huì)直接遭受雷擊，無雷電電磁脈沖屏蔽（雷擊保護(hù)區(qū)）區(qū)域0:b建筑物外部，在避雷針保護(hù)半徑內(nèi)，不會(huì)直接遭受雷擊，無雷電電磁脈沖屏蔽（雷擊保護(hù)區(qū)）區(qū)域1:

建筑物內(nèi)部，能量較強(qiáng)的瞬態(tài)過程由開關(guān)電磁脈沖和雷擊電流部分分量產(chǎn)生（浪涌電壓保護(hù)區(qū)1）區(qū)域2:

建筑物內(nèi)部，能量較弱的瞬態(tài)過程由開關(guān)電磁脈沖和靜電放電產(chǎn)生（浪涌電壓保護(hù)區(qū)2）區(qū)域3:

建筑物內(nèi)部，無瞬態(tài)電流電壓產(chǎn)生于干擾源外部，相互間可能產(chǎn)生影響的電流回路被屏蔽并分開布線（浪涌電壓保護(hù)區(qū)3）電磁兼容保護(hù)區(qū)雷電概論雷電概論850%(I)t(μs)90%201050%(I)t(μs)90%35010/350用于描述直擊雷波形8/20用于描述感應(yīng)雷波形目錄雷電概論電涌保護(hù)器術(shù)語電涌保護(hù)器的配置電涌保護(hù)器應(yīng)用方案電涌保護(hù)器術(shù)語

SurgeProtectiveDevice電涌保護(hù)器(SPD):一個(gè)裝置，可以有目的限制瞬態(tài)過電壓和轉(zhuǎn)移浪涌電流。她至少使用了一個(gè)非線性零件

Overvoltagesorsurgevoltages:過電壓或浪涌電壓過電壓是發(fā)生在系統(tǒng)中的導(dǎo)線之間或在導(dǎo)線和地之間的穩(wěn)態(tài)的或暫態(tài)的高電壓，這種電壓是能損壞(電子)儀器的。差模電壓共模電壓電涌保護(hù)器術(shù)語MOVFlashgapVaristorSPD制造技術(shù)石墨電極鎢銅合金特點(diǎn):極高的放電容量,響應(yīng)時(shí)間較慢極間距離決定工作電壓特點(diǎn):響應(yīng)時(shí)間較快電涌保護(hù)器術(shù)語Electrodes電極Epoxyresin

