雷電流浪涌和過壓保護

　　大氣源過電壓

　　過電壓定義

　　過電壓（在系統(tǒng)中）一相導(dǎo)體和大地之間或相導(dǎo)體之間的任何電壓，其峰值超過國際電工詞匯（IEV 604-03-09）中設(shè)備定義的最高電壓的相應(yīng)峰值

　　各種過電壓

　　過電壓是疊加在電網(wǎng)額定電壓上的電壓脈沖或波（見圖J1）。

　　

　　這種過電壓的特征是（見圖J2）：

　　上升時間tf（以μs為單位）;

　　梯度S（以kV /μs為單位）。

　　過電壓會干擾設(shè)備并產(chǎn)生電磁輻射。此外，過電壓（T）的持續(xù)時間會在電路中引起能量峰值，從而可能損壞設(shè)備。

　　圖J2 –過電壓的主要特征

　　

　　四種類型的過電壓會干擾電氣安裝和負載：

　　開關(guān)浪涌：電網(wǎng)中穩(wěn)態(tài)變化（開關(guān)設(shè)備運行期間）引起的高頻過電壓或突發(fā)干擾（見圖J1）。

　　工頻過電壓：由于網(wǎng)絡(luò)中狀態(tài)的永久變化而導(dǎo)致的與網(wǎng)絡(luò)相同頻率的過電壓（50、60或400 Hz）（跟隨故障：絕緣故障，中性線損壞等）。

　　靜電放電引起的過電壓：由于累積電荷的放電而引起的非常短的高頻過電壓（幾納秒）（例如，一個走在絕緣鞋底地毯上的人被充電了幾千伏的電壓）。

　　大氣過電壓。

　　大氣起源的過電壓特性幾幅圖中的雷擊：雷電會產(chǎn)生大量的脈沖電能（請參見圖J4）

　　幾千安培（和幾千伏特）

　　高頻（大約1兆赫）

　　持續(xù)時間短（從微秒到毫秒）

　　在2000年到5000年之間，全世界各地都在不斷形成風(fēng)暴。這些風(fēng)暴伴隨雷擊，對人員和設(shè)備構(gòu)成嚴重危害。閃電平均每秒以30到100次擊中地面，即每年3億次雷擊。

　　圖J3中的表顯示了一些雷擊值及其相關(guān)概率。可以看出，雷擊的50％的電流超過35 kA，5％的電流超過100 kA。因此，雷擊所傳遞的能量非常高。

　　圖J3 – IEC 62305-1標(biāo)準給出的雷電放電值示例（2010 –表A.3）

　　累積概率（％）峰值電流（kA）

　　955

　　5035

　　5100

　　1200

　　

　　圖J4 –雷電流示例

　　閃電還會引起大量火災(zāi)，主要是在農(nóng)業(yè)地區(qū)（摧毀房屋或使其不適合使用）。高層建筑特別容易遭受雷擊。

　　對電氣裝置的影響雷電尤其會損壞電氣和電子系統(tǒng)：住宅和工業(yè)場所中的變壓器，電表和電器。

　　修復(fù)雷擊造成的損壞的成本非常高。但是很難評估以下方面的后果：

　　對計算機和電信網(wǎng)絡(luò)造成的干擾；

　　在運行可編程邏輯控制器程序和控制系統(tǒng)時產(chǎn)生的故障。

　　而且，經(jīng)營損失的成本可能遠遠高于被銷毀設(shè)備的價值。

　　雷擊影響

　　雷電是一種高頻電氣現(xiàn)象，會導(dǎo)致所有導(dǎo)電物品（尤其是電纜和設(shè)備）上的過電壓。

　　雷擊可通過兩種方式影響建筑物的電氣（和/或電子）系統(tǒng)：

　　雷擊對建筑物的直接影響（見圖J5a）；

　　雷電對建筑物的間接影響：

　　雷擊可能會落在為建筑物供電的架空電力線上（請參見圖J5b）。過電流和過電壓可以從沖擊點傳播幾公里。

　　雷擊可能會落在 電源 線附近（請參見圖J5c）。雷電電流的電磁輻射會在電源網(wǎng)絡(luò)上產(chǎn)生大電流和過電壓。在后兩種情況下，危險電流和電壓由電源網(wǎng)絡(luò)傳輸。

　　雷擊可能會落在建筑物附近（請參見圖J5d）。撞擊點附近的地球潛力會危險地上升。

　　

　　圖J5 –各種類型的雷擊

　　在所有情況下，電氣安裝和負載的后果都是巨大的。

　　圖J6 –雷擊的后果

　　閃電落在未受保護的建筑物上。閃電落在架空線附近。閃電落在建筑物附近。

　　

　　

　　

　　雷電流通過建筑物或多或少具有導(dǎo)電性的結(jié)構(gòu)流到地面，具有非常大的破壞作用：

　　熱效應(yīng)：材料非常劇烈的過熱，引起起火

　　機械作用：結(jié)構(gòu)變形

　　熱閃絡(luò)：存在易燃或易爆物質(zhì)（碳氫化合物，粉塵等）的極其危險的現(xiàn)象雷電電流通過配電系統(tǒng)中的電磁感應(yīng)產(chǎn)生過電壓。這些過電壓沿著線路傳播到建筑物內(nèi)部的電氣設(shè)備。雷擊產(chǎn)生與上述相反類型的過電壓類型。另外，雷電流從大地流回電氣設(shè)備，從而導(dǎo)致設(shè)備故障。

　　建筑物和建筑物內(nèi)的設(shè)施通常被破壞建筑物內(nèi)的電氣裝置通常被破壞。

　　各種傳播方式共模共模過電壓出現(xiàn)在帶電導(dǎo)體和大地之間：相對地或中性點對地（見圖J7）。

　　它們特別危險，因為其介電擊穿的風(fēng)險，其框架接地的設(shè)備尤其如此。

　　

　　圖J7 –共模

　　差模帶電導(dǎo)體之間會出現(xiàn)差模過電壓：

　　相間或相間（見圖J8）。它們對于電子設(shè)備，計算機系統(tǒng)等敏感硬件尤其危險。

　　

　　圖J8 –差分模式

　　雷電波的表征對現(xiàn)象的分析可以定義雷電流和電壓波的類型。

　　IEC標(biāo)準考慮了兩種類型的電流波：

　　10/350 μs波形：表征直接雷擊產(chǎn)生的電流波形（見圖J9）；

　　

　　圖J9 – 10/350 μs電流波

　　8/20 μs波形：表征間接雷擊產(chǎn)生的電流波形（見圖J10）。

　　

　　圖J10 – 8/20 μs電流波

　　這兩種類型的雷電電流波用于定義SPD的測試（IEC標(biāo)準61643-11）和設(shè)備對雷電電流的抗擾性。

　　電流波的峰值表征雷擊的強度。

　　雷擊產(chǎn)生的過電壓具有1.2 / 50 μs的電壓波（見圖J11）。

　　這種類型的電壓波用于驗證設(shè)備可承受大氣起源的過電壓（符合IEC 61000-4-5的脈沖電壓）。

　　

