暂时过电压对SPD后备保护的影响
浅谈低压配电系统中浪涌保护器(SPD)后备保护器的选择

目前被普遍采用的的后备保护器有熔断器(FUSE)、微型断路器(MCB)以及近些年来流行的后备保护专用脱扣器(SCB)。基于以上三种SPD后备保护器,下面将展开讨论:
1)以电压保护水平(Up)分析:
根据GB50057-2010《建筑物防雷设计规范》6.4.6条:
①对限压型电涌保护器:UP/f=UP+△U
②对电压开关型电涌保护器,应取下列公式中的较大值:UP/f=UP或UP/f=△U,式中UP/f----电涌保护器的有效电压保护水平(kV)
UP-----电涌保护器的电压保护水平(kV)
△U-----电涌保护器两端引线的感应电压降,即L×(di/dt),户外线路进入建筑物处可按1kV/m计算,在其后的可按△U=0.2UP计算,仅是感应电涌时可略去不计。
2.后备保护器的定义以及功能
SPD的后备保护是指过位于SPD前端的、作为电气装置一部分的过电流保护装置,该装置应能满足如下功能流时,使SPD避免过热和损坏。
2)电网异常SPD工频续流起火时速断保护,此时电流很小。
3)通过雷电流不失效能力,即SPD在正常标称放电电流(冲击电流)下,过电流保护器不应动作;而当大于标称放电电流时,保护电器应可靠动作。
2)以工频续流起火角度分析:
熔断器作后备保护时,根据通过的电流能量产生的焦耳热熔断,我们选取一个满足40kA(8/20μs)的雷电流通过不断、直流电阻为1m的熔断器,产生的电压降为40,能量为E1,等同于同等能量40A电网电流能量为E2:E1=∫V(t)×I(t)dt=kVIτ=0.5VI8×10-6+1.4VI(20-8)×10-6=33.28J,计算式中:0.5为波头系数,1.4为波尾系数。由于冲击电流持续时间在微秒级,熔体能量集中在熔体内,近似为绝热过程;熔断器通过工频电流40A产生等同能量的时间为:E1(绝热过程)=E2(热平衡过程)=I2Rt=402×1×10-3×t=33.28J,得出t=20.8s,当产热大于散热时,达到燃弧前时间继续延长,当产热等于散热仍未达到燃弧温度时将不会熔断,而SPD在40A工频电流在20秒内已起火燃烧。
对浪涌保护器(SPD)的后备保护装置的探讨

对浪涌保护器(SPD)的后备保护装置的探讨发布时间:2021-07-21T08:29:18.319Z 来源:《防护工程》2021年8期作者:牛金硕[导读] :首先对有关浪涌保护器的后备保护装置的规范或标准要求进行列举,而后对目前作为浪涌保护器后备保护装置并大量使用的熔断器和断路器的原理和作用进行了简要分析,并给出了安装SPD时应考虑的因素及选用依据;比较了两者的优缺点,指出了两者存在的不足及造成这些不足的原因,而后介绍了近年刚上市的一种SPD专用外置脱扣器,最后提出了对未来浪涌保护器的设想。
牛金硕南阳市气象局河南南阳 473003摘要:首先对有关浪涌保护器的后备保护装置的规范或标准要求进行列举,而后对目前作为浪涌保护器后备保护装置并大量使用的熔断器和断路器的原理和作用进行了简要分析,并给出了安装SPD时应考虑的因素及选用依据;比较了两者的优缺点,指出了两者存在的不足及造成这些不足的原因,而后介绍了近年刚上市的一种SPD专用外置脱扣器,最后提出了对未来浪涌保护器的设想。
关键词:浪涌保护器;后备保护装置;熔断器;断路器;SCB引言浪涌保护器 Surge Protective Device(SPD)的作用是保护用电设备免遭雷电电磁脉冲或操作过电压的破坏。
随着防雷理论的不断完善,人们防雷意识的不断增强,SPD在石化、电力、通信等各个行业广泛应用。
但由于浪涌保护器自身的原因,它会出现金属性短路击穿(限压型SPD)或工频续流(开关型SPD)而造成主电源进线开关跳闸而导致扩大断电范围。
因此,《建筑物防雷设计规范》要求电源SPD 安装后备过流保护装置,旨在防止电源系统出现电压异常升高导致SPD启动流入工频电流起火, 1浪涌保护器后备保护装置的要求《建筑物防雷设计规范》GB50057-2010附录J规定:电涌保护器(SPD)串联在电路上。
《建筑物防雷工程施工与质量验收规范》GB50601-2010中要求:当SPD内部未设计热脱扣装置时,对失效状态为短路型的SPD应在其前端安装熔丝、热熔线圈或断路器进行后备过电流保护。
电涌保护器SPD与后备保护断路器的配合

