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1、电涌保护器电涌保护器SPD在低压电气系统中的在低压电气系统中的选择和使用原则选择和使用原则 主讲： 南京信息工程大学遥感学院防雷施广全3术语和定义术语和定义 3.2 限压型限压型 SPDVoltage limiting type SPD 无电涌出现时在线SPD呈高阻状态，当线路上出现电涌且电压达到一定的值时，SPD的阻抗突然下降变为低阻的SPD。电压开关型SPD常用的元件有：放电间隙、气体放电管、晶体闸流管和三端双向可控硅元件等。有时也称这类SPD为“短路型”SPD。 南京信息工程大学遥感学院防雷施广全3.2限压型限压型 SPDVoltage limiting type SPD 无电涌出现时在
2、线SPD呈高阻状态，随着线路上的电涌电流及电压的增加，达到一定值时SPD的阻抗跟着连续变小的SPD。限压型SPD常用的元件有金属氧化物压敏电阻、雪崩二极管等。有时也称这类SPD为“箝压型”SPD。 南京信息工程大学遥感学院防雷施广全3.3混合型混合型SPDcombination type SPD 由开关型元件和限压型元件组合而成的SPD。随着施加的电压特性不同，SPD时而呈现开关型 SPD特性，时而呈现限压型 SPD特性，时而同时呈现开关型和限压型特性。 南京信息工程大学遥感学院防雷施广全3.4冲击试验分类冲击试验分类Impulse test classification 3.4.1级分类试验
3、级分类试验classtests 对试品进行标称放电电流In，1.250s冲击电压和冲击电流Iimp的试验。10/350s波形是可能实现Iimp波形三个参数要求的波形之一。 南京信息工程大学遥感学院防雷施广全3.4.2级分类试验级分类试验class tests 对试品进行标称放电电流In，1.250s冲击电压和最大放电电流Imax试验。n和Imax的波形为820s。 南京信息工程大学遥感学院防雷施广全3.4.3级分类试验级分类试验class tests 对试品进行混合波（1.250s，820s）试验。 南京信息工程大学遥感学院防雷施广全3.5最大持续运行电压最大持续运行电压 maximum co
4、ntinuous operating voltageUC 可以持续加在 SPD上而不导致SPD动作的最大交流电压有效值（A.C r.m.s）或直流电压，等于SPD的额定电压。 南京信息工程大学遥感学院防雷施广全3.6电压保护水平电压保护水平 voltage protection levelUP 一个表征 SPD限制电压的性能参数，它可从一系列的优选值的列表中选取，该值应高于或等于实测限制电压的最大值。 南京信息工程大学遥感学院防雷施广全3.7暂时过电压耐受值暂时过电压耐受值 temporary overvoltageUT SPD能耐受的、持续短时间的直流过电压或最大工频过电压（r.m.s）。在
5、规定时间内，UT大于UC。 注：本定义根据GB 18802.1定义3.18改写，并说明UT值应由SPD生产厂提供。SPD在经受UTOV后可能承受，如SPD的性能参数没有改变，或虽出故障但对人、装置和设备没有损坏。 南京信息工程大学遥感学院防雷施广全3.8暂时过电压暂时过电压temporary overvoltage UTOV 低压电气系统中给定区域持续时间较长的工频过电压。UTOV可能由低压（LV）或高压（HV）系统内部故障造成。注：UTOV典型的持续时间最长为5S。 南京信息工程大学遥感学院防雷施广全3.11标称电压标称电压 nominal voltage Uo 低压配电系统或设备标明的电压
6、，某些特性与该电压值（如220V/380V）有关。在正常的标称系统中，供电终端的电压可能与供电系统标称的电压不同，一般允许有10%的容差。注：系统中相线对中性线的电压用UO表示；相线对地线的电压用Un表示。 南京信息工程大学遥感学院防雷施广全3.12标称放电电流标称放电电流nominal discharge current In 流过SPD的820s电流波的峰值电流，用于II级分类试验，也用于对SPD做I级和II级分类的预试验。 南京信息工程大学遥感学院防雷施广全3.13冲击电流冲击电流impulse currentIimp 由幅值电流Ipeak，电荷量Q和比能量W/R三个参数来决定。用于低压