　　圖J11 – 1.2 / 50 μs電壓波

　　防雷原理

　　防雷總則

　　防止雷擊危險的程序

　　保護建筑物免受雷擊的系統(tǒng)必須包括：

　　保護建筑物免受直接雷擊；

　　防止電氣設(shè)備遭受直接和間接的雷擊。

　　保護設(shè)備免受雷擊危險的基本原理是防止干擾的能量到達敏感設(shè)備。為此，必須：

　　捕獲雷電流，并通過最直接的路徑將其引導(dǎo)到大地（避免靠近敏感設(shè)備）；

　　執(zhí)行設(shè)備的等電位聯(lián)結(jié)；這種等電位聯(lián)結(jié)是通過聯(lián)結(jié)導(dǎo)體來實現(xiàn)的，并輔以浪涌保護裝置（SPD）或火花隙（例如天線桿的火花隙）。

　　通過安裝SPD和/或濾波器，將引起的和間接的影響降到最低。有兩種保護系統(tǒng)可用來消除或限制過電壓：它們被稱為建筑物保護系統(tǒng)（用于建筑物外部）和電氣安裝保護系統(tǒng)（用于建筑物內(nèi)部）。

　　建筑防護系統(tǒng)

　　建筑物保護系統(tǒng)的作用是防止其遭受直接雷擊。

　　該系統(tǒng)包括：

　　捕獲裝置：防雷系統(tǒng)；

　　引下線，用于將雷電流傳輸?shù)降孛妫?/p>

　　“魚尾紋”地線連接在一起；

　　所有金屬框架（等電位連接）和地線之間的鏈接。

　　當(dāng)雷電流在導(dǎo)體中流動時，如果導(dǎo)體與附近的接地框架之間出現(xiàn)電位差，則后者可能會造成破壞性的閃絡(luò)。

　　三種防雷系統(tǒng)

　　使用三種類型的建筑物保護：

　　避雷針（簡單桿或帶有觸發(fā)系統(tǒng)）避雷針是放置在建筑物頂部的金屬捕獲尖端。它通過一根或多根導(dǎo)體（通常是銅帶）接地（見圖J12）。

　　

　　圖J12 –避雷針（簡單桿或帶有觸發(fā)系統(tǒng)）

　　帶拉緊電線的避雷針這些電線在要保護的結(jié)構(gòu)上方拉伸。它們用于保護特殊結(jié)構(gòu)：火箭發(fā)射區(qū)，軍事應(yīng)用和高壓架空線的保護（見圖J13）。

　　

　　圖J13 –拉緊電線

　　帶網(wǎng)狀籠的避雷針（法拉第籠）這種保護涉及在建筑物周圍對稱地放置許多引下線/膠帶。（見圖J14）。

　　這種類型的防雷系統(tǒng)用于高度暴露的建筑物，這些建筑物中安裝了非常敏感的設(shè)備，例如計算機房。

　　

　　圖J14 –網(wǎng)狀籠（法拉第籠）

　　電氣設(shè)備的建筑物保護的后果建筑物保護系統(tǒng)釋放的雷電流的50％重新回到電氣設(shè)備的接地網(wǎng)絡(luò)中（參見圖J15）：框架的電勢上升經(jīng)常超過各種網(wǎng)絡(luò)中導(dǎo)體的絕緣承受能力（ LV，電信，視頻電纜等）。

　　此外，流經(jīng)引下線的電流會在電氣設(shè)備中產(chǎn)生感應(yīng)過電壓。

　　結(jié)果，建筑物保護系統(tǒng)不能保護電氣設(shè)備：因此必須提供電氣設(shè)備保護系統(tǒng)。

　　

　　圖J15 –直接雷電回饋電流

　　防雷–電氣安裝保護系統(tǒng)電氣安裝保護系統(tǒng)的主要目的是將過電壓限制為設(shè)備可接受的值。

　　電氣安裝保護系統(tǒng)包括：

　　一個或多個SPD，具體取決于建筑物的配置；

　　等電位連接：裸露的導(dǎo)電部件的金屬網(wǎng)。

　　SAP系統(tǒng)集成計劃實施保護建筑物的電氣和電子系統(tǒng)的步驟如下。

　　搜索信息

　　確定所有敏感負載及其在建筑物中的位置。

　　確定電氣和電子系統(tǒng)及其進入建筑物的各個入口點。

　　檢查建筑物或附近是否有防雷系統(tǒng)。

　　熟悉適用于建筑物位置的規(guī)定。

　　根據(jù)地理位置，電源類型，雷擊密度等評估雷擊的風(fēng)險。

　　解決方案實施

　　用網(wǎng)格將接合導(dǎo)體安裝在框架上。

　　在LV傳入交換機中安裝SPD。

　　在敏感設(shè)備附近的每個子配電板上安裝一個附加的SPD（請參閱圖J16）。

　　

　　圖J16 –大型電氣裝置的保護示例

　　電涌保護器（SPD）電涌保護設(shè)備（SPD）用于電源網(wǎng)絡(luò)，電話網(wǎng)絡(luò)以及通信和自動控制總線。

　　電涌保護設(shè)備（SPD）是電氣安裝保護系統(tǒng)的組成部分。

　　該設(shè)備并聯(lián)在其必須保護的負載的電源電路上（見圖J17）。它也可以在電源網(wǎng)絡(luò)的所有級別上使用。

　　這是最常用和最有效的過電壓保護類型。

　　

　　圖J17 –并聯(lián)保護系統(tǒng)的原理

　　并聯(lián)的SPD具有高阻抗。一旦系統(tǒng)中出現(xiàn)瞬態(tài)過電壓，設(shè)備的阻抗就會降低，因此浪涌電流將通過SPD繞過敏感設(shè)備。

　　原則SPD旨在限制來自大氣的瞬態(tài)過電壓并將電流波轉(zhuǎn)移到大地，以便將該過電壓的幅度限制為對電氣安裝，電氣開關(guān)設(shè)備和控制設(shè)備無害的值。

　　SPD消除過電壓

　　在共模下，在相線和中線或地線之間；

　　在差動模式下，在相線和零線之間。

　　如果過電壓超過工作閾值，則浪涌保護器

　　以共模方式將能量傳導(dǎo)到地球；

　　以差分模式將能量分配給其他帶電導(dǎo)體。

　　三種類型的SPD

　　鍵入1 SPD

　　在服務(wù)行業(yè)和工業(yè)建筑的特定情況下，建議使用1型SPD，并由防雷系統(tǒng)或網(wǎng)狀籠子保護。

　　它可以防止電氣設(shè)備遭受直接雷擊。它可以釋放雷電從接地導(dǎo)體傳播到網(wǎng)絡(luò)導(dǎo)體的反向電流。

　　1型SPD的特征是10/350 μs的電流波。

　　鍵入2 SPD

　　2型SPD是所有低壓電氣裝置的主要保護系統(tǒng)。它安裝在每個電氣配電盤中，可防止電氣設(shè)備中的過電壓擴散并保護負載。

　　Type 2 SPD的特征是電流波形為8/20 μs。

　　鍵入3 SPD

　　這些浪涌保護器的放電容量低。因此，必須強制將其安裝為2型SPD的補充，并安裝在敏感負載附近。

　　3型浪涌保護器的特征在于電壓波（1.2 / 50μs）和電流波（8/20μs）的組合。

　　SPD規(guī)范性定義圖J18 – SPD標(biāo)準定義

　　直接雷擊間接雷擊

　　IEC 61643-11：2011一級考試II級測試III級測試

　　IN 61643-11：2012類型1：T1類型2：T2類型3：T3

　　前VDE 0675vBCD

　　測試波類型10/3508/201.2 / 50 8 + / 20

　　注1：存在T1 + T2 SPD（或1 + 2 SPD）組合了針對直接和間接雷擊的負載保護。

　　注2：某些T2 SPD也可以聲明為T3

　　SPD的特征國際標(biāo)準IEC 61643-11版本1.0（03/2011）定義了連接到低壓配電系統(tǒng)的SPD的特性和測試（請參見圖J19）。

　　