电涌保护器SPD与后备保护断路器的配合电涌保护器(SurgeProtectionDevice,SPD)的安装可以限制电路上的瞬时过电压,是石化企业雷电防护的常用措施之一。
依据GB18802.1、GB50057和GB/T21431标准规定:安装在电路上的电涌保护器,其前端宜有后备保护装置,用以防止当SPD不能阻断工频短路电流而引起发热和损坏时的后备过电流保护。
目前使用的过电流保护器一般为断路器和熔断器,通常存在以下问题:在雷电流冲击下,无法耐受大电流,易误脱扣、易损坏,致使SPD防雷保护失效,损害后端设备;雷电流冲击电流残压高,使设备防雷保护可靠性降低;SPD常年使用后漏电流增大劣化失效、配电线路发生异常过电压时,断路器不能快速分离,导致SPD起火。
一、SPD后备保护断路器性能测试1.1电涌耐受性能测试在SPD的测试标准IEC61643-1:2011中,使用了两种波形的冲击电流,一种是10/350μs波形的冲击电流,表征的是雷电直击产生的电涌电流;另一种是8/20μs波形的冲击电流,表征了雷电感应在线路上产生的电涌电流。
标准对SPD提出了相应的耐受要求,由于后备保护断路器和SPD串联使用,因此也相应地必须满足这些耐受要求。
以下通过大量的试验,研究了不同系列的断路器对冲击电流的耐受性能。
对于8/20μs电涌,表1给出了实验所得从10A到100A断路器的最大耐受电流值IMW,断路器对8/20μs电涌的耐受水平的大体变化趋势为随着额定电流的提高而提高,但是并不是每一级断路器都严格满足。
由表2可见,普通断路器对10/350μs波形的冲击电流的耐受能力是十分有限的。
对于最大额定电流125A的断路器,它能耐受的10/350μs波形冲击电流的峰值仅为4.11kA,对于32A额定电流的断路器,能耐受的仅仅只有1.32kA,这对I级SPD来说实在太小了,因此对于32A以下的就没有必要去寻找其耐受冲击电流。
1.2工频过电流保护性能测试进行断路器5s工频耐受试验(图1),在施加负载电流下模拟雷电冲击。
暂时过电压对低压电源类SPD设计的影响

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暂时过 电压 时压敏 芯片熔 穿起 火而 引发火 灾 。相 对于发 达 国家 , 国的 电能质 量不 高 , 国家标准 我 而 许 多又 都是等 同或 等 效 I C标 准而 来 , 就 意味 E 这
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关键 词 :暂 时 过 电压 ; 源保 护 器 ; 大 持 续 运 行 电压 ;电压 梯 度 ; 量 吸 收 密 度 电 最 能
中图分类号 : M 6 文献标 志码 : T 82 A 文章编号 : 0 1 5 1 2 1 )50 0 -4 10 - 3 (0 0 1- 60 5 0
I lue c f Te p r r e la e o nf n e o m o a y Ov r Vo t g n
电源SPD后备保护装置失效模式分析

图l 6 产 品 外 观 图
●
7 结
语
6 试 验 结Leabharlann 果 S P D专 用脱 扣 器 解 决 了 防雷 行 业 多 年 的 防 火安 全 问题 , 对 不 同厂家 生产 的 U =2 7 5 V、 U =
3 2 0 V、 U :3 8 5 V的 2 0 D、 2 5 D 圆片, 3 4 I n n×
[ 1 ] I E C 6 0 3 6 4 - 4 - 4 3 —2 o o 8 低 压 电器 设 施 第 4 - 4 3部
工 民建 等 均 能 实 现 S P D 防火 保 护 , 特 别 是 在 易 燃、 易爆 场 所更 能 凸显 优异 的安 全保 护性 能 。
2 0 1 2年 6月 6日, 在北 京 防雷 装置 检测 中心 通过 了高 ( 中) 低 压 系 统 的故 障 引起 的暂 态 过 电 压( T O V @1 2 0 0 V / 3 0 0 A) 下 保护 性 能 测试 、 工 频 1 0 0 A失效模 式 保 护性 能测 试 、 雷 电 冲击 性 能 测 试 。2 0 1 2年 9~1 1月 , 该 产 品在上 海 电器 科 学研 究所 通 过 了工 频 短路 分 断 能力 5 0 k A、 1 0 0 k A测