環(huán)氧樹脂leadesoftinnedcopperwire鍍錫銅引線sinteredzincoxidetogetherwithothermetaloxideadditives附加有其他金屬氧化物的氧化鋅燒結(jié)體Zincoxids氧化鋅Microvaristor微壓敏電阻intergranularBoundary晶粒間界層壓敏電阻的顯微結(jié)構(gòu)和導(dǎo)電機(jī)制壓敏電阻內(nèi)部存在著大量的串聯(lián)和并聯(lián)的微變阻器電涌保護(hù)器術(shù)語流入電流流出電流UDMNPEL差模電壓是接入導(dǎo)線和引出導(dǎo)線之間的電壓，三相系統(tǒng)中指L–N,L–L之間的電壓。差模過電壓會(huì)引起:電路元件損壞過電流電涌保護(hù)器術(shù)語UCMPENL匝間絕緣損壞共模電壓是帶電導(dǎo)體與接地框架之間的電壓，三相系統(tǒng)中指L–PE,L–G之間的電壓。共模過電壓會(huì)引起:設(shè)備絕緣強(qiáng)度下降或損壞電子設(shè)備運(yùn)行故障電涌保護(hù)器術(shù)語電涌保護(hù)器的保護(hù)模式根據(jù)SPD連接方式可分為共模模式、差模模式、全保護(hù)模式.通常所說的“3+1”模式指3個(gè)電壓限制型SPD接在相線與中性線之間,一個(gè)開關(guān)型SPD接在中性線對(duì)地之間.UpUcInImaxIUIcUn電涌保護(hù)器術(shù)語電壓保護(hù)水平Up表征SPD限制接線端子間電壓的性能參數(shù).最大持續(xù)工作電壓Uc允許持久地施加在SPD上的最大交流電壓有效值或直流電壓.標(biāo)稱放電電流In這是未損壞時(shí)電涌保護(hù)器可以通過的8/20μs波形電流的峰值(20次)最大放電電流Imax這是電涌保護(hù)器可以導(dǎo)通的8/20μs波形電流的峰值(2次)無故障時(shí)泄露電流Ic=Ic<1mA1mAU1mA動(dòng)作電壓U1mA1mA的直流幅值或工頻阻性分量峰值流經(jīng)SPD兩端時(shí)的電壓值電涌保護(hù)器術(shù)語沖擊電流Iimp它是由電流峰值Ipeak和電荷Q確定.用于I級(jí)試驗(yàn)的SPD分類試驗(yàn)I級(jí)試驗(yàn)的特征能量W/R沖擊電流Iimp流過1?單位電阻時(shí)消耗的能量.它等于電流平方對(duì)時(shí)間的積分W/R=i2dt續(xù)流If沖擊放電電流以后,由電源系統(tǒng)流入SPD的電流.殘壓Ures指雷電流通過SPD時(shí)兩端出現(xiàn)的最大電壓,和電壓保護(hù)水平略有區(qū)別電涌保護(hù)器術(shù)語ClassIItest用標(biāo)稱放電電流In,1.2/50沖擊電壓和最大放電電流Imax進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)ClassIIItest用復(fù)合波(1.2/50,8/20)進(jìn)行的實(shí)驗(yàn),復(fù)合波由沖擊發(fā)生器產(chǎn)生耐受短路電流SPD能夠承受的最大預(yù)期短路電流.ClassItest用標(biāo)稱放電電流In,1.2/50沖擊電壓和最大沖擊電流Iimp進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)額定斷開續(xù)流值SPD本身能斷開的預(yù)期短路電流.電涌保護(hù)器與設(shè)備配合的基本原則15米原則當(dāng)進(jìn)線端的電涌保護(hù)器與被保護(hù)設(shè)備之間的距離>15米，

應(yīng)在離被保護(hù)設(shè)備盡可能近的地方安裝另一個(gè)電涌保護(hù)器安裝原則d>15mP1負(fù)載P1負(fù)載P2為了提供最佳的保護(hù),既能承受更強(qiáng)的電流又有較小的殘余電壓,通常應(yīng)用多級(jí)電涌保護(hù)器作保護(hù)。

第一級(jí)保護(hù)作用為：應(yīng)能承受絕大部分雷電流；第二級(jí)保護(hù)作用為：瀉放殘余的雷電流，限制設(shè)備端的殘余電壓，同時(shí)與第一級(jí)保護(hù)配合。電涌保護(hù)器級(jí)間配合安裝原則電涌保護(hù)器級(jí)間配合的原則10米原則當(dāng)保護(hù)P1和P2作為級(jí)聯(lián)安裝時(shí)，它們之間需要配合。目的：為了延遲P2上雷擊波的到達(dá)，以使盡可能多的能量被P1釋放。實(shí)現(xiàn)：P1和P2之間的阻抗被用來實(shí)現(xiàn)這種延遲。負(fù)載P1P2Up1=2000VL1

10m安裝原則Up2=1500VL2

10m兩個(gè)電涌保護(hù)器之間的最短距離：10米級(jí)間配合：電涌保護(hù)器P2安裝在P1的下游,通常它的各項(xiàng)參數(shù)指標(biāo)(Imax,In,Ures)都比P1小。但如果它與P1安裝得過近,P2有可能比P1更早動(dòng)作,從而要承受本由P1承受的高能量。距離原則：為了避免這種情況，通過增加P1和P2之間的接線長度來使得電壓下降。P2兩端的電壓就等于P1兩端的電壓減去電纜上的電壓。電涌保護(hù)器級(jí)間配合的原則安裝原則舉例：假設(shè)線路的電感電壓降為100V/M，對(duì)10米長的電纜，U1和U3就是1000