　　綠色，表示SPD的保證工作范圍。

　　圖J19 –帶壓敏電阻的SPD的時間/電流特性

　　共同特征

　　UC：最大連續(xù)工作電壓。這是交流或直流電壓，高于此電壓時SPD會變?yōu)榛顒訝顟B(tài)。該值是根據(jù)額定電壓和系統(tǒng)接地布置選擇的。

　　UP：電壓保護等級（在In）。這是激活時SPD端子兩端的最大電壓。當(dāng)在SPD中流動的電流等于In時，達到此電壓。選擇的電壓保護等級必須低于負載的過電壓承受能力。如果發(fā)生雷擊，浪涌保護器兩端的電壓通常保持小于UP.

　　In：標(biāo)稱放電電流。這是SPD能夠放電至少8次的20/19 μs波形電流的峰值。

　　為什么重要？

　　In對應(yīng)于SPD至少可以承受19倍的標(biāo)稱放電電流：In值越高，則SPD的壽命越長，因此強烈建議選擇比最小施加值5 kA高的值。

　　鍵入1 SPD

　　IIMP：脈沖電流。這是SPD能夠放電至少一次的10/350 μs波形電流的峰值。

　　我為什么IMP 重要？

　　IEC 62305標(biāo)準要求三相系統(tǒng)的每極最大脈沖電流值為25 kA。這意味著對于3P + N網(wǎng)絡(luò)，SPD應(yīng)該能夠承受來自接地的最大總沖擊電流100kA。

　　Ifi：自動熄滅跟隨電流。僅適用于火花隙技術(shù)。這是SPD閃絡(luò)后能夠自行中斷的電流（50 Hz）。在安裝時，該電流必須始終大于預(yù)期的短路電流。

　　鍵入2 SPD

　　Imax：最大放電電流。這是SPD能夠放電一次的8/20 μs波形電流的峰值。

　　為什么Imax重要？

　　如果比較2個具有相同In但Imax不同的SPD：具有Imax值較高的SPD具有較高的“安全裕度”，并且可以承受較高的浪涌電流而不會受到損壞。

　　鍵入3 SPD

　　UOC：在III類（3類）測試中施加的開路電壓。

　　主要應(yīng)用

　　低壓SPD。從技術(shù)和使用的角度來看，此術(shù)語指定了非常不同的設(shè)備。低壓SPD采用模塊化設(shè)計，可輕松安裝在LV配電盤內(nèi)部。也有適用于電源插座的SPD，但這些設(shè)備的放電容量低。

　　通信網(wǎng)絡(luò)的SPD。這些設(shè)備可保護電話網(wǎng)絡(luò)，交換網(wǎng)絡(luò)和自動控制網(wǎng)絡(luò)（總線）免受外部（雷電）和電源網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部的過電壓（污染設(shè)備，開關(guān)設(shè)備操作等）的影響。這樣的SPD也可以安裝在RJ11，RJ45等連接器中，也可以集成到負載中。

　　說明

　　根據(jù)MOV（壓敏電阻），針對SPD的標(biāo)準IEC 61643-11的測試順序。我總共有19次沖動n：

　　一種積極的沖動

　　一種消極的沖動

　　在15 Hz電壓下每30°同步50個脈沖

　　一種積極的沖動

　　一種消極的沖動

　　對于1型SPD，在I處經(jīng)過15次脈沖后n （請參閱以前的注釋）：

　　一沖0.1 x IIMP

　　一沖0.25 x IIMP

　　一沖0.5 x IIMP

　　一沖0.75 x IIMP

　　一時沖動我IMP

　　電氣安裝保護系統(tǒng)的設(shè)計

　　電氣安裝保護系統(tǒng)的設(shè)計規(guī)則為了保護建筑物中的電氣安裝，適用以下簡單規(guī)則：

　　浪涌保護器;

　　它的保護系統(tǒng)。

　　對于配電系統(tǒng)，用于定義防雷系統(tǒng)并選擇浪涌保護器以保護建筑物中的電氣安裝的主要特征是：

　　SPD

　　SPD數(shù)量

　　類型

　　定義SPD的最大放電電流Imax的暴露水平。

　　短路保護裝置

　　最大放電電流Imax；

　　安裝點的短路電流Isc。

　　下面的圖J20中的邏輯圖說明了此設(shè)計規(guī)則。

　　

　　圖J20 –選擇保護系統(tǒng)的邏輯圖

　　選擇SPD的其他特性是為電氣安裝預(yù)先定義的。

　　SPD中的極數(shù)；

　　電壓保護等級UP;

　　UC：最大連續(xù)工作電壓。

　　電氣安裝保護系統(tǒng)的這一小節(jié)設(shè)計根據(jù)設(shè)備的特性，要保護的設(shè)備和環(huán)境更詳細地描述了選擇保護系統(tǒng)的標(biāo)準。

　　保護系統(tǒng)的要素SPD必須始終安裝在電氣安裝的起點。

　　SPD的位置和類型在安裝開始時要安裝的SPD的類型取決于是否存在防雷系統(tǒng)。如果建筑物裝有防雷系統(tǒng)（根據(jù)IEC 62305），則應(yīng)安裝1型SPD。

　　對于在安裝的引入端安裝的SPD，IEC 60364安裝標(biāo)準為以下2個特征規(guī)定了最小值：

　　額定放電電流In = 5 kA（8/20）μs；

　　電壓保護等級UP（在我n）《2.5 kV。

　　要安裝的其他SPD的數(shù)量取決于：

　　場地的大小以及安裝連接導(dǎo)體的難度。在大型站點上，必須在每個子配電柜的輸入端安裝SPD。

　　將要保護的敏感負載與輸入端保護設(shè)備分開的距離。當(dāng)負載位于距進線端保護裝置10米以上的位置時，有必要在敏感負載附近提供額外的精細保護。波浪反射現(xiàn)象從10米開始增加，請參見雷電波的傳播

　　暴露的風(fēng)險。在非常暴露的位置的情況下，輸入端SPD不能同時確保雷電流的高流量和足夠低的電壓保護水平。特別地，類型1 SPD通常伴隨有類型2 SPD。

　　下表J21中的表格顯示了根據(jù)上述兩個因素設(shè)置的SPD的數(shù)量和類型。

　　

　　圖J21 –實施SPD的4種情況

　　保護分布式級別SPD的幾種保護級別允許能量在多個SPD之間分配，如圖J22所示，其中為三種SPD提供了：

　　類型1：當(dāng)建筑物在安裝的入口端安裝了防雷系統(tǒng)時，會吸收大量能量；

　　類型2：吸收剩余的過電壓；

　　類型3：必要時，對非常靠近負載的最敏感設(shè)備提供“精細”保護。

　　

