浪涌保護(hù)器設(shè)置的前提
對(duì)于設(shè)置信息系統(tǒng)的建筑物,是否需要防雷擊電磁脈沖,應(yīng)在完成直接、間接損失評(píng) 估和建設(shè)、維護(hù)投資預(yù)測(cè)后認(rèn)真分析和綜合考慮,做到安全、適用、經(jīng)濟(jì)。因?yàn)槔擞勘Wo(hù)器 較其他開(kāi)關(guān)電器相對(duì)昂貴,要盡量減少開(kāi)發(fā)商的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān),就不能不講投資而盲目設(shè)置; (2)在工程設(shè)計(jì)階段不知道信息系統(tǒng)的規(guī)模和具體位置的情況下,若預(yù)計(jì)將來(lái)會(huì)有信息系 統(tǒng),應(yīng)在設(shè)計(jì)時(shí)將建筑物的金屬支撐物、金屬框架或鋼筋混凝土的鋼筋等自然構(gòu)件、金屬管 道、配電的保護(hù)接地系統(tǒng)等與防雷裝置組成一 一個(gè)共用接地系統(tǒng),并應(yīng)在一些合適的地方(如弱電機(jī)房等處)預(yù)埋等電位聯(lián)結(jié)板;
合理劃分防雷區(qū),根據(jù)物體可能遭受雷擊的可能性和電磁場(chǎng)強(qiáng)度的衰減程度,將建筑 物劃分為LPZ0A區(qū)、LPZ0B區(qū)、LPZ1區(qū)……LPZn+1區(qū),要求在兩個(gè)防雷 區(qū)的界面上將所有通過(guò)界面的金屬物(如管道、電力和通信線路等)做等電位聯(lián)結(jié),并宜采 取屏蔽措施(注意LPZ0A區(qū)與LPZ0B區(qū)之間無(wú)界面)。
屏蔽、接地和等電位聯(lián)結(jié)措施
屏蔽 屏蔽是減少電磁干擾的基本措施,在實(shí)施過(guò)程中宜在建筑物和房間的外部設(shè)屏蔽,并以合 適的路徑敷設(shè),屏蔽線路。
所有與建筑物組合在一起的大尺寸金屬件(如屋頂金屬表面、立面金屬表面、混凝土 內(nèi)鋼筋和金屬門窗框架)都應(yīng)做等電位聯(lián)結(jié),并與防雷裝置相連;
屏蔽電纜的做法:電纜屏蔽層應(yīng)至少在兩端并宜在防雷區(qū)交界處做等電位聯(lián)結(jié),當(dāng)系 統(tǒng)要求只在一端做等電位聯(lián)結(jié)時(shí),應(yīng)采用有絕緣隔開(kāi)的雙層屏蔽,外層屏蔽應(yīng)至少在兩端做 等電位聯(lián)結(jié);
非屏蔽電纜的做法:在分開(kāi)的各建筑物之間的非屏蔽電纜應(yīng)敷設(shè)在金屬管道內(nèi),并確 保金屬管道從一端到另一端應(yīng)是導(dǎo)電貫通的,應(yīng)分別連到各分開(kāi)的建筑物的等電位聯(lián)結(jié)帶 上。
接地 除按防雷規(guī)范要求的實(shí)行接地措施外,應(yīng)注意以下兩點(diǎn):
每幢建筑物本身應(yīng)采用共用接地系統(tǒng),包括強(qiáng)電系統(tǒng)和各種弱電系統(tǒng);
當(dāng)互相鄰近的建筑物之間有電力和通信電纜連通時(shí),宜將其接地裝置互相連接;
等電位聯(lián)結(jié) 穿過(guò)各防雷區(qū)界面的金屬物和系統(tǒng), 以及在一個(gè)防雷區(qū)內(nèi)部的金屬物和系統(tǒng)均應(yīng)在界面處做 等電位聯(lián)結(jié)。
宜在各防雷區(qū)界面處設(shè)若干等電位或局部等電位聯(lián)結(jié)帶,對(duì)于LPZ0A或LPZ0 B區(qū)與LPZ1區(qū)界面處, 應(yīng)將等電位聯(lián)結(jié)帶和內(nèi)部環(huán)形導(dǎo)體連接到鋼筋或金屬立面等其它 屏蔽物件上,宜每隔5m連接一次;