V。給定：P1:2.5kV動(dòng)作電壓P2:1.5kV殘壓要使得P2動(dòng)作，其兩端的電壓須1.5kV。在P1兩端,由于有電纜上1000V+1000V的電壓降，電壓須1000+1000+1500

V，也就是3.5kV，這已經(jīng)超過P1的動(dòng)作電壓（2.5kV）了。于是P1會(huì)在P2達(dá)到它的動(dòng)作電壓前動(dòng)作，把電流導(dǎo)入大地而釋放能量。而P2在P1兩端的殘余電壓超過3.5kV時(shí)提供另外的保護(hù)。在這種情況下P2的動(dòng)作電壓已經(jīng)超出，于是P2斬?cái)噙^電壓，流過的電流小于流過P1的電流。電涌保護(hù)器級(jí)間配合的原則安裝原則重要注意事項(xiàng)：兩個(gè)電涌保護(hù)器的安裝距離要大于10米電涌保護(hù)器的安裝接線

50厘米原則: d1+d2+d3必須小于50cm 以限制負(fù)載承受的浪涌電壓安裝原則O-OFFO-OFFO-OFFO-OFFO-OFFO-OFF<U1U2U3電涌保護(hù)器的接線原則Up=U2U3U1Ueq例1:

L1=0.8m

L1=0.8μHL2=0.5m

L2=0.5μH

如果I=10kA,t=8μsUeq=U1+Up+U2Ueq=L1+Up+L2U=Up+1625Vdidtdidt例2:

L1=0.25m

L1=0.25μHL2=0.25m

L2=0.25μH如果I=10kA,t=8μsUeq=U1+Up+U2Ueq=L1+Up+L2U=Up+625Vdidtdidt安裝原則安裝的接線長度影響很大。2023/11/2929目錄雷電概論電涌保護(hù)器術(shù)語電涌保護(hù)器的配置電涌保護(hù)器應(yīng)用方案電涌保護(hù)器的配置表一，220/380三相系統(tǒng)各種設(shè)備耐沖擊過電壓(Uchoc)額定值（注：GB50057之表6.4.4）

設(shè)備的位置電源處的設(shè)備

配電線路和最后分支線的設(shè)備

用電設(shè)備

特殊需要保護(hù)的設(shè)備

耐沖擊過電壓類別

IV類III類

II類

I類

耐沖擊電壓額定值（KV）

642.51.5注：I類-需要將瞬態(tài)過電壓限制到特定水平的設(shè)備II類-家用電器、手提工具和類似負(fù)載

III類-如配電盤，斷路器，包括電纜、母線、分線盒、開關(guān)、插座的布線系統(tǒng)，以及應(yīng)用于工業(yè)的設(shè)備和永久接至固定裝置的固定安裝的電動(dòng)機(jī)等。IV類—如電氣計(jì)量儀表、一次性過流保護(hù)設(shè)備、波紋控制設(shè)備

電涌保護(hù)器的配置絕緣配合acc.toIEC60364-4-443主配電盤6kV分配電盤4kV終端設(shè)備2,5kV特殊終端設(shè)備1,5kV經(jīng)受浪涌沖擊電壓的絕緣耐受能力kWhZL1L2L3PEN第一級(jí)SPD第二級(jí)SPD第三/四級(jí)SPDUs.max(電網(wǎng))<Up(電涌保護(hù)器)<Uchoc(負(fù)載)電涌保護(hù)器的配置接地系統(tǒng)分類TTI第1個(gè)字母第2個(gè)字母TNT電源的對(duì)地情況 T：直接接地I：不接地或經(jīng)高阻抗接地裝置的機(jī)座對(duì)地情況