　　注意：類型1和2 SPD可以組合在單個SPD中

　　圖J22 –精細保護架構(gòu)

　　根據(jù)安裝特性的SPD的共同特性

　　最大連續(xù)工作電壓Uc

　　根據(jù)系統(tǒng)接地布置，最大連續(xù)工作電壓UC SPD的最大值必須等于或大于圖J23中表中所示的值。

　　圖J23 – U的規(guī)定最小值C 用于SPD，具體取決于系統(tǒng)的接地布置（基于IEC 534.2-60364-5標(biāo)準的表53）

　　連接之間的SPD（如果適用）配電網(wǎng)系統(tǒng)配置

　　TN系統(tǒng)TT系統(tǒng)IT系統(tǒng)

　　線路導(dǎo)體和中性導(dǎo)體1.1 U /√31.1 U /√31.1 U /√3

　　線導(dǎo)體和PE導(dǎo)體1.1 U /√31.1 U /√31.1ü

　　線導(dǎo)體和PEN導(dǎo)體1.1 U /√3無無

　　中性線和PE線U /√3［a］U /√3［a］1.1 U /√3

　　不適用：不適用

　　U：低壓系統(tǒng)的線間電壓

　　一種。這些值與最壞情況下的故障條件有關(guān)，因此未考慮10％的容差。

　　根據(jù)系統(tǒng)接地布置選擇最常見的UC值。

　　TT，TN：260、320、340、350 V

　　IT：440，460伏

　　電壓保護等級UP （在我n）IEC 60364-4-44標(biāo)準有助于根據(jù)要保護的負載選擇SPD的保護等級。圖J24的表格顯示了每種設(shè)備的脈沖承受能力。

　　圖J24 –設(shè)備要求的額定脈沖電壓Uw（IEC 443.2-60364-4的表44）

　　裝置標(biāo)稱電壓

　　［a］（五）從額定電壓ac或dc到（包括）V的中性線電壓設(shè)備要求的額定沖擊耐受電壓（kV）

　　IV類過電壓（具有很高額定脈沖電壓的設(shè)備）III類過電壓（具有高額定脈沖電壓的設(shè)備）II類過電壓（具有正常額定脈沖電壓的設(shè)備）I類過電壓（額定脈沖電壓降低的設(shè)備）

　　例如電表，遙控系統(tǒng)例如，配電板，開關(guān)插座例如，分銷家用電器，工具例如，敏感的電子設(shè)備

　　120/20815042.51.50.8

　　230/400 ［c］ ［d］300642.51.5

　　277/480 ［E］

　　400/6906008642.5

　　1000100012864

　　1500直流1500直流

　　86

　　一種。符合IEC 60038：2009。

　　b。該額定脈沖電壓施加在帶電導(dǎo)體和PE之間。

　　C。在加拿大和美國，對于大于300 V的對地電壓，適用與該列中次高電壓相對應(yīng)的額定沖擊電壓。

　　d。對于IT系統(tǒng)以220-240 V的電壓運行，應(yīng)使用230/400行，這是因為在一條線上的接地故障處的接地電壓。

　　圖J25 –設(shè)備的過電壓類別

　　

　　我屬于過電壓類別的設(shè)備，僅適用于在設(shè)備外部應(yīng)用保護裝置的建筑物的固定安裝中，以將瞬態(tài)過電壓限制在指定水平。

　　此類設(shè)備的示例是那些包含電子電路（例如計算機），帶有電子程序的電器等的設(shè)備。

　　II類過電壓的設(shè)備適用于連接到固定的電氣設(shè)備，可提供電流消耗設(shè)備通常所需的正常可用性。

　　這樣的設(shè)備的例子是家用電器和類似的負載。

　　

　　III類過電壓設(shè)備可用于配電板下游（包括主配電板）的固定安裝中，從而具有很高的可用性。

　　此類設(shè)備的示例包括固定安裝中的配電板，斷路器，包括電纜，母線，接線盒，開關(guān)，插座的布線系統(tǒng)）以及工業(yè)用途的設(shè)備和某些其他設(shè)備，例如帶有電纜的固定式電動機。與固定裝置的永久連接。

　　IV類過電壓的設(shè)備適合在設(shè)備起點或附近使用，例如在主配電板的上游。

　　此類設(shè)備的示例包括電表，初級過流保護設(shè)備和紋波控制單元。

　　“已安裝” UP 應(yīng)將性能與負載的沖擊承受能力進行比較。

　　SPD的電壓保護等級為UP 這是固有的，即獨立于其安裝進行定義和測試。在實踐中，對于U的選擇P 為了達到SPD的性能，必須采取安全裕度以考慮SPD安裝中固有的過電壓（請參見圖J26和電涌保護裝置的連接）。

　　

　　圖J26 –已安裝的UP

　　“已安裝”電壓保護等級UP 在230/400 V電氣安裝中，通常用于保護敏感設(shè)備的電壓為2.5 kV（II類過電壓，見圖J27）。

　　請注意：

　　如果輸入端SPD不能達到規(guī)定的電壓保護級別，或者如果敏感設(shè)備物品很遙遠（請參閱保護系統(tǒng)的元件#SPD的位置和類型SPD的位置和類型，則必須安裝附加的協(xié)調(diào)SPD才能達到所需的保護級別。

　　極數(shù)

　　根據(jù)系統(tǒng)的接地布置，有必要提供一種SPD架構(gòu)，以確保在共模（CM）和差模（DM）中提供保護。

　　圖J27 –根據(jù)系統(tǒng)接地布置的保護需求

　　TT跨國公司TN-SIT

　　相中性（DM）推薦［a］–首推最高性價比沒有用

　　相對地（PE或PEN）（CM）是是是是

　　中性點（PE）（CM）是–是是的

　　一種。相線和中性線之間的保護可以合并到位于安裝位置的SPD中，也可以遠離要保護的設(shè)備

　　b。如果是中性分布

　　請注意：

　　共模過壓

　　保護的基本形式是在相線和PE（或PEN）導(dǎo)體之間以共模方式安裝SPD，無論使用哪種類型的系統(tǒng)接地裝置。

　　差模過電壓

　　在TT和TN-S系統(tǒng)中，中性點的接地由于接地阻抗而導(dǎo)致不對稱，即使雷擊感應(yīng)的過電壓是共模的，也會導(dǎo)致出現(xiàn)差模電壓。

　　2P，3P和4P SPD

　　（見圖J28）

　　這些適用于IT，TN-C，TN-CS系統(tǒng)。

　　它們僅提供針對共模過電壓的保護

　　

　　圖J28 – 1P，2P，3P，4P SPD

　　1P + N，3P + N SPD

　　（見圖J29）

　　它們適用于TT和TN-S系統(tǒng)。

　　它們提供了針對共模和差模過電壓的保護

　　

　　圖J29 – 1P + N，3P + N SPD

　　選擇1型SPD

　　脈沖電流Iimp

　　如果沒有關(guān)于要保護的建筑物類型的國家法規(guī)或特定法規(guī)：根據(jù)IEC 12.5-10-350，每個分支的沖擊電流Iimp至少應(yīng)為60364 kA（5/534 μs波）。

　　存在規(guī)定的地方：標(biāo)準IEC 62305-2定義了4個級別：I，II，III和IV

　　圖J31中的表顯示了不同級別的IIMP 在監(jiān)管情況下。

　　