7、电气系统的SPD的I级分类试验。冲击电流Iimp应在50s内达到Ipeak，应在10ms内输送电荷量Q(AS)和应在10ms内达到比能量W/R。10/350s波形是可能实现上述要求的波形之一。 南京信息工程大学遥感学院防雷施广全3.16短路电流承受能力短路电流承受能力 short-circult withstand SPD能承受的最大预期短路电流值。 南京信息工程大学遥感学院防雷施广全3.17持续工作电流持续工作电流 Continuous operating currentIC 在最大持续运行电压（UC）下，流过SPD的电流，其中流经接地端子（如PE）的电流为残流（Ires）。 南京信息工程大
8、学遥感学院防雷施广全3.18 续流续流 follow currentIf- 冲击放电电流结束瞬间，流过SPD的由供电电源提供的电流。在低压交流配电系统中，一般将此电流称为工频续流。 南京信息工程大学遥感学院防雷施广全3.19额定负载电流额定负载电流 ratad load currentIL 流经连接至低压配电系统的双端口SPD输出端提供给负载允许的最大持续交流电流（r.m.s）或直流电流。注：本定义仅适用于双端口SPD或具有单独输入/输出端口的单端口SPD。 南京信息工程大学遥感学院防雷施广全3.20劣化劣化degradation 任何设备的工作性能偏离其预定性能的非期望偏差。在SPD性能中指
9、当SPD长时间工作或处于恶劣工作环境时，或直接承受雷击电涌而引起其性能下降、原始性能参数的改变。也称退化或老化。 南京信息工程大学遥感学院防雷施广全3.21热崩溃热崩溃thermal runaway 当SPD承受的持续功率损耗超过SPD外壳和连接件的散热能力，引起内部元件温度逐渐升高，性能下降，最终导致损坏的过程。 南京信息工程大学遥感学院防雷施广全3.22SPD脱离器脱离器SPD disconnector 当SPD发生故障时，一个能把SPD同电路脱开的装置。注：这种断开装置不需要具有隔离能力，它应能防止低压电气系统持续故障并可用于显示SPD故障状态。除了具有脱离器功能外，还可以具有过流保护或
10、过热保护功能等。这些功能可由单一的或多个装置组合在一起实现。南京信息工程大学遥感学院防雷施广全3.23剩余电流动作保护器剩余电流动作保护器 residual current device RCD 在规定的条件下，当剩余电流或不平衡电流达到给定值时能使电路触头断开的一种机械开关电器或组合电器。 南京信息工程大学遥感学院防雷施广全3.25双端口双端口SPD的负载端电涌耐受能力的负载端电涌耐受能力 load-side surge withstand capability for a two-port SPD 双端口SPD对负载端输出接线端子产生的电涌的耐受能力。注：本定义仅适用于双端口SPD或具有单
11、独输入/输出端口的单端口SPD。 南京信息工程大学遥感学院防雷施广全3.26保护模式保护模式modes of protection SPD的保护元件可以连接在低压配电系统线路的相线相线、相线中性线、相线保护线、中性线保护线之间及多种方式同时连接。这些连接方式称为保护模式。一般将相线相线之间的保护称为横向（差模）保护，相线（或中性线）保护线之间的保护称为纵向（共模）保护。在直流配电系统中可分为正负极之间，正极与保护线之间，负极与保护线之间。 南京信息工程大学遥感学院防雷施广全4 受保护的系统和设备受保护的系统和设备 当需要采用SPD对低压电气系统和设备进行保护时，必须充分了解受保护的低压交流配电