T：設(shè)備外殼直接接地N：設(shè)備外殼和變電所共用一個(gè)接地極TN系統(tǒng)補(bǔ)充字母S:PE線保護(hù)功能與接地的N線或與接地的帶電導(dǎo)體(相線)分開C:PE線保護(hù)功能與N線合一(PEN)電涌保護(hù)器的配置SPD在TT電網(wǎng)系統(tǒng)中的安裝位置GB16895-X-2004電涌保護(hù)器的配置過流保護(hù)的目的當(dāng)后續(xù)電流超過了火花間隙的斷后續(xù)電流能力時(shí)，斷開電路。當(dāng)MOV失效時(shí),防止電流沖擊電涌保護(hù)器的配置在TN-C系統(tǒng)中,當(dāng)SPD出現(xiàn)故障時(shí),

過流保護(hù)器斷開線路L1L2L3PENF1...F3RB電涌保護(hù)器的配置接線方式(TN-S系統(tǒng))配電盤被保護(hù)設(shè)備電涌保護(hù)器接地裝置(loopattrenchbottom)被保護(hù)設(shè)備接地裝置電涌保護(hù)器主接地極PEPEL1NPEmainterminalPEPEL1L2L3NPE單相接線三相接線電涌保護(hù)器的配置

L1L2L3PENPEN配電盤被保護(hù)設(shè)備電涌保護(hù)器mainterminal接地裝置(loopattrenchbottom)接線方式(TN-CS系統(tǒng))

三相電涌保護(hù)器的配置

接線方式(IT系統(tǒng))mainterminalPEPEL1NCPI主接地端子PEPEL1L2L3NCPI配電盤被保護(hù)設(shè)備電涌保護(hù)器接地裝置(接地網(wǎng))被保護(hù)設(shè)備接地裝置(loopattrenchbottom)電涌保護(hù)器

單相接線三相接線施耐德電涌保護(hù)器

mainterminalPEPERCDL1L2L3N接地裝置被保護(hù)設(shè)備電涌保護(hù)器接線方式(TT系統(tǒng))電涌保護(hù)器的配置“3+1”和4P方式對(duì)比1:4P的響應(yīng)時(shí)間快,殘壓低2:“3+1”實(shí)現(xiàn)了差模保護(hù),對(duì)地絕緣電阻大漏電流小,供電系統(tǒng)故障時(shí),電涌保護(hù)器仍安全3:對(duì)于TN系統(tǒng),采用4P,對(duì)于TT系統(tǒng),選用3+1為宜目錄雷電概論電涌保護(hù)器術(shù)語電涌保護(hù)器的配置電涌保護(hù)器應(yīng)用方案電涌保護(hù)器的標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用方案

民用建筑物情況第一級(jí)（SPD1）中間級(jí)（SPD2）設(shè)備級(jí)（SPD3）智能化大樓低壓架空線進(jìn)線PRD65(100)KA（8/20us）Up＝1.5KVPRD40KA（8/20us）Up＝1.2KVPRD8KA（8/20us）Up＝1.2KVPRD15KA（8/20us）Up＝1.2KV低壓電纜線進(jìn)線，變電所在建筑物外PRD65(100)KA（8/20us）Up＝1.5KVPRD40KA（8/20us）Up＝1.2KVPRD8KA（8/20us）Up＝1.2KVPRD15KA（8/20us）Up＝1.2KV低壓電纜線進(jìn)線，變電所在建筑物內(nèi)PRD65KA（8/20us）Up＝1.5KVPRD8KA（8/20us）Up＝1.2KV高層住宅低壓電纜線進(jìn)線PRD65KA（8/20us）Up＝1.5KV選裝PRD40KA（8/20us）Up＝1.2KVPRD8KA（8/20us）Up＝1.2KV多層住宅低壓電纜線進(jìn)線PRD40KA（8/20us）Up＝1.2KV選裝PRD8KA（8/20us）Up＝1.2KV別墅低壓電纜線進(jìn)線PRD40KA（8/20us）Up＝1.2KVPRD8KA（8/20us）Up＝1.2KV電涌保護(hù)器的高端應(yīng)用方案