　　圖J30 –平衡I的基本示例IMP 三相系統(tǒng)中的電流分配

　　圖J31 – I表IMP 值取決于建筑物的電壓保護等級（基于IEC / EN 62305-2）

　　防護等級符合EN 62305-2外部防雷系統(tǒng)設(shè)計用于處理以下情況的直接閃光：最低要求IMP 用于線路中性網(wǎng)絡(luò)的1型SPD

　　I200 kA25 kA /極

　　II150 kA18.75 kA /極

　　三 / 四100 kA12.5 kA /極

　　自熄跟隨電流Ifi

　　此特性僅適用于采用火花隙技術(shù)的SPD。自熄跟隨電流Ifi 必須始終大于預(yù)期的短路電流Isc 在安裝時。

　　選擇2型SPD

　　最大放電電流Imax

　　最大放電電流Imax是根據(jù)相對于建筑物位置的估計暴露水平定義的。

　　最大放電電流（Imax）的值通過風(fēng)險分析確定（請參見圖J32中的表）。

　　圖J32 –根據(jù)暴露水平推薦的最大放電電流Imax

　　暴露水平

　　低中等高

　　建筑環(huán)境建筑物位于城市或郊區(qū)的組合住房中建筑物位于平原有特定風(fēng)險的建筑物：塔架，樹木，山區(qū)，潮濕區(qū)域或池塘等。

　　推薦的Imax值（kA）204065

　　選擇外部短路保護裝置（SCPD）

　　保護裝置（熱和短路）必須與SPD配合使用，以確保可靠的運行，即

　　確保服務(wù)的連續(xù)性：

　　承受雷電流波

　　不會產(chǎn)生過多的殘留電壓。

　　確保有效保護各種類型的過電流：

　　壓敏電阻的熱失控導(dǎo)致過載；

　　低強度短路（阻抗）；

　　高強度短路。

　　SPD使用壽命即將結(jié)束時應(yīng)避免的風(fēng)險

　　由于老化

　　在由于老化而自然壽命終止的情況下，保護屬于熱保護類型。帶壓敏電阻的SPD必須具有一個內(nèi)部隔離開關(guān)，以禁用SPD。

　　注意：由于熱失控而導(dǎo)致的壽命終止與帶有氣體放電管或封裝的火花隙的SPD無關(guān)。

　　由于故障由于短路故障而導(dǎo)致壽命終止的原因有：

　　超過最大放電容量。此故障會導(dǎo)致嚴重的短路。

　　配電系統(tǒng)故障（中性/相轉(zhuǎn)換，中性斷開）。

　　壓敏電阻逐漸劣化。

　　后兩個故障導(dǎo)致阻抗短路。

　　必須保護設(shè)備免于因這些類型的故障而造成的損壞：上面定義的內(nèi)部（熱）隔離開關(guān)沒有時間預(yù)熱，因此無法運行。

　　應(yīng)該安裝一種能夠消除短路的稱為“外部短路保護裝置（外部SCPD）”的特殊裝置。它可以由斷路器或保險絲裝置實現(xiàn)。

　　外部SCPD的特征外部SCPD應(yīng)與SPD協(xié)調(diào)。它旨在滿足以下兩個約束：

　　耐雷電流

　　承受雷電流是SPD外部短路保護設(shè)備的基本特征。

　　外部SCPD不得在In處連續(xù)受到15次沖擊電流時跳閘。

　　承受短路電流

　　分斷能力由安裝規(guī)則（IEC 60364標(biāo)準）確定：

　　外部SCPD的分斷能力應(yīng)等于或大于安裝點處的預(yù)期短路電流Isc（根據(jù)IEC 60364標(biāo)準）。

　　防止短路的裝置

　　特別是，阻抗短路會消耗大量能量，因此應(yīng)盡快消除，以防止損壞設(shè)備和SPD。

　　SPD及其外部SCPD之間的正確關(guān)聯(lián)必須由制造商提供。

　　外部SCPD的安裝模式

　　設(shè)備“串聯(lián)”當(dāng)由要保護的網(wǎng)絡(luò)的通用保護設(shè)備（例如，設(shè)備上游的連接斷路器）執(zhí)行保護時，SCPD被描述為“串聯(lián)”（見圖J33）。

　　

　　圖J33 – SCPD“串聯(lián)”

　　設(shè)備“并行”當(dāng)專門由與SPD相關(guān)的保護設(shè)備執(zhí)行保護時，SCPD被描述為“并行”（見圖J34）。

　　如果該功能由斷路器執(zhí)行，則外部SCPD被稱為“斷開斷路器”。

　　斷開斷路器可能集成在SPD中，也可能未集成到SPD中。

　　圖J34 – SCPD“并行”

　　

　　請注意：

　　對于帶有氣體放電管或封裝的火花隙的SPD，SCPD允許在使用后立即切斷電流。

　　保障保障外部SCPD應(yīng)與SPD協(xié)調(diào)，并由SPD制造商根據(jù)IEC 61643-11標(biāo)準的建議進行測試和保證。還應(yīng)根據(jù)制造商的建議進行安裝。例如，請參閱電SCPD + SPD協(xié)調(diào)表。

　　集成該設(shè)備后，自然符合產(chǎn)品標(biāo)準IEC 61643-11即可確保提供保護。

　　圖J35 –帶有外部SCPD，非集成（iC60N + iPRD 40r）和集成（iQuick PRD 40r）的SPD

　　SCPD外部特征摘要

　　有關(guān)這些特征的詳細分析，請參見外部SCPD的詳細特征部分。

　　圖J36中的表格舉例說明了根據(jù)各種外部SCPD類型的特性摘要。

　　圖J36 –根據(jù)外部SCPD的類型2 SPD的壽命終止保護的特性

　　外部SCPD的安裝模式系列中在平行下

　　保險絲相關(guān)保護斷路器保護相關(guān)集成斷路器保護

　　

　　

　　

　　

　　設(shè)備電涌保護====

　　無論相關(guān)的外部SCPD種類如何，SPD都能令人滿意地保護設(shè)備

　　使用壽命終止時的安裝保護–=++ +

　　不能保證任何保護制造商保證全面保證

　　不能很好地防止阻抗短路的保護完善的短路保護

　　使用壽命終結(jié)時的服務(wù)連續(xù)性- -+++

　　完整安裝已關(guān)閉僅SPD電路被關(guān)閉

　　使用壽命終止時的維護- -=++

　　關(guān)閉所需的安裝更換保險絲立即重置

　　SPD與保護設(shè)備協(xié)調(diào)表下表J37中的表格顯示了XXX Electric品牌的Type 1和2 SPD的隔離斷路器（外部SCPD）在所有短路電流水平下的配合情況。

　　電氣指示和保證的SPD及其斷開斷路器之間的配合可確保可靠的保護（承受雷電波，對阻抗短路電流的增強保護等）。

　　

　　圖J37 – SPD及其斷開斷路器之間的協(xié)調(diào)表示例。請始終參考制造商提供的最新表格。

　　與上游保護裝置配合

　　與過電流保護裝置配合使用

　　在電氣設(shè)備中，外部SCPD是與保護設(shè)備相同的設(shè)備：這使得可以將選擇性和級聯(lián)技術(shù)應(yīng)用于保護計劃的技術(shù)和經(jīng)濟優(yōu)化。

