电涌保护器在防雷中的作用概念.doc

1 3. 电涌保护器的性能要求和使用原则 SPD 的定义: 在 GB50057-94 《建筑物防雷设计规范》中, SPD 定名是过电涌保护器:“用于限制瞬时过电压和泄放电涌电流的电器, 它至少包括一个非线性元件”。 SPD 的分类: SPD 可按几种不同方法进行分类: .按使用非线性元件的特性分类: (设计电路拓朴) a) 电压开关型 SPD : 当没有浪涌出现时呈高阻状态;有浪涌电压, 时能立即转变成低阻抗的 SPD 。开关型 SPD 常用的非线性元件有放电间隙、气体放电管等、闸流管( 硅可控整流器) 和三端双向可控硅开关元件。这类 SPD 有时也称“短路型 SPD ”。开关型 SPD 具有通流容量( 标称放电电流和最大放电电流)大的特点,特别适用于易遭受直接雷击部位的雷电过电压保护。(即 LPZ0 A ——直击雷非防护区)。 b) 电压限制型 SPD : 当没有浪涌出现时具有高阻, 但是随着电涌电流和电压的上升, 其阻抗将持续减小的 SPD 。常用的非线性元件有压敏电阻和瞬态抑制二极管。这类 SPD 有时也称作“箝位型 SPD ”, 是大量常用的过电压保护器, 一般适用于户内,即 IEC 规定的直击雷防护区( LPZ0 B)、第一屏蔽防护区( LPZ1 )、第二屏蔽防护区( LPZ2 )的雷电过电压防护。 IEC 标准要求将它们安装在各雷电防护区的交界处。 c) 复合型 SPD :由电压开关型元件和电压限制型元件组成的 SPD 。其特性随所加电压特性可以表现为电压开关型、电压限制型或两者皆有。 .按 SPD 的端口型式分类: a) 一端口 SPD : SPD 与被保护电路并联。一端口能分开输入和输出端, 在这些端子之间没有特殊的防雷培训班教材之四 2 串联阻抗。见下图 1 b) 二端口 SPD : 有两组输入和输出接线端子的 SPD ,在这些端子之间有特殊的串联阻抗。(见图 2) 图1 和图 2 上可以看出, 无论 SPD 从外表上看是否串接或并联在被保护电路中, SPD 的非线性元件实质上都是与被保护电路处于并联状态, 当其动作时, 能将被保护电路中的电涌电流通过 SPD 分流泄入地·SPD 单口 SPD 总示意图单口 SPD 并联单口 SPD · 图1 串联单口 SPD ·· 双口 SPD 总示意图输入端( IN) 串联感抗输出端( OUT ) 共地端串联感抗图2 输入端( IN) 输出端( OUT ) SPD3 中。 按使用的性质分类: 由于雷电过电压和投切过电压( 过去常称为操作过电压) 可能沿供(配) 电线路侵入, 雷电过电压还可能沿信号线( 含电话线) 或天馈线侵入, 因此安装在不同的系统中的 SPD 必须满足不同系统的特殊要求。这样,生产厂商又可将 SPD 按使用性质将 SPD 分为: 电源系统 SPD 、信号系统 SPD 和天馈系统 SPD 。( 此外, 还可以按安装的环境( 位置) 分为室内用或户外用; 按可接触性分为可接触或不可接触; 按安装方式分为固定式或卡接可移式等等。) 表征 SPD 性能的主要技术参数: 使用条件:在 — 2002/IEC 61643-1 : 1998 《低压配电系统的电涌保护器( SPD )第1部分: 性能要求和试验方法》中规定了用于低压配电系统的 SPD 的使用条件是: 频率:电源交流频率在 48Hz 和 62Hz 之间电压:持续施加在 SPD 的接线端子间的电压不应超过其最大持续工作电压。海拔:不应超过 2000m . 使用和储存温度: ——正常范围:- 5℃~ +40 ℃; ——极限范围: — 40℃~+70 ℃湿度:相对湿度在室温下应在 30%和 90% 之间。在此范围之外的恶劣环境下和使用于户外或暴露在日光中或处在其它辐射源之下的 SPD 应有特别的设计要求,这是设计者、制造厂商和用户要特别注意的。 主要技术参数在进行参数介绍之前,有必要介绍一下过电压的概念。在 IEC60664-1 《低压系统内设备的绝缘配合》标准中, 定义过电压( overvoltage ):“峰值大于正常运行下最大稳态电压的相应峰值的任何电压”。过电压一般分为短时过电压(或暂态过电压)( temporary overvoltage )和瞬态过电压( transient overvoltage ) 。这两种过电压的区分是短时过电压是持续时间较长的工频过电压,而瞬态过电压则是振荡的或非振荡的,通常为高阻尼, 持续时间只有几毫秒( ms ) 或更短的短时间过电压。雷击过电压便属瞬态过电压。由于特定 4 通断操作或故障通断,在系统中的任何位置出现的瞬态过电压又称投切过电压(操作、通断过电压