民用建筑物情況第一級(jí)（SPD1）中間級(jí)（SPD2）設(shè)備級(jí)（SPD3）智能化大樓低壓架空線進(jìn)線PRF135KA（10/350us）Up1.5KV或PRD100KA(8/20uS)Up1.8KVPRD40KA（8/20us）Up＝1.2KVPRD8KA（8/20us）Up＝1.2KVPRD15KA（8/20us）Up＝1.2KV低壓電纜線進(jìn)線，變電所在建筑物外PRF135KA（10/350us）Up1.5KV或PRD100KA(8/20uS)Up1.8KVPRD40KA（8/20us）Up＝1.2KVPRD8KA（8/20us）Up＝1.2KVPRD15KA（8/20us）Up＝1.2KV低壓電纜線進(jìn)線，變電所在建筑物內(nèi)PRF135KA（10/350us）Up1.5KV或PRD100KA(8/20uS)Up1.8KVPRD8KA（8/20us）Up＝1.2KV高層住宅低壓電纜線進(jìn)線PRF135KA（10/350us）Up1.5KV或PRD100KA(8/20uS)Up1.8KV選裝PRD40KA（8/20us）Up＝1.2KVPRD8KA（8/20us）Up＝1.2KV多層住宅低壓電纜線進(jìn)線PRD65KA（8/20us）Up＝1.2KV選裝PRD15KA（8/20us）Up＝1.2KV別墅低壓電纜線進(jìn)線PRD65KA（8/20us）Up＝1.2KVPRD15KA（8/20us）Up＝1.2KV施耐德電涌保護(hù)器選擇及應(yīng)用方案公用事業(yè)大樓，信息系統(tǒng)工作中斷將造成較大影響位于市區(qū)，地上19層，地下1層，樓高75M具有良好的外部防雷裝置，且認(rèn)真實(shí)施等電位聯(lián)結(jié)配電變電所在大樓內(nèi)，低壓為TN-S系統(tǒng)，電纜進(jìn)出線，信號(hào)線屏蔽地區(qū)年平均雷暴日44天，建筑物等效受雷面積44857平方米典型建筑物背景概況應(yīng)用舉例1－在公用建筑中的配置方案施耐德電涌保護(hù)器選擇及應(yīng)用方案施耐德電涌保護(hù)器選擇及應(yīng)用方案施耐德電涌保護(hù)器選擇及應(yīng)用方案第一級(jí)SPD1PRD65（3P＋N65KA8/20us）第二級(jí)SPD2PRD40（3P＋N40KA8/20us）第三級(jí)SPD3PRD8（1P＋N8KA8/20us）標(biāo)準(zhǔn)方案應(yīng)用舉例1－在公用建筑中電源系統(tǒng)配置方案高端方案第一級(jí)SPD1PRF1353P＋N10/350us或PRD100KA8/20us第二級(jí)SPD2PRD40（3P＋N40KA8/20us）第三級(jí)SPD3PRD8（1P＋N8KA8/20us）施耐德電涌保護(hù)器選擇及應(yīng)用方案UPSSPD1Backup1MOVHVMOVLV10KV380VSPD2SPD2SPD2SPD2Backup2SPD2地下1層1層9層15層頂層SPD3??·à?à??C65H2PC20APRD6VSPD4C65H2PC20ASPD5PRD12VóD??μ?êó?????úí???Backup2Backup2Backup2Backup2Backup350cm10m施耐德電涌保護(hù)器選擇及應(yīng)用方案典型背景概況移動(dòng)通信基站位于中雷區(qū)郊區(qū)或者山區(qū)，或者多雷、強(qiáng)雷區(qū)市內(nèi)建筑物頂端如果中斷運(yùn)行將對(duì)信息傳輸造成大面積的影響有良好的外部防雷裝置電纜進(jìn)出線，配電房在室內(nèi)，低壓采用TN－S系統(tǒng)應(yīng)用舉例2－在工業(yè)領(lǐng)域中的配置方案施耐德電涌保護(hù)器