　　與剩余電流裝置配合

　　如果將SPD安裝在漏電保護裝置的下游，則該漏電保護裝置應(yīng)為“ si”型或選擇性型，對脈沖電流至少3 kA（8/20μs電流）具有抗擾性。

　　安裝電涌保護器

　　電涌保護器的連接SPD與負載的連接應(yīng)盡可能短，以減小受保護設(shè)備端子上的電壓保護級別（已安裝）。

　　到網(wǎng)絡(luò)和接地端子的SPD連接的總長度不應(yīng)超過50厘米。

　　保護設(shè)備的基本特征之一是設(shè)備可以在其端子上承受的最大電壓保護級別（已安裝）。因此，應(yīng)選擇具有適合設(shè)備保護的電壓保護等級Up的SPD（見圖J38）。連接導(dǎo)體的總長度為

　　L = L1 + L2 + L3。

　　對于高頻電流，此連接的每單位長度的阻抗約為1 μH / m。

　　因此，將倫茲定律應(yīng)用于此連接：ΔU= L di / dt

　　歸一化的8/20 μs電流波，電流幅度為8 kA，因此會在每米電纜上產(chǎn)生1000 V的電壓上升。

　　ΔU= 1 x 10-6 x 8 x 103/8 x 10-6 = 1000 V

　　

　　圖J38 – SPD L 《50 cm的連接

　　結(jié)果，設(shè)備端子（U設(shè)備）上的電壓為：

　　U設(shè)備=上+ U1 + U2

　　如果L1 + L2 + L3 = 50 cm，并且波形為8/20 μs，振幅為8 kA，則設(shè)備端子兩端的電壓將為Up + 500V。

　　塑料外殼中的連接下圖J39顯示了如何在塑料外殼中連接SPD。

　　

　　圖J39 –塑料外殼中的連接示例

　　金屬外殼中的連接

　　對于在金屬外殼中的開關(guān)柜組件，明智的做法是將SPD直接連接到金屬外殼，并使用該外殼作為保護導(dǎo)體（見圖J40）。

　　此布置符合標(biāo)準IEC 61439-2，并且組件制造商必須確保外殼的特性使其可以使用。

　　

　　圖J40 –在金屬外殼中的連接示例

　　導(dǎo)體截面積建議的最小導(dǎo)體橫截面考慮到：

　　提供的常規(guī)服務(wù)：在最大壓降（50厘米法則）下的雷電流流。

　　注意：與50 Hz的應(yīng)用不同，雷電現(xiàn)象是高頻現(xiàn)象，導(dǎo)體截面積的增加并不會大大降低其高頻阻抗。

　　導(dǎo)體承受的短路電流：在最大保護系統(tǒng)切斷時間期間，導(dǎo)體必須承受短路電流。

　　IEC 60364建議在安裝輸入端的最小橫截面為：

　　4 mm2（Cu）用于連接2型SPD;

　　16 mm2（Cu）用于連接1型SPD（存在防雷系統(tǒng)）。

　　好的和不好的SPD安裝示例圖J41 –好的和不好的SPD安裝示例

　　

　　設(shè)備安裝設(shè)計應(yīng)按照安裝規(guī)則進行：電纜長度應(yīng)小于50厘米。

　　電涌保護器的布線規(guī)則

　　1規(guī)則

　　首先要遵守的規(guī)則是，網(wǎng)絡(luò)（通過外部SCPD）與接地端子塊之間的SPD連接的長度不應(yīng)超過50厘米。

　　圖J42顯示了SPD連接的兩種可能性。

　　圖J42 –帶有單獨或集成的外部SCPD的SPD

　　

　　2規(guī)則受保護的饋線的導(dǎo)體：

　　應(yīng)連接至外部SCPD或SPD的端子；

　　應(yīng)與污染的引入導(dǎo)體物理隔離。

　　它們位于SPD和SCPD終端的右側(cè)（請參見圖J43）。

　　

　　圖J43 –受保護的饋線的連接在SPD端子的右側(cè)

　　3規(guī)則饋線相線，中性線和保護（PE）導(dǎo)線應(yīng)彼此并排走線，以減小回路表面（見圖J44）。

　　4規(guī)則SPD的輸入導(dǎo)體應(yīng)遠離受保護的輸出導(dǎo)體，以免被耦合污染（見圖J44）。

　　5規(guī)則電纜應(yīng)固定在外殼的金屬部件（如果有）上，以最小化框架回路的表面，從而受益于針對EM干擾的屏蔽作用。

　　在所有情況下，必須檢查配電盤和外殼的框架是否通過非常短的連接接地。

　　最后，如果使用屏蔽電纜，則應(yīng)避免較長的電纜，因為它們會降低屏蔽效率（請參見圖J44）。

　　

　　圖J44 –通過減少回路表面和電氣外殼中的公共阻抗來改善EMC的示例

　　電涌保護應(yīng)用實例超市中的SPD應(yīng)用示例

　　

　　圖J46 –電信網(wǎng)絡(luò)

　　解決方案和原理圖

　　電涌放電器選擇指南使得可以確定設(shè)備輸入端的電涌放電器和相關(guān)的隔離斷路器的精確值。

　　作為敏感設(shè)備（UIMP 《1.5 kV）距離進來的保護裝置10m以上，必須將精細保護電涌放電器安裝在盡可能靠近負載的位置。

　　為了確保在寒冷的房間中提供更好的服務(wù)連續(xù)性：將使用“ si”型剩余電流斷路器，以避免由于雷電波通過時地電位升高而造成的誤跳閘。

　　為防止大氣過電壓：1，在主配電板上安裝電涌放電器。如圖2所示，在每個配電盤（1和2）中安裝一個精巧的電涌放電器，向距進來的電涌放電器10m以上的敏感設(shè)備供電。3，在電信網(wǎng)絡(luò)上安裝一個電涌放電器，以保護所提供的設(shè)備，例如火警，調(diào)制解調(diào)器，電話，傳真。

　　布線建議

　　確保建筑物接地端子的等電位。

　　減少環(huán)形電源電纜的面積。

　　安裝建議

　　安裝電涌放電器，我最大 = 40 kA（8/20 μs），以及一個iC60斷開斷路器，額定電流為40A。

　　安裝良好保護的避雷器，我最大 = 8 kA（8/20 μs），并且相關(guān)的iC60隔離斷路器的額定電流為10 A

　　

　　圖J46 –電信網(wǎng)絡(luò)

　　光伏應(yīng)用浪涌保護器出于各種原因，電氣設(shè)備中可能會發(fā)生過電壓。原因可能是：

　　配電網(wǎng)由于雷擊或進行的任何工作。

　　雷擊（在附近或建筑物和光伏裝置上，或在雷電導(dǎo)體上）。

　　閃電引起的電場變化。

　　像所有室外建筑物一樣，光伏裝置也容易遭受雷擊的風(fēng)險，雷擊風(fēng)險因地區(qū)而異。預(yù)防和逮捕系統(tǒng)和設(shè)備應(yīng)到位。