12、系统型式、低压直流配电系统和受保护电气设备耐冲击过电压额定值（UW）。南京信息工程大学遥感学院防雷施广全4.2 受保护设备的耐冲击特性 4.2.1 交流电气设备耐冲击类别交流电气设备耐冲击类别4.2.1.1 一般交流电气设备耐冲击类别一般交流电气设备耐冲击类别 220/380V三相系统电气设备耐冲击类别可分为、类，见表2所示。表2不能涵盖所有的220/380V三相系统的电气设备，应从实际出发对受保护设备耐冲击过电压额定值进行核实。 南京信息工程大学遥感学院防雷施广全设备位置设备位置电源处电源处的设备的设备配电线路和最后配电线路和最后分支线路的设备分支线路的设备用电设用电设备备特殊需要特殊需要保
13、护的设备保护的设备耐冲击过电压类别类类类类耐冲击电压额定值（KV）642.51.5 注:类需要将瞬态过电压限制到特定水平的设备，如含有电子电路的设备，计算机及含有计算机程序 的用电设备； 类如家用电器(不含计算机及含有计算机程序的家用电器)、手提工具、不间断电源设备 （UPS）、整流器和类似负荷； 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； 类如电气计量仪表，一次线过流保护设备、波纹控制设备。表表2220/380V三相系统电气设备绝缘三相系统电气设备绝缘耐冲击过电压额定值耐冲击过电压额定值南京信
14、息工程大学遥感学院防雷施广全4.2.1.2 通信、信息网络交流电通信、信息网络交流电源设备耐冲击过电压额定值：源设备耐冲击过电压额定值： 南京信息工程大学遥感学院防雷施广全设备名称设备名称冲击电压额定值冲击电压额定值（kV）冲击电流额定冲击电流额定值（值（kA）说明说明电源设备机架交流电源入口（由UPS供电）0.50.25 通信、信息网络中心设备交流电源端口0.50.25适用于相 相1.00.5适用于相 地非信息网络中心交流电源端口1.00.5适用于相 相2.01.0适用于相 地注：1.交流电源额定电压均为220V/380V。 2.使用混合波（1.2/50s、8/20s）进行试验。表表3 3
15、通信、信息网络交流电源设备耐冲击过通信、信息网络交流电源设备耐冲击过电压额定值电压额定值南京信息工程大学遥感学院防雷施广全4.2.2 直流电气设备耐冲击特性直流电气设备耐冲击特性 4.2.2.1 直流电源设备耐冲击过电压额直流电源设备耐冲击过电压额定值见表定值见表4：南京信息工程大学遥感学院防雷施广全设备名称设备名称额定电压额定电压Vd.c混合冲击波混合冲击波冲击电压冲击电压（kV）冲击电流（冲击电流（kA）DC/AC逆变器DC/DC变换器机架直流电源入口 -24或-48或-600.50.25直流配电屏-24、-48、-601.50.75注：混合波开路电压为1.2/50s，短路电流8/20s。
16、表表4 直流电源设备耐冲击过电压额定值直流电源设备耐冲击过电压额定值 南京信息工程大学遥感学院防雷施广全4.2.2.2 信息网络设备耐冲击过信息网络设备耐冲击过电压额定值见表电压额定值见表5： 南京信息工程大学遥感学院防雷施广全设备名称设备名称冲击电压额定冲击电压额定值值试验波形试验波形说明说明信息网络中心DC电源端口0.5 kV1.2/50s（8/20s）适用于相 一 相。1.0 kV适用于相 一 地。非信息网络中心DC电源端口1.0 kV1.2/50s（8/20s）适用于相 相。2.0 kv适用于相 地。注：非信息网络中心的地点指设备不在信息网络中心内运行，如无保护措施的本地远端站、商业区
17、、办公室内，用户室内和街道等。 表表5 信息网络设备耐冲击过电压额定值信息网络设备耐冲击过电压额定值 南京信息工程大学遥感学院防雷施广全4.2.2.34.2.2.3测量、控制和实验室内直流电测量、控制和实验室内直流电源冲击抗扰度试验的最低要求见表源冲击抗扰度试验的最低要求见表6： 南京信息工程大学遥感学院防雷施广全端口端口试验项目试验项目试验值试验值说明说明直流电源冲击试验0.5kV适用于相 相。1.0 kV适用于相 地。注：仅适用于线路长度超过3m的情况。 表表6 冲击抗扰度试验的最低要求冲击抗扰度试验的最低要求 南京信息工程大学遥感学院防雷施广全B.1.2 建筑物遭受直击雷时雷电流的分配建筑物遭受直击雷时雷电流的分配 图图B.1 雷电流分配到内部设备的示例（雷电流分配到内部设备的示例（TT系统）系统）注：括号中的数值适用于无金属管时，此时电力线分配总和为50%。