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淺析浪涌保護(hù)器( SPD )保護(hù)模式

淺析浪涌保護(hù)器( SPD )保護(hù)模式

2011/6/28 23:52:00
    SPD可連接在L(相線)、N(中性線)、PE(保護(hù)線)間,如L-L、L-N、L-PE、N-PE,這些連接方式稱為保護(hù)模式,它們與供電系統(tǒng)的接地型式有關(guān)。按GB50054-95《低壓配電設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定,供電系統(tǒng)的接地型式可分為:TN-S系統(tǒng)(三相五線)、TN-C系統(tǒng)(三相四線)TN-C-S系統(tǒng)(由三相四線改為三相五線)、IT系統(tǒng)(三相三線)和TT系統(tǒng)(三相四線,電源有一點(diǎn)與地直接連接,負(fù)荷側(cè)電氣裝置外露可導(dǎo)電部分連接的接地極與電源接地極無電氣聯(lián)系)。目前,浪涌保護(hù)器的保護(hù)模式大部分是4個(gè)保護(hù)模式(L-PE,N-PE),即三根火線分別與保護(hù)線,中性線與保護(hù)線連接。

 

    還有一部分是全模式(L-LL-N、L-PE、N-PE),即三根火線之間,三根火線分別與保護(hù)線,三根火線分別與中性線,中性線與保護(hù)線。全模式最多有10模式,在常用的3相星形接地方式中就是10模式。 

    全模保護(hù)的浪涌保護(hù)器的結(jié)構(gòu):在我國通常使用的4模式保護(hù)器中(參照IEC標(biāo)準(zhǔn)),常用的是4個(gè)單片組合在一起,三個(gè)單片分別連接火線與保護(hù)線(L1-G,L2-GL3-G)另一個(gè)單片連接中性線與保護(hù)線(N-G)。4模式的浪涌保護(hù)設(shè)備沒有對浪涌電流經(jīng)過的所有可能的線路都進(jìn)行保護(hù),如火線—火線之間(L1-L2,L1-L3,L2-L3),火線—中性線(L1-N,L2-NL3-N)。

   而北美電氣電子工程師學(xué)會(IEEE)對電涌保護(hù)設(shè)備有明確規(guī)定:用于34+地電路的電涌保護(hù)設(shè)備需要對電流經(jīng)過的所有可能的線路進(jìn)行保護(hù),它們包括L-L,L-N,L-G,N-G。按照IEEE標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)的北美產(chǎn)品,如美國JOSLYN公司生產(chǎn)的浪涌保護(hù)器就是全模保護(hù)的浪涌保護(hù)器的一個(gè)例子,三根火線通過浪涌抑制元件分別與中性線(零線)相連,三根火線通過浪涌抑制元件分別與保護(hù)線(地線)相連,中性線(零線)通過浪涌抑制元件分別與保護(hù)線(地線)相連,三根火線通過浪涌抑制元件分別相連,全模式的浪涌保護(hù)設(shè)備對浪涌電流經(jīng)過的所有可能的線路都進(jìn)行了保護(hù)。

3.全模保護(hù)的優(yōu)點(diǎn):

1)全模式的浪涌保護(hù)設(shè)備對浪涌電流經(jīng)過的所有可能的線路都進(jìn)行了保護(hù),4模式的浪涌保護(hù)器對共模(MC)過電壓可進(jìn)行有效防護(hù),即帶電導(dǎo)體(相線或中性線)與保護(hù)接地(大地)之間的過電壓。對帶電導(dǎo)體之間產(chǎn)生的差模過電壓未進(jìn)行防護(hù),如三根火線之間,三根火線與中性線之間的過電壓。

2)有利于對電網(wǎng)與浪涌保護(hù)器本身的防護(hù)。在全模保護(hù)中,除了有和4模式的相同三根相線L1、L2L3N線接外,還有三個(gè)L-G,在攔截相線浪涌電流時(shí),可使浪涌電流分流,減少LPE,N-G浪涌抑制元件的發(fā)熱,有利于對電網(wǎng)與浪涌保護(hù)器本身的防護(hù)。

3)不會出現(xiàn)電壓保護(hù)水平失真和元件響應(yīng)時(shí)間不匹配的問題在不同的接地系統(tǒng)使用的SPD有不同的接法,4模式的浪涌保護(hù)器有可能使SPD的電壓保護(hù)水平失真,即產(chǎn)品的實(shí)際保護(hù)水平比產(chǎn)品說明上的保護(hù)水平要差。

 

    如在TT接地系統(tǒng):GB50057-942000版)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定,L1L2、L3N線接三片抑制模塊,能有效的攔截相線浪涌電壓。當(dāng)雷電浪涌使SPD導(dǎo)通放電時(shí),巨大的涌流瞬間流向N線,使N線電位上升,所以必須給N線提供一個(gè)放電電流通道。對N線的放電,N-PE使用空氣放電管,簡稱3+1組件。

    但這樣一來,就會造成以下三種情況:--電壓抑制水平失真由于空氣放電管為非半導(dǎo)體元件,響應(yīng)時(shí)間慢,導(dǎo)通電壓比半導(dǎo)體元件MOV高,從而抬高了整個(gè)浪涌保護(hù)器的導(dǎo)通電壓,使浪涌保護(hù)器有可能達(dá)不到產(chǎn)品說明上說的MOV的電壓抑制水平。這在客觀上能減少浪涌保護(hù)器的動作次數(shù),一定程度上可以延長產(chǎn)品壽命,但卻是以降低了對配電系統(tǒng)的保護(hù)水平作為代價(jià)。--響應(yīng)時(shí)間不匹配由于空氣放電管為非半導(dǎo)體元件,響應(yīng)時(shí)間長,反應(yīng)較慢,一方面從而抬高了整個(gè)浪涌保護(hù)器的響應(yīng)時(shí)間,另一方面在動作時(shí)間上的配合也存在問題。--續(xù)流問題存在安全隱患由于放電管的開啟和關(guān)閉的時(shí)間都很長,當(dāng)(微妙計(jì)的)浪涌電流過去以后,放電管不能馬上關(guān)閉,致使用戶的工頻電流在浪涌過去后、放電管關(guān)閉之前的這段時(shí)間將從浪涌保護(hù)器流過,由于阻抗小,電流大,發(fā)熱迅速,有可能產(chǎn)生明火,因此,在安全上存在隱患。是《中華人民共和國通信行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)》

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