Ab s t r a c t :F r o m a s p e c t s o f t h e o r y a n d t e s t ,t h e i f r e r e a s o n o f S P D a n d f a i l u r e mo d e o f b a c k — u p p r o t e c t i o n we r e a n a l y z e d,n e w S CB w h i c h c a n e n s u r e S P D s a f e w a s i n t r o d u c e d .I t p r o v i d e d r e f e r e n c e s f o r d e s i g n e r s .
如何选择SPD最大持续工作电压和暂时过电压

SPD最大持续工作电压U c(maximum continuous operating voltage)指可连续施加在SPD保护模式上的最大交流电压有效值。
产品样本里,SPD最大持续工作电压有多种规格,如255V、260V、275V、280V、320V、335V、350V、385V、400V、420V、440V、460V等,实际工程中U c该如何选择?以下从应用最普遍的TN和TT系统试做讨论。
1、U c和系统标称电压0之间的关系SPD 的U c值首先应该满足以下准则:U c应高于系统中可能产生的最大持续工作电压U cs=k×U0,即U c>U cs。
a) 正常条件1) 相线和中性线之间电压考虑到电压偏差,相线和中性线之间SPD的电压通常按1.10×U0取值,如果考虑SPD老化和其他异常状况,则应取1.15×U0。
2) 相线之间电压类似地,相间SPD的U C按×U0。
基于配电系统特征的U c最小值见表1。
表1基于配电系统特征的U c最小值产品标准要求,制造厂应在SPD的本体上标识:最大持续工作电压(每种保护模式有一个电压值)。
2、U TOV和U T关系2.1电力系统暂时过电压U TOV电力系统暂时过电压U T O V(temporary overvoltage value of the power system)指在电网给定区域,持续时间相对较长的工频过电压(TOV)是由LV系统(U TOV (LV))或HV系统(U TOV(HV))内部故障产生的过电压。
注:暂时过电压的典型持续时间可达几秒,通常是由开关操作或故障(例:甩负荷、单相接地故障等)引起的,和由非线性(铁磁共振效应、谐波等)引起的。
a低压系统短路故障时,TT、TN和IT系统相—中性线之间的U TOV(LV)区域,故障时间不大于5s;b低压系统意外接地故障时,IT(TT)系统的相—地之间的U TOV(LV)区域和低压系统中性线断线故障时,TT和TN系统相—中性线之间的U TOV(LV)区域;c高压系统发生接地故障时,TT和IT系统相—地之间U TOV(HV)的最大值,故障时间不大于200ms;d未定义区域;图1 U T O V最大值2.2SPD暂时过电压UTU T值应高于低压系统出现故障在被保护装置上预期出现的暂时过电压(TOV),如图1所示。
电源SPD后备保护装置失效模式分析

图4电源SPD 后备保护装置失效模式分析Power SPD overcurrent protection device Failure analysis厦门大恒科技有限公司摘要:SPD 火灾事故与雷电防护失效是SPD 应用中的一个短板和难题,本文从理论与实验两方面分析了SPD 后备保护装置熔断器、断路器的失效模式,并介绍了一种新的能够最大限度确保SPD 安全的专用后备保护器。
关键词:SPD 、熔断器、断路器、边界条件、失效模式 1、概述:国内外用于SPD 后备过流保护使用的是熔断器或断路器,这两种器件为了保证雷电冲击电流到来时不开断取值往往较大。
当SPD 出现劣化或者电源出现异常导致流入工频电流(俗称续流),熔断器或断路器不能迅速切断电路致使SPD 起火燃烧(由于SPD 的导通电阻随着工频异常电压不同而变,工频续流是个不确定值)。
当两种保护装置速断值选择偏小时,雷电冲击电流又会造成速断致使防雷保护失效。
SPD 引发的火灾事故和防雷失效事故现场分析及实验室验结果表明:火灾事故基本是由SPD 工频续流引发(持续的电源能量使SPD 迅速燃烧),防雷失效事故大多数是防雷器脱离了保护线路造成的。
图1是一个SPD 起火烧毁机柜的现场图片。
