低壓配電系統(tǒng)中電涌保護(hù)器的選擇及安裝

    近年來，隨著現(xiàn)代化水平的不斷提高，民用建筑物內(nèi)安裝的電子信息設(shè)備和計(jì)算機(jī)設(shè)備越來越多，電子信息設(shè)備一般工作電壓較低，耐壓水平也很低，極易受到雷電電磁脈沖的危害，因此設(shè)有信息系統(tǒng)設(shè)備的民用建筑物，除應(yīng)考慮防直擊雷措施外，還應(yīng)考慮雷電電磁脈沖的防護(hù)措施。建立完善的雷電浪涌過電壓保護(hù)措施是電氣工程設(shè)計(jì)的重要組成部分，為此本文提出了在實(shí)際工程中，如何根據(jù)被保護(hù)建筑物的特點(diǎn)選擇電涌保護(hù)器，如何根據(jù)低壓電源系統(tǒng)的不同形式安裝電涌保護(hù)器及有關(guān)的注意事項(xiàng)�？晒┕こ淘O(shè)計(jì)人員實(shí)際應(yīng)用中參考。

1、電涌保護(hù)器（英文縮寫為SPD，以下簡(jiǎn)稱SPD）的分類

（1）開關(guān)型SPD，又稱雷電流避雷器，這種SPD在沒有電涌時(shí)為高阻抗，但一旦響應(yīng)電壓電涌時(shí)其阻抗就突變?yōu)榈椭�，用作這種非線性裝置的常見例子有放電間隙，氣體放電管，閘流晶體管（可控硅）及三端雙向可控硅開關(guān)。這類SPD有時(shí)稱為克羅巴型SPD。

（2）限壓型SPD，這種SPD在沒有電涌時(shí)為高阻抗，但隨著電涌電流和電壓的增加其阻抗會(huì)不斷減小，用作這類非線性組件的例子是壓敏電阻和抑制二極管，這類SPD有時(shí)稱為箝壓型SPD。

（3）聯(lián)合型SPD，這種SPD由電壓開關(guān)型部件和限壓型部件聯(lián)合組裝在一起，根據(jù)二者的聯(lián)合參數(shù)和應(yīng)用電壓特性可組合裝成具有電壓開關(guān)、限壓或這兩種特性兼有的聯(lián)合型SPD。

2、SPD的主要性能、指標(biāo)

（1）最大持續(xù)運(yùn)行電壓Uc：  可以持續(xù)施加于電涌保護(hù)器的最大交流有效值電壓或最大直流電壓，等于電涌保護(hù)器的額定電壓。

（2）沖擊電流Iimp：  用于電源的第一級(jí)保護(hù)SPD，反映了SPD的耐直擊雷能力（采用10/350μs波形）。包括幅值電流Ipeak和電荷Q，其值可根據(jù)建筑物防雷等級(jí)和進(jìn)入建筑物的各種設(shè)施（導(dǎo)電物、電力線、通訊線等）進(jìn)行分流計(jì)算。

（3）標(biāo)稱放電電流In：  流過SPD的8/20μs電流波的峰值電流，用于對(duì)SPD做Ⅱ級(jí)分類實(shí)驗(yàn)或做Ⅰ級(jí)分類實(shí)驗(yàn)的預(yù)處理。對(duì)于Ⅰ級(jí)分類實(shí)驗(yàn)In不小于15 KA，對(duì)于Ⅱ級(jí)分類實(shí)驗(yàn)In不小于5KA。

（4）保護(hù)電壓水平Up::  在標(biāo)稱放電電流（In）下的殘壓，又稱SPD的最大鉗壓，對(duì)于電源保護(hù)器而言，可分為一、二、三、四級(jí)保護(hù)，保護(hù)級(jí)別決定其安裝位置，在信息系統(tǒng)中保護(hù)級(jí)別需與被保護(hù)系統(tǒng)和設(shè)備的耐壓能力相匹配。

3、電涌保護(hù)器SPD的主要性能、指標(biāo)的確定

3.1 最大持續(xù)運(yùn)行電壓Uc的選擇：

選擇220/380V三相系統(tǒng)中的電涌保護(hù)器時(shí)，其最大持續(xù)運(yùn)行電壓Uc應(yīng)符合表1規(guī)定：

3.2 SPD的電壓保護(hù)水平Up的選擇：

    最大電涌電壓，即SPD的最大箝壓（Up）加上其兩端的引線的感應(yīng)電壓（UL）應(yīng)與所屬系統(tǒng)的基本絕緣水平和設(shè)備允許的最大電涌電壓相一致，即： Up＋UL ≤設(shè)備耐沖擊過電壓水平。無(wú)論對(duì)遠(yuǎn)處雷擊,直接雷擊或操作過電壓,均不應(yīng)大于表2中的Ⅱ類,即對(duì)于220/380V電氣裝置Up值不應(yīng)大于2.5kV。采用接線形式2（注：見本文第4部分）時(shí),接于相線與PE線之間的SPD的總保護(hù)水平也應(yīng)符合上述要求。

3.3 SPD的雷擊沖擊電流Imp及標(biāo)稱放電電流I n的確定：

（1）在已具備防雷裝置的情況下使用SPD防止直接雷擊或在建筑物臨近處被雷擊引起的瞬態(tài)過電壓時(shí)，應(yīng)根據(jù)雷電防護(hù)區(qū)分區(qū)的原則選用I級(jí)試驗(yàn)、Ⅱ級(jí)試驗(yàn)、Ⅲ級(jí)試驗(yàn)的SPD。

  確定SPD的雷擊沖擊電流Imp一般應(yīng)進(jìn)行分流計(jì)算（計(jì)算方法參見防雷規(guī)范條文說明第6.4.7條）。當(dāng)電流值計(jì)算無(wú)法確定時(shí)，其雷擊沖擊電流不應(yīng)小于表3中所列指標(biāo)。

（2）在建筑物電氣裝置中使用SPD限制從電源系統(tǒng)傳來的大氣瞬態(tài)過電壓（由間接的，遠(yuǎn)處的雷擊引起的）和操作過電壓時(shí)，可選用Ⅱ級(jí)分類試驗(yàn)的SPD及必要時(shí)加裝Ⅲ級(jí)分類試驗(yàn)的SPD。符合Ⅱ級(jí)、Ⅲ級(jí)分類試驗(yàn)的SPD的標(biāo)稱放電電流I n不應(yīng)小于表3中所列指標(biāo)。

4、SPD在低壓電源系統(tǒng)中的安裝及接線

4.1 裝置的電源進(jìn)線端或其附近裝設(shè)

SPD時(shí)，應(yīng)在下面所列的各點(diǎn)之間裝設(shè)：

（1）當(dāng)在電源進(jìn)線端，中性線與PE（保護(hù)線）直接相連或沒有中性線時(shí)，接在每一線與總接地端子或總保護(hù)線之間，取其路徑最短者。接線參見圖1。

（2）當(dāng)在電源進(jìn)線端，中性線與PE（保護(hù)線）不直接相連時(shí)：

  接線形式1：接在每一相線與總接地端子或總保護(hù)線之間，和接在中性線與總接地端子或總保護(hù)線之間，取其路徑最短者。接線參見圖2。
接線形式2：接在每一相線與中性線之間和接在中性線與總接地端子或總保護(hù)線之間，取其路徑最短者。接線參見圖3。

在低壓配電系統(tǒng)的電源進(jìn)線端或其附近裝設(shè)SPD的安裝要求見表4。

5、低壓電源系統(tǒng)中SPD的選擇及安裝位置