@·防雷接地
@·收藏本站
@·设为首页
载入中…
返回首页 |
  展会信息
  通知公告
普通文章防雷产品使用备案、外地防雷01-11
普通文章中国石化新乡石油分公司加油09-25
普通文章空分设备防雷接地工程06-25
普通文章晋城市环境保护局所需水质自05-26
普通文章山西省防雷工程专业技术人员05-26
普通文章湖南电力不停电完成500千伏05-26
普通文章2014第四届广州国际数据中心05-21
普通文章镀铜钢05-20
普通文章山东淄博开展了电网防雷排查05-12
普通文章河南汝南:气象安监联合开展03-30
普通文章同为防雷产品03-10
  产品展示
您现在的位置: 中国防雷网|防雷论坛网 >> 文章中心 >> 行业资讯 >> 专题报道 >> 文章正文
模块化电涌保护器安装技术
作者:周章洪    文章来源:中国防雷    点击数:    更新时间:2009-12-16    
模块化电涌保护器安装技术探析 
  
摘要:模块化电涌保护器的外型和尺寸与普通模数化小型断路器极为相似,这些都将使安装人员常常错用普通低压电器的安装方法对SPD进行安装。本文主要由一次雷击事故入手,从设备的耐受电压的角度,探讨了模块化电涌保护器的安装问题。

关键词:电涌保护器;耐受电压;安装


(此图中防雷器安装于双电源之后,数量为一套PT380-60;如果安装在2路电源前,需要安装2套防雷器,安装方法需要略微变动。)


0 引言

2007年10月25日,某部队(军级)教导大队培训中心71台电脑等电子设备遭受雷击损坏。经江阴市防雷中心现场勘察,该中心为内部人员培训基地,信号与外界没有联系,电源之前已自行安装了多级品牌的模块式电涌保护器,并在有效期内,但是检查发现电涌保护器的连接导线最长达2m,导线与低压配电装置的配线捆绑在一起等问题,这些问题在实际中有一定的普遍性,应当引起高度重视。

    本文以技术规范和理论分析入手,指出实际工作中大量使用的电源类模块式电涌保护器的安装上的误区及其危害,并对安装技术的进行一些有益的探讨。

1  影响SPD作用的诸因素

1.1 走线、排线的影响

    电源类电涌保护器可以归类为低压电器装置,安装位置也常常与普通低压电器装置混杂,尤其是模块式电涌保护器的外型和尺寸与普通模数化小型断路器极为相似,这些都将使安装人员常常错用普通低压电器的安装方法对SPD进行安装。普通低压电器上通过的是工频电流,而SPD是用来分流电涌电流和限制暂态过电压的装置。这里有以下两个明显的误区:

(1)转折走线

    转折走线会造成两个弊端: 第一,雷电流具有电动力的破坏作用,即在载流导体周围空间存在磁场,使得在磁场里的载流导体受到了电磁力的作用(也就是电动力),从而在拐角处或两导线平行处会产生推力。这样,当高脉冲高频率雷电流流过,载流导体就会发生爆裂的可能性。第二,折角两端线的互感增大,通过电涌电流时可能会向设备施加高耐受电压。

(2)与低压配电线成把成束绑扎

    现在雷电流的电磁感应作用越来越受到关注,它会使与SPD的连接导线相绑扎的低压配电线感应到大电流,在设备上产生高的压降,敏感的电子设备就可能导致其受损。

1.2 引线长度的影响

    GB500857-94(2000年版)在6.4.4条明确规定:“为使电涌电压足够低,其两端的引线应做到最短”,GB50343第6.5.1条更明确的规定:“各级浪涌保护器连接导线应平直,其长度不宜超过0.5m”。


当SPD导通放电时,设备两端的耐受电压为Ue ,纵向并联保护器件在接入系统时的连线和引头线要尽量缩短,要尽量减小保护器件连接引线的寄生电感,以改善保护器件的保护效果。如图(1)所示,L0为保护器件引头线的寄生电感,引头线越长,则L0越大,在抑制雷电暂态电涌过电压时,保护器件向其后面被保护设备提供的保护水平实际上为
上式中ur—保护器件的残压。由于雷电电涌产生的冲击电流变化率di/dt很大,如果L0不是太小,则就可能会明显高于ur,这就有可能在保护器件动作限压的情况下仍会向被保护设备提供难以耐受的电压ue而导致设备损坏。
    例如,根据GB50343-2004中说明:残压比一般在3~3.5之间,对于380V的工作电压,SPD2的导通电压约为900V,于是SPD2的残压介于2700~3150V之间”。  
  电感压降的公式为:UL=L0×(di/dt)  式中di/dt雷电流的随时间的变化率,取导体自身电感量以最低为1μH/m计,di/dt以称放电电流除以波头时间近似,带入电感压降公式得:UL=1×10-6×(40×103/20×10-6)=2000V。对于第Ⅲ类电子信息系统电源系统设备,耐冲击过电压额定值为4kV。明显可以看出,Ue>4kV,对电子设备造成威胁。