　　等電位聯(lián)結(jié)保護首先要采用的保護措施是介質(zhì)（導(dǎo)體），以確保PV裝置的所有導(dǎo)電部件之間的等電位連接。

　　目的是將所有接地導(dǎo)體和金屬部件連接在一起，從而在已安裝系統(tǒng)的所有點上產(chǎn)生相等的電勢。

　　通過電涌保護裝置（SPD）進行保護

　　SPD對保護敏感的電氣設(shè)備（例如AC / DC逆變器，監(jiān)視設(shè)備和PV模塊）以及由230 VAC配電網(wǎng)絡(luò)供電的其他敏感設(shè)備特別重要。以下風(fēng)險評估方法基于對臨界長度Lcrit的評估，并將其與L直流線路的累積長度進行比較。

　　如果L≥Lcrit，則需要SPD保護。

　　Lcrit取決于光伏裝置的類型，其計算方法如下表（圖J47）所示：

　　圖J47 – SPD DC選擇

　　安裝類型個人住宅地面生產(chǎn)工廠服務(wù)/工業(yè)/農(nóng)業(yè)/建筑物

　　L暴擊 （米）115 /克200 /克450 /克

　　L≥L暴擊直流側(cè)必需的電涌保護器

　　L 《L暴擊直流側(cè)不需要電涌保護器

　　L是以下各項的總和：

　　考慮到位于同一導(dǎo)管中的電纜的長度僅計算一次，逆變器與接線盒之間的距離總和；以及

　　考慮到位于同一導(dǎo)管中的電纜的長度僅計算一次，因此接線盒與構(gòu)成線串的光伏模塊的連接點之間的距離總和。

　　Ng是電弧的閃電密度（每平方公里的打擊次數(shù)）。

　　

　　圖J48 – SPD選擇

　　SPD防護

　　位置光伏組件或陣列盒逆變器直流側(cè)逆變器交流側(cè)主板

　　LDC

　　LAC避雷針

　　標(biāo)準《10 m》 10 m

　　《10 m》 10 m是沒有

　　SPD類型沒有必要“ SPD 1”

　　類型2 ［a］“ SPD 2”

　　類型2 ［a］沒有必要“ SPD 3”

　　類型2 ［a］“ SPD 4”

　　類型1 ［a］“ SPD 4”

　　如果Ng》 2和架空線，則輸入2.5

　　［一種］。1 2 3 4未遵守EN 1的類型62305分隔距離。

　　安裝SPDDC側(cè)SPD的數(shù)量和位置取決于太陽能電池板和逆變器之間電纜的長度。如果長度小于10米，則應(yīng)將SPD安裝在逆變器附近。如果大于10米，則需要第二個SPD，并且應(yīng)將其放在靠近太陽能電池板的盒子中，第一個SPD應(yīng)當(dāng)位于逆變器區(qū)域。

　　為了提高效率，連接到L + / L-網(wǎng)絡(luò)以及SPD接地端子排和接地母線之間的SPD連接電纜必須盡可能短-小于2.5米（d1 + d2 《50 cm）。

　　安全可靠的光伏發(fā)電

　　根據(jù)“發(fā)電機”部分和“轉(zhuǎn)換”部分之間的距離，可能需要安裝兩個或更多個避雷器，以確保對兩個部分中的每一個進行保護。

　　

　　圖J49 – SPD的位置

　　電涌保護技術(shù)補充防雷標(biāo)準IEC 62305標(biāo)準第1至4部分（NF EN 62305第1至4部分）對防雷系統(tǒng)的標(biāo)準出版物IEC 61024（系列），IEC 61312（系列）和IEC 61663（系列）進行了重新組織和更新。

　　第1部分-一般原則本部分介紹了有關(guān)雷電及其特性和一般數(shù)據(jù)的一般信息，并介紹了其他文檔。

　　第2部分–風(fēng)險管理本部分介紹分析，從而可以計算結(jié)構(gòu)的風(fēng)險并確定各種保護方案，以實現(xiàn)技術(shù)和經(jīng)濟上的優(yōu)化。

　　第3部分–結(jié)構(gòu)的物理損壞和生命危險本部分介紹了針對直接雷擊的保護措施，包括雷電保護系統(tǒng)，引下線，接地線，等電勢以及具有等電勢連接的SPD（1類SPD）。

　　第4部分–結(jié)構(gòu)內(nèi)的電氣和電子系統(tǒng)本部分描述了免受雷擊感應(yīng)的保護措施，包括SPD的保護系統(tǒng)（類型2和3），電纜屏蔽，SPD的安裝規(guī)則等。

　　該系列標(biāo)準由以下內(nèi)容補充：

　　有關(guān)電涌保護產(chǎn)品定義的IEC 61643系列標(biāo)準（請參閱SPD的組件）；

　　產(chǎn)品在低壓電氣裝置中的應(yīng)用的IEC 60364-4和-5系列標(biāo)準（請參閱SPD的壽命終止指示）。

　　SPD的組件SPD主要包括（參見圖J50）：

　　一個或多個非線性部件：帶電部件（壓敏電阻，排氣管［GDT］等）；

　　一個熱保護裝置（內(nèi)部隔離開關(guān)），可在使用壽命結(jié)束時保護其免受熱失控（帶壓敏電阻的SPD）；

　　指示SPD壽命終止的指示器；某些SPD允許遠程報告此指示。

　　提供短路保護的外部SCPD（此設(shè)備可以集成到SPD中）。

　　

　　圖J50 – SPD圖

　　帶電技術(shù)有幾種技術(shù)可用于實現(xiàn)帶電部件。它們各有優(yōu)缺點：

　　齊納二極管；

　　氣體排放管（可控或不可控）；

　　壓敏電阻（氧化鋅壓敏電阻［ZOV］）。

　　下表顯示了3種常用技術(shù)的特征和排列。

　　圖J51 –匯總性能表

　　元件氣體放電管（GDT）封裝的火花隙氧化鋅壓敏電阻GDT和壓敏電阻串聯(lián)封裝的火花隙和壓敏電阻并聯(lián)

　　特征：

　　

　　

　　

　　

　　

　　操作模式電壓切換電壓切換電壓限制串聯(lián)電壓開關(guān)和限幅并聯(lián)電壓切換和限制

　　工作曲線

　　

　　

　　應(yīng)用電信網(wǎng)

　　LV網(wǎng)絡(luò)

　　（與壓敏電阻相關(guān)）LV網(wǎng)絡(luò)LV網(wǎng)絡(luò)LV網(wǎng)絡(luò)LV網(wǎng)絡(luò)

　　SPD類型第2類型第1類型1型或2型類型1 +類型2類型1 +類型2

　　注意：可以在同一SPD中安裝兩種技術(shù)（請參見圖J52）。

　　圖J52 – XXX Electric品牌的iPRD SPD在中性線和地線之間裝有一個氣體放電管，在相線和中性線之間裝有壓敏電阻。

　　

　　

　　SPD的壽命終止指示壽命終止指示器與SPD的內(nèi)部隔離開關(guān)和外部SCPD相關(guān)聯(lián)，以通知用戶該設(shè)備不再受到來自大氣的過壓保護。

　　當(dāng)?shù)刂甘景惭b代碼通常要求此功能。使用壽命終止指示通過內(nèi)部隔離開關(guān)和/或外部SCPD的指示器（發(fā)光或機械的）給出。