SPD 失效或工频电源出现暂态过电压引起的SPD 起火是小概率事件,导致目前许多SPD 工程应用不安装后备过流保护装置。
这种观点认为在一次电源异常事故中,SPD 起火是几乎不可能发生的。
关于这一点我们要有以下两个方面的认识:一是这里的“几乎不可能发生”是针对“一次电源异常事故”来说的,因为电源异常事故是个不确定的事件,那就有可能发生;二是当我们运用“小概率事件几乎不可能发生的原理”进行推断时,我们也有5%犯错误的可能。
众多的SPD 火灾事故应该能说明这一点。
2、SPD 起火的边界条件 2.1、MOV氧化锌压敏电阻(MOV )是一种以氧化锌为主体、添加多种金属氧化物的多晶体半导体陶瓷元件(图2)。
电涌保护器(SPD)原理与应用 总试题整理

一、多项选择题A.1000B.1500C.2000D.3000A.10B.4C.6D.25A.4B.10C.6D.16在TT系统或A.50AB.10AC.30AD.150AA.AB.C.A.B.C. D.A.B.C.D.A. B. C. D.A. B. C. D.A. B. C.A. B. C. D.A. B. C. D.A. B.C. D.A.B. C. D.A. B. C. D.A. B. C. D.A. B. C.A. B. C. D.A.B. C.D.A. B. C. D.A. B. C.A. B. C. D.A. B. C.D.A.100B.20C.40D. 1A.20B.20C.40D.40A. B. C. D.A. B. C.A. B. C.A. B. C. D.A. B. C. D.A.AB.C.D.A.B. C. D.A. B. C. D.A. B. C. D.A. B. C.A. B. C.D.A. B. C. D.A.20B.20C.2D.40A.100B.30C.50D.500A. B. C. D.A. B. C. D.A. B. C.A. B. C. D.A. B. C.A. B.C.A. B. C.D.A. B. C. D.A. B. C. D.A. B. C. D.A.A:B.B:C.C:D.D:A.A: 50kB.B: 50MC.C: 500MD.D: 5MA.A: 10B.B: 20C.C: 30D.D: 40A.A: 1B.B: 10C.C: 100D.D: 1000A.AB.B: 3C.C: 4D.D: 5A.AB.B: 10/350C.CD.D:A.AB.B: 10/350C.C: 8/20D.D:A.AB.B: 10/350C.c 8/20D.dA.A:B.B:C.C:A.A:B.B:C.C:A.A: 10kHzB.B: 100kHzC.C: 1MHzD.D: 10MHzA.A: 0-5 MHZB.B: 0-7 MHZC.C: 0-6MHZD.D: 0-10MhzA.A: 8/20B.B: 10/350C.C: 1.2/50A.A: 8/20B.B: 10/350C.C: 1.2/50A.A:B.B:A.A:B.B:C.C:A.A:B.B:C.C:D.D:A.AB.B:C.C:D.D:A.A:B.BC.C:D.D:A.A:B.B:C.C:D.D:A.A:B.B:C.C:D.D:A.A:B.B:C.C:D.D:A.A:B.B:C.C:D.D:A.A:B.B:C.C:D.D:A.A:B.B:C.C:D.D:A.A:B.B:C.C:D.D:A.A: 0.05B.B: 0.1C.C: 0.15D.D: 0.2A.A: VWMB.B: VBRC.C: VCA.A:B.B:C.C:D.D:A.A: 2B.B: 3C.C: 1D.D: 5A.A: 1MΩB.B: 10MΩC.C: 2MΩD.D: 5MΩA.A: 10B.B: 15C.C: 15D.D: 10A.A: 10B.B: 5C.C: 20D.D: 15A.A:B.B:A.A: 0HzB.B: 15HzC.C: 15HzD.D: 15HzA.A:B.B:C.C:A.A: 50VB.B: 100VC.C: 200VD.D: 300VA.A:B.B:A.A: 10VB.B: 15VC.C: 20VD.D: 25VA.A:B.B:C.C:D.D:A.A:B.B:C.C:D.D:A.A:B.BC.C:D.D:A.AB.B: 2C.CD.D: 4A.AB.B: d/3C.C: d/4D.D: d/6A.A:B.B:C.C:D.D:A.A:B.B:C.C:D.D:A.A:B.B:C.C:A.A:B.B:C.C:A.A: 