1.3 保护开关选择的影响

    在实际的工程中许多配电开关柜厂商或专业防雷公司也都习惯采用普通模数化小型断路器,但是我们觉得这点值得商榷。断路器是依靠脱扣装置,来对线路进行保护的。过电流脱扣装置中,需串入一线圈,增加了两端的压降。以63A微型断路器为例:

产品型号/参数数据

8/20μs下最大未分断电流时残余电压

DZ158-100 D63[D型63A]

182V

C65N C63[C型63A]

171V

BKN D63[D型63A]

193V


微型断路器残余电压与电涌保护器残余电压之和对设备的安全构成了威胁。熔断器的两端压降相对较小,同样以63A为例,产品型号为RT16-00 GL63A的熔断器在8/20μs下最大未分断电流时残余电压为99V。

2  SPD安装技巧探讨

2.1 SPD保护开关的选择

   对于SPD前端的保护开关F,在GB50057-94(2000年版)图6.4.5的解释是“保护电涌保护器推荐的熔丝、断路器或剩余电流保护器”,熔断器和断路器统称为过电流保护器,是用来防止SPD短路的保护,根据SPD产品说明书推荐的过电流保护器的最大额定值,选择熔断器或断路器的规格。

   由于断路器中电磁脱扣结构电感的作用,在相同冲击放电电流情况下,断路器比熔断器对电压保护水平UP的影响偏高,因此选用熔断器有利于对设备的保护。一般选择断路器为前级保护,方便维修,适合安装在不可中断线路中;选择熔断器作为后级保护。

2.2 SPD连接方式要合理

凯文接法是许多技术文章和规范上推荐的安装方式,如图2所示。
 

  凯文“V”型接法,是缩短SPD引线的一种较好的方法,适合在施工过程中使用。这样接法有几个好处:

  1.配电系统和设备的接地线不用改动,工程量小。
  2.电涌保护器在最前端可以保护后面所有的负载,保护最全面。

  3.电涌保护器安装在总接地母排旁边,引线最短,残压最低,雷电流入地通道最合理,保护效果最好。

  4.所有设备的接地均连接到总接地母排上,参考电位一致,无地电位反击的风险。

   工程中应把握全局、合理设计、遵循标准、灵活应用、细心施工、严守规范。凯文式接线在工程中要多加以利用,以期得到最好的保护效果。

2.3 接地线截面积适当冗余,连接线最小截面积推荐值在表2。因为电源线路浪涌保护器标称放电电流较大,要求连接线截面积也相应加大,这样可减少引线电感量,从而减小其动态阻抗,同时减小线路残压。电源线路浪涌保护器安装时,根据GB50343-2004《建筑物电子信息系统防雷技术规范》第6.5.1的要求:
表2 电涌保护器连接线最小截面积

保护级别

SPD类型

导线截面(mm2

SPD连接相线铜导线

SPD接地端连接铜导线

第一级

开关型或限压型

16

25

第二级

限压型

10

16

第三级

限压型

6

10

第四级

限压型

4

6

注:组合型SPD参照相应保护级别的截面积选择

2.4 SPD接地线应尽量短直

   凯文接法也有局限性,在1.8m的配电柜中由于接地干线较粗,不能在SPD接线端实现凯文接法。在这种情况下,建议SPD的接地线本着“短、直”的安装原则。

    在TN-C或TN-S的接地系统中,配电柜的金属外壳与PE线或PEN线都是可靠连接的,应视为同一接地平面,SPD的接地线可在施工工艺处理妥当的前提下就近与配电柜外壳连接,以减少SPD的接地线的长度。或者用同样规格尺寸的金属延伸接地排至电涌保护器近旁,实现减少SPD接地线理论长度的目的。

  在不增加SPD上下连接线的前提下,在安装中还应考虑:电涌保护器安装在配电主开关旁,并与配电总干线安装在同一侧,减少耦合面积。

3 结论

随着微电子技术的发展,电子设备对雷电脉冲的耐受能力普遍降低,雷击电流在电源线路上产生危险能量很容易对电子设备造成危害。因此,电涌保护器的安装方式对于确保保护效果至关重要,安装上不科学,即使安装了SPD,也往往不能起到应该起的保护作用。安装上设备端注意要尽量避免用断路器,采用凯文“V”型连线和最优截面积,使能更好的保护设备。

【加入收藏】告诉好友】【打印此文】【关闭窗口



本站信箱 | 关于本站 | 本站业务 | 联系我们 | 版权声明 | 广告服务 | 网站地图 | 友情链接 | 回到顶端
本网站专注于防雷、接地、避雷针、放热焊接等产品和技术:防雷工程  
385223270@qq.com  防雷接地网技术交流QQ群:50167192
豫ICP备09036609号