等電位聯(lián)結(jié)帶之間和等電位聯(lián)結(jié)帶與接地裝置之間的連接導(dǎo)體,流過(guò)大于或等于2 5%總雷電流的等電位聯(lián)結(jié)導(dǎo)體采用銅質(zhì)材料時(shí)最小截面為16mm2,采用鐵(鍍鋅鋼) 時(shí)最小截面為50mm2;內(nèi)部金屬裝置與等電位聯(lián)結(jié)帶之間的連接導(dǎo)體,流過(guò)小于25% 總雷電流的等電位聯(lián)結(jié)導(dǎo)體采用銅質(zhì)材料時(shí)最小截面為6mm2, 采用鐵時(shí)最小截面為16 mm2。
銅或鍍鋅鋼等電位聯(lián)結(jié)帶的最小截面為50mm2;
采取等電位聯(lián)結(jié)措施時(shí)應(yīng)以最短路徑連接到最近的等電位聯(lián)結(jié)帶上;
信息系統(tǒng)等電位聯(lián)結(jié)的基本方法有S型星型結(jié)構(gòu)和M型網(wǎng)型結(jié)構(gòu),當(dāng)采用S型等電位 聯(lián)結(jié)網(wǎng)絡(luò)時(shí),信息系統(tǒng)的所有金屬組件,除等電位聯(lián)結(jié)點(diǎn)外,應(yīng)與共用接地系統(tǒng)的各組件有 大于10kV、1.2/50μs的絕緣,在復(fù)雜系統(tǒng)中也可采用S型及M型的組合網(wǎng)絡(luò)。
浪涌保護(hù)器的性能特點(diǎn)
在正常情況下,SPD呈現(xiàn)高阻狀態(tài);
當(dāng)電路遭遇雷擊或出現(xiàn)過(guò)電壓時(shí),SPD呈現(xiàn)低阻狀態(tài),在納秒級(jí)時(shí)間內(nèi)實(shí)現(xiàn)低阻導(dǎo) 通,瞬間將能量泄入大地,將過(guò)電壓控制到一定水平;
當(dāng)瞬態(tài)過(guò)電壓消失后,SPD立即恢復(fù)到高阻狀態(tài),熄滅在過(guò)電壓通過(guò)后產(chǎn)生的工頻 續(xù)流。 [page]
浪涌保護(hù)器的主要性能指標(biāo)
1 最大持續(xù)運(yùn)行電壓Uc 在220/380V三相系統(tǒng)中選擇SPD時(shí), 其最大持續(xù)運(yùn)行電壓Uc應(yīng)根據(jù)不同的接地 系統(tǒng)形式來(lái)選擇,如表1所示。
當(dāng)電源采用TN系統(tǒng)時(shí),從建筑物內(nèi)總配電盤(箱)開(kāi)始引出的配電線路和分支線路 必須采用TN-S系統(tǒng);
在下列場(chǎng)所應(yīng)視具體情況對(duì)氧化鋅壓敏電阻SPD提高上述規(guī)定的Uc值: ①供電電壓偏差超過(guò)所規(guī)定的10%的場(chǎng)所; ②諧波使電壓幅值加大的場(chǎng)所。
2 沖擊電流Iimp 規(guī)定包括幅值電流Ipeak和電荷Q。
3 標(biāo)稱放電電流In 流過(guò)SPD、8/20μs電流波的峰值電流,用于對(duì)SPD做Ⅱ級(jí)分類試驗(yàn),也用于對(duì)S PD做Ⅰ級(jí)和Ⅱ級(jí)分類試驗(yàn)的預(yù)處理。對(duì)Ⅰ級(jí)分類試驗(yàn)In不宜小于15kA,對(duì)Ⅱ級(jí)分類 試驗(yàn)In不宜小于5kA。
4 電壓保護(hù)水平Up 即在標(biāo)稱放電電流In下的殘壓,或浪涌保護(hù)器的最大鉗壓。 為使被保護(hù)設(shè)備免受過(guò)電壓的侵害, SPD的電壓保護(hù)水平Up應(yīng)始終小于被保護(hù)設(shè)備的沖 擊耐受電壓Uchoc,并應(yīng)大于根據(jù)接地類型得出的電網(wǎng)最高運(yùn)行電壓Usmax(詳見(jiàn) 表2),即要求Usmax<Up<Uchoc。當(dāng)無(wú)法獲得設(shè)備的耐受沖擊電壓時(shí),22 0/380V三相配電系統(tǒng)的設(shè)備可按表3選擇。
5 Ⅱ級(jí)分類試驗(yàn)的最大放電電流Imax 流過(guò)SPD、8/20μs電流波的峰值電流。用于Ⅱ級(jí)分類試驗(yàn),Imax>In。
浪涌保護(hù)器的分類