200B.B: 300C.C: 400D.D: 500 A.A:B.B:C.C:A.AB.B: 1.2/50C.C: 8/20A.A:B.B:C.C:D.D:A.A:B.B: 2C.C: 3D.D: 1.5A.AB.B:C.C:A.A: 50AB.B: 100AC.C: 30AD.D: 150AA.A:B.B:C.C:D.D:A.A: 1000B.B: 1500C.C: 2000D.D; 3000A.AB.B:C.C:D.D:A.AB.B:C.C:D.D:A.A:B.B:C.C:D.D:A.A:B.B:C.C:D.D:A.AB.BC.C:D.D:A.A:B.B:C.C:D.D:A.A: 50kAB.B: 30kAC.C: 100kAD.D: 10kAA.A:B.B:C.CA.AB.BC.C:D.D:A.AB.B: 10C.C: 110MHzD.D: 118MHzA.AB.B: 120V/mC.C: 150V/mD.D: 100V/mA.A:B.B:C.C:D.D:A.A:B.B:C.C:D.D:A.AB.BA.AB.BA.AB.BA.AB.B A.AB.BA.AB.BA.AB.BA.AB.BA.AB.BA.AB.BA.AB.BA.AB.BA.AB.BA.AB.BA.AB.BA.AB.BA.AB.BA.AB.BA.AB.BA.AB.BA.AB.BA.AB.BA.AB.BA.AB.BA.AB.BA.AB.BA.AB.BA.AB.BA.AB.BA.AB.BA.AB.BA.AB.BA.AB.BA.AB.BA.AB.BA.AB.BA.AB.BA.AB.BA.AB.BA.AB.BA.AB.BA.AB.BA.AB.BA.AB.BA.AB.BA.AB.BA.AB.B A.AB.BA.AB.BA.AB.BA.AB.BA.AB.BA.AB.BA.AB.BA.AB.BA.AB.BA.AB.BA.AB.BA.AB.BA.AB.BA.AB.BA.AB.BA.AB.BA.AB.BA.AB.BA.AB.BA.AB.BA.AB.BA.AB.BA.AB.BA.AB.BA.AB.BA.AB.BA.AB.BA.AB.BA.AB.BA.AB.BA.AB.B A.A。
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暂时过电压对SPD后备保护的影响
作者:李晓婷
来源:《价值工程》2014年第06期
摘要:施加给电气装置的电压如超过电气装置的标准电压,称作过电压。
低压电气装置可能出现各种过电压,例如由于电网和电气装置运行条件的变化引起工频电源电压变化而出现缓慢而持续的线间过电压。
本文分析了低压系统暂时过电压形成原因,并给出了不同供电制式下的最大暂时过电压值。
探讨了暂时过电压对SPD的影响及SPD后备保护需要注意的问题。
Abstract: If the applied voltage of an electrical device is higher than its standard voltage, it is called overvoltage. Low voltage electrical device may appear all sorts of overvoltage. For example,the condition changes of power grid and electrical equipment can cause power frequency voltage change and lead to the slow and steady line-to-line overvoltage. The low voltage system temporary overvoltage formation reasons are analyzed in this paper and the maximum temporary overvoltage value under different power supply system is given. The influence of temporary overvoltage on SPD is discussed and the problems needing attention in SPD backup protection are also discussed.