　　當(dāng)通過保險絲裝置實現(xiàn)外部SCPD時，必須提供帶有撞針和裝有脫扣系統(tǒng)的底座的保險絲，以確保該功能。

　　集成式斷路器機械指示器和控制手柄的位置允許自然的使用壽命指示。

　　本地指示和遠程報告XXX Electric品牌的iQuick PRD SPD是“準備接線”類型，帶有集成的斷路器。

　　當(dāng)?shù)刂甘緄Quick PRD SPD（參見圖J53）配有本地機械狀態(tài)指示器：

　　機械指示器（紅色）和斷路器斷路器手柄的位置指示SPD的關(guān)閉；

　　每個墨盒上的（紅色）機械指示器指示墨盒壽命已盡。

　　

　　圖J53 – XXX Electric品牌的iQuick PRD 3P + N SPD

　　遠程報告（見圖J54）

　　iQuick PRD SPD配有指示觸點，可以遠程報告以下內(nèi)容：

　　墨盒壽命終止；

　　丟失的墨盒以及何時將其放回原位；

　　網(wǎng)絡(luò)故障（短路，中性線斷開，相/中性線反向）；

　　本地手動切換。

　　結(jié)果，對已安裝的SPD的運行狀態(tài)進行遠程監(jiān)視可以確保這些處于待機狀態(tài)的保護設(shè)備始終處于運行狀態(tài)。

　　

　　圖J54 –使用iQuick PRD SPD安裝指示燈

　　

　　圖J55 –使用Smartlink遠程指示SPD狀態(tài)

　　使用壽命終止時的維護當(dāng)使用壽命終止指示器指示關(guān)閉時，必須更換SPD（或有問題的墨盒）。

　　對于iQuick PRD SPD，可簡化維護工作：

　　維護部門可以很容易地確定使用壽命（要更換）的墨盒。

　　可以在完全安全的情況下更換盒式磁帶，因為如果缺少盒式磁帶，安全裝置會禁止斷開斷路器的閉合。

　　外部SCPD的詳細特征耐受電流電流對外部SCPD的測試如下所示：

　　對于給定的額定值和技術(shù)（NH或圓柱型熔斷器），使用aM型熔斷器（電動機保護）的電流耐受性要好于使用gG型熔斷器（常規(guī)用途）。

　　對于給定的額定值，斷路器的電流耐受能力比保險絲的耐受性更好。下圖J56顯示了耐電壓波測試的結(jié)果：

　　為了保護為Imax = 20 kA定義的SPD，要選擇的外部SCPD是MCB 16 A或保險絲aM 63 A，請注意：在這種情況下，保險絲gG 63 A是不合適的。

　　為了保護為Imax = 40 kA定義的SPD，要選擇的外部SCPD是MCB 40 A或保險絲aM 125 A，

　　

　　圖J56 – I的SCPD耐電壓波能力的比較最大 = 20 kA，我最大 = 40 千安

　　裝機電壓保護等級一般來說：

　　斷路器兩端的電壓降高于保險絲裝置兩端的電壓降。這是因為斷路器組件（熱和磁脫扣裝置）的阻抗高于保險絲的阻抗。

　　但是：

　　對于不超過10 kA的電流波，電壓降之間的差異仍然很小（95％的情況）；

　　安裝的向上電壓保護級別還考慮了電纜阻抗。如果使用保險絲技術(shù)（保護設(shè)備遠離SPD），則可能會很高；如果使用斷路器技術(shù)（斷路器靠近甚至集成到SPD中，則可能會降低）。

　　注意：已安裝的Up電壓保護級別是電壓降的總和：

　　在SPD中；

　　在外部SCPD中；

　　在設(shè)備布線中

　　防止阻抗短路阻抗短路會消耗大量能量，因此應(yīng)盡快消除，以防止損壞設(shè)備和SPD。

　　圖J57比較了63 A aMM保險絲和25 A斷路器的保護系統(tǒng)的響應(yīng)時間和能量限制。

　　這兩個保護系統(tǒng)具有相同的8/20 μs電流波形承受能力（分別為27 kA和30 kA）。

　　

　　圖J57 –具有相同的8/20 μs電流波耐受能力的斷路器和熔斷器的時間/電流和能量極限曲線的比較

　　雷電波的傳播電網(wǎng)是低頻的，因此電壓波的傳播相對于現(xiàn)象的頻率是瞬時的：在導(dǎo)體的任何一點，瞬時電壓都是相同的。

　　雷電波是一種高頻現(xiàn)象（幾百kHz到MHz）：

　　雷電波相對于現(xiàn)象的頻率以一定的速度沿著導(dǎo)體傳播。結(jié)果，在任何給定時間，電壓在介質(zhì)上的所有點上都不具有相同的值（見圖J58）。

　　

　　圖J58 –雷電在導(dǎo)體中的傳播

　　介質(zhì)的變化會產(chǎn)生波的傳播和/或反射現(xiàn)象，具體取決于：

　　兩種介質(zhì)之間的阻抗差；

　　漸進波的頻率（在脈沖情況下上升時間的陡度）；

　　介質(zhì)的長度。

　　特別是在全反射的情況下，電壓值可能會翻倍。

　　示例：由SPD保護的情況

　　對施加在雷電波上的現(xiàn)象進行建模并在實驗室進行測試，結(jié)果表明，由30 m的電纜供電的負載在SP的上行電壓下受到SPD的保護，由于反射現(xiàn)象，該負載承受的最大電壓為2 x UP （見圖J59）。該電壓波不是高能的。

　　

　　圖J59 –電纜末端的雷電波反射

　　糾正措施在三個因素（阻抗，頻率，距離的差異）中，唯一可以真正控制的因素是SPD與要保護的負載之間的電纜長度。該長度越大，反射越大。

　　通常，對于建筑物中面臨的過電壓前沿，從10 m起反射現(xiàn)象就很明顯，并且從30 m起電壓可能翻倍（見圖J60）。

　　如果輸入端SPD與要保護的設(shè)備之間的電纜長度超過10 m，則必須安裝第二個SPD進行良好的保護。

　　

　　圖J60 –電纜末端的最大電壓，取決于電纜到入射電壓前端的長度= 4kV / us

　　TT系統(tǒng)中的雷電流示例無論哪種類型的系統(tǒng)接地布置，均要安裝相與PE之間或相與PEN之間的共模SPD（請參見圖J61）。

　　用于塔架的中性點接地電阻R1的電阻比用于安裝的接地電阻R2的電阻低。

　　雷電流將通過最簡單的路徑流經(jīng)電路ABCD到達大地。它將串聯(lián)通過壓敏電阻V1和V2，從而導(dǎo)致差分電壓等于SPD的Up電壓的兩倍（UP1+UP2）在極端情況下，出現(xiàn)在設(shè)備入口處的A和C端子處。

　　

　　圖J61 –僅通用保護

　　為了有效保護Ph和N之間的負載，必須降低差模電壓（A和C之間）。

　　因此，使用了另一種SPD架構(gòu)（請參見圖J62）。

　　雷電流流過電路ABH，該電路的阻抗比電路ABCD的阻抗低，這是因為B和H之間使用的組件的阻抗為零（充滿氣體的火花隙）。在這種情況下，差分電壓等于SPD的剩余電壓（UP2）。

　　

　　圖J62 –公共和差動保護

　　編輯：黃飛