1 電壓開(kāi)關(guān)型SPD 無(wú)電涌時(shí)呈高阻抗,在電涌瞬態(tài)過(guò)電壓下突變?yōu)榈妥杩?,如放電間隙、充氣放電管等,一般 用于LPZ0區(qū)、LPZ1區(qū)。
2 限壓型SPD 無(wú)電涌時(shí)呈高阻態(tài),隨著電涌增大,阻抗連續(xù)變小,如壓敏電阻、抑制二級(jí)管等,一般用于 LPZ1區(qū)、LPZ2區(qū)等。
3 組合型SPD 由電壓開(kāi)關(guān)型和限壓型組件組合而成。
6 浪涌保護(hù)器選擇的幾個(gè)原則
SPD的電壓保護(hù)水平Up應(yīng)始終小于被保護(hù)設(shè)備的沖擊耐受電壓Uchoc,并且 大于根據(jù)接地類型得出的電網(wǎng)最高運(yùn)行電壓Usmax,即Usmax<Up<Ucho c,若線路無(wú)屏蔽,尚應(yīng)計(jì)入線路感應(yīng)電壓,Uchoc宜按其值的80%考慮;
SPD與被保護(hù)設(shè)備兩端引線應(yīng)盡可能短,控制在0.5m以內(nèi);
如果進(jìn)線端SPD的Up加上其兩端引線的感應(yīng)電壓以及反射波效應(yīng)與距其較遠(yuǎn)處的 被保護(hù)設(shè)備的沖擊耐受電壓相比過(guò)高,則需在此設(shè)備處加裝第二級(jí)SPD,其標(biāo)稱放電電流 In不宜小于8/20μs 3kA;當(dāng)進(jìn)線端SPD距被保護(hù)設(shè)備不大于10m時(shí),若該 SPD的Up加上其兩端引線的感應(yīng)電壓小于設(shè)備的Uchoc的80%, 一般情況在該設(shè) 備處可不裝SPD;
當(dāng)按上述第3點(diǎn)要求裝的SPD之間設(shè)有配電盤時(shí),若第一級(jí)SPD的Up加上其兩 端引線的感應(yīng)電壓保護(hù)不了該配電盤內(nèi)的設(shè)備,應(yīng)在該配電盤內(nèi)安裝第二級(jí)SPD,其標(biāo)稱 放電電流In不宜小于8/20μs 5kA;
當(dāng)在線路上多處安裝SPD時(shí),電壓開(kāi)關(guān)型SPD與限壓型SPD之間的線路長(zhǎng)度不 宜小于10m,限壓型SPD之間的線路長(zhǎng)度不宜小于5m。例如:被保護(hù)設(shè)備與配電中心 距離較近,在線路敷設(shè)上可特意多繞一些導(dǎo)線;
當(dāng)進(jìn)線端的SPD與被保護(hù)設(shè)備之間的距離大于30m時(shí),應(yīng)在離被保護(hù)設(shè)備盡可能 近的地方安裝另一個(gè)SPD,通流容量可為8kA;
選擇SPD時(shí)應(yīng)注意保證不會(huì)因工頻過(guò)壓而燒毀SPD, 因SPD是防瞬態(tài)過(guò)電壓 (μ s級(jí)),工頻過(guò)電壓是暫態(tài)過(guò)電壓(ms級(jí)),工頻過(guò)電壓的能量是瞬態(tài)過(guò)電壓能量的幾百 倍,因此,應(yīng)注意選擇較高工頻工作電壓的SPD;
SPD的保護(hù):每級(jí)SPD都應(yīng)設(shè)保護(hù),可采用斷路器或熔斷器進(jìn)行保護(hù),保護(hù)器的 斷流容量均大于該處最大短路電流;
此外,選用SPD時(shí)還應(yīng)注意:響應(yīng)時(shí)間盡可能快;使用壽命的長(zhǎng)短、價(jià)格因素、可 維護(hù)性要好、通流容量的大小、耐濕性能等方面。
結(jié)束語(yǔ)
在防雷擊過(guò)電壓時(shí)應(yīng)首先做好建筑物的屏蔽、接地及等電位措施,并對(duì)工程做一個(gè)合理的評(píng) 估,確定好系統(tǒng)需耐受的預(yù)期最大電涌電流,再根據(jù)不同接地形式,采用共模、差?;蛉?式接線方式安裝SPD,充分考慮SPD的各項(xiàng)參數(shù)與被保護(hù)設(shè)備相匹配,同時(shí)考察其性價(jià) 比的合理性,做到安全、適用、經(jīng)濟(jì)。