关键词:暂时过电压;浪涌保护器;后备保护装置
Key words: temporary overvoltage;surge protector;backup protection device
中图分类号:TM451 文献标识码:A 文章编号:1006-4311(2014)06-0027-02
0 引言
在电力系统中,因雷击、操作和故障等原因造成的瞬态过电压是不可避免的。
如在雷击时,雷电在低压电气装置中引起的持续时间以微秒计的瞬态冲击对地过电压,其持续时间虽然极短,但幅值和波形陡度却极大,可能引起电气装置中电气设备和电子设备的绝缘击穿,导致设备损坏,或工作受干扰,有时可引发火灾、人身电击、大面积停电等严重事故,为了保护低压电气设备免遭瞬态过电压的侵害,浪涌保护器(Surge Protection Device)在电力系统、工业民用建筑、石油石化、铁路等各个行业发挥着举足轻重的作用。
随着SPD的大规模应用,SPD 后备保护的选择对于避免SPD起火和防雷失效事故起着极为重要的作用。
1 电力系统中低压暂时过电压形成原因分析
在电力系统中,由于断路器操作、故障或其他原因,使系统参数发生变化,引起系统内部电磁能量的振荡转化或传递所造成的电压升高,称为电力系统内部暂时过电压。
高压系统接地故障和低压系统内部故障都可能在低压系统中产生暂时过电压。
1.1 在变电所中,高压系统和低压系统是“共地”的,即它们的接地都共用一个接地极。
因此,若高压侧发生接地故障,则产生的故障电流流经共用接地极时就可能在低压侧产生暂时过电压,暂时过电压幅值和持续时间与高压系统接地形式及接地保护的断开时间有关。
1.1.1 高压侧小电流接地系统包括:不接地、经消弧线圈接地和高电阻接地系统。
由于此类系统的接地电流小,当故障电流通过接地电阻时产生的电压较低,低压系统的标称电压为380V,而高压系统接地故障传导至低压系统的暂时过电压通常不会超过120V,远远低于低压系统的标称电压,所以这种情况下暂时过电压几乎不会对SPD的安全造成任何影响。
1.1.2 高压侧大电流接地系统。
高压侧大电流接地系统为低电阻接地系统。
由于系统接地电阻小,当发生接地故障后构成了完整的回路,接地电流很大。
接地电流流过接地电阻时产生了很高的对地电压。
高压系统接地故障传导至低压系统的暂时过电压最高值为1200V。
SPD承受的暂时过电压根据低压系统接地形式(低压侧为TN系统;
低压侧为TT和IT系统)而不同。
中性线与保护接地线之间的暂态过电压为高压接地故障传导的暂时过电压1200V;相线与保护接地线之间的暂时过电压为相电压与高压接地故障传导的暂时过电压矢量和。
1.2 低压系统发生故障产生的暂时过电压
1.2.1 当低压系统发生相中线短路故障时,故障电流在故障点流经一段中性线返回电源,在流经的中性线上会产生电压降ΔUN。
ΔUN与系统电压U0的矢量和成为了非故障相线与中性线间的暂时过电UTOV。
1.2.2 根据负荷的接地形式,接地系统可以分为TN和TT系统。
其中TN系统又分为TN-C 接地系统和TN-C-S系统。
在TN系统中,电气装置的接地时连接到PE线或者是PEN线上。
TT接地系统中,电气装置的接地是连接到一个独立的接地极上,独立接地极与电源接地极没有电气上的联系。
在TN系统中发生相线导体意外接地时,由于电气装置与电源使用同一接地极接地,其他相线的对地电压不会发生改变。
当在TT系统中,由于电气装置的接地极和系统的接地极没有电气联系,当相线的意外接地时,其他相会在相线与保护接地线之间形成幅值高达■U0的暂时过电压。
当系统相线意外接地时,保护开关会根据整定的电流来对故障进行切除。
1.2.3 中性线断线故障引起的过电压。
在TN-C系统或者TN-C-S系统中,用电设备通常按照三相平衡的原则平均分配在三相中,中性线中通常是没有电流的。
当负荷严重不平衡时,中性线中的不平衡电流会非常大,在一些情况下中性线可能因为过热而烧断。
中性线断线后,由于负荷的不平衡会导致线间电压分配的不平衡,负荷侧的电压中性点会偏移,而偏移产生暂时过电压严重时会偏移到线电压构成的正三角形一条边上,使其中一相线与中性线间电压为■U0。
2 暂时过电压对SPD的影响
SPD主要分为电压开关型和限压型两种。
限压型SPD的主要成分为金属氧化物压敏电阻(MOV)。
是由一种以氧化锌为主体,添加多种金属氧化物的多晶体半导体陶瓷元件。
当雷电冲击电流通过时,电流集中流向MOV的薄弱点,形成击穿后,SPD气化燃烧。
电压开关型SPD主要部件为气体放电管(GDT),有单间隙和多间隙型。
开启式单间隙型以羊角间隙为代表,封闭式单间隙SPD以陶瓷气体放电管为代表。
单间隙SPD在浪涌或电源振荡激发导通后,20~30V的电弧电压使电源处于短路状态。
当电弧电流比较大,持续的电弧烧穿封装电极片时,火焰迅速喷发燃烧引起火灾事故。
当系统出现暂时过电压时,暂时过电压一旦超过SPD 启动电压,工频电流就会流过SPD。
通过SPD的电量超过10C就能引发SPD起火燃烧。
SPD 后备保护对于防止SPD起火燃烧至关重要。
3 熔断器和断路器作为SPD后备保护分析
SPD后备保护的基本要求为通过雷电流时不误断,通过工频交流电流时断开开关保护SPD。
后备保护装置在雷电流冲击下不误断至少应该满足:T1级不小于SPD的冲击电流Iimp (10/350μs,25kA);T2级不小于SPD的最大放电电流Imax(8/20μs,80kA);T3级不小于SPD的Imax(8/20μs,40kA)。
SPD通过工频电流大于5A以上时易起火,所以需要在工频电流达到5A前切断电路。
通过实验发现,当熔断器和断路器满足冲击电流通过及在SPD通过工频电流起火时也不会熔断或断开。
4 SPD专用后备保护器(SCB)实现方案
SPD专用后备保护器具有滞后、选择动作特性,特性具有延时效应。
由于雷电流通过时持续时间非常短,后备保护电器的延时尚未完成雷电流已经消失,保证了在雷电冲击下后备保护电器不动作,SPD不会退出运行。
随着社会的发展,对电气设备的保护要求不断提高,为防止瞬时过电压SPD的应用越来越广泛。
在无人值守的变电所或其他需要遥控的情况下,SCB能够通过其附件来满足需要,SCB因过负荷、漏电、短路等故障脱口后,其附件可以进行自动的重合,使系统能够持续有效的工作,适合无人值守通讯基站、灌溉水泵等设备配电配套使用,保证设备能够持续安全运行。
5 结语
综上所述,暂时过电压的存在造成了SPD的安全隐患。
为了解决暂时过电压对SPD造成的危害,出现了SPD专用后备保护器(SCB),从而解决了低压电源系统SPD后备保护装置存在的问题,SCB将随着国民经济的高速发展在各个行业发挥作用。
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