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低壓配電系統中SPD的數量和技術參數是如何選擇的呢?

作者:admin 瀏覽量:1220 來源:本站 時間:2021-03-27 09:36:33

信息摘要:

圖紙中的SPD是代表什么含義呢?Surge protection Device即浪涌保護器,也叫防雷器。是一種為各種電子設備、儀器儀表、通訊線路提供安全防護的電子裝置;當電氣回路或者通信線路中因為外界的干擾突然產生尖峰電流或者電壓時,浪涌保護器能在極短的時間內導通分流,從而避免浪涌對回路中其他設備的損害。適用于交流50/60HZ,額定電壓220V/380V的低壓供電系統中,對間接雷電和直接雷電影響或其他瞬時過壓的電涌進行保護,適用于家庭住宅、第三產業以及工業領域電涌保護的要求。

圖紙中的SPD是代表什么含義呢?Surge protection Device即浪涌保護器,也叫防雷器。是一種為各種電子設備、儀器儀表、通訊線路提供安全防護的電子裝置;當電氣回路或者通信線路中因為外界的干擾突然產生尖峰電流或者電壓時,浪涌保護器能在極短的時間內導通分流,從而避免浪涌對回路中其他設備的損害。適用于交流50/60HZ,額定電壓220V/380V的低壓供電系統中,對間接雷電和直接雷電影響或其他瞬時過壓的電涌進行保護,適用于家庭住宅、第三產業以及工業領域電涌保護的要求。

(一)低壓配電系統的接地形式分類

首先我們來了解一下低壓配電系統的幾種接地形式,事關SPD選型的數量問題。我國220/380V低壓配電系統,廣泛采用中性點直接接地的運行方式,而且引出有中性線(N)、保護線(PE)或保護中性線(PEN);

中性線(N): 1)與額定電壓為系統相電壓的單相用電設備連接;

2)傳導三相系統中的不平衡電流和單相電流;

3)減小負荷中性點的電位偏移;

保護線(PE): 1)用來保障人身安全、防止發生觸電事故的接地線;

2)系統中所有設備的外露可導電部分通過保護線接地,在設備出現接地故障時防止觸電;

保護中性線(PEN):兼有中性線和保護線的功能。通常稱為零線,俗稱地線。

低壓配電系統按照接地形式分為TN系統、TT系統和IT系統。

(一)TN系統

TN系統的中性點直接接地,所有設備的外露可導電部分都接到公共PE線或公共PEN線。接入公共PE線或公共PEN線的方式稱為“接零”。

TN系統又分為TN-C系統、TN-S系統和TN-C-S系統。

其中TN系統可分為單電源系統和多電源系統,以單電源系統為例,應分別符合下列要求:1、對于單電源系統,TN電源系統在電源處應有一點直接接地,裝置的外露可導電部分應經PE接到接地點。TN系統可按N和PE的配置,分為下列類型:1)TN-S系統,整個系統應全部采用單獨的PE,裝置的PE也可另外增設接地(圖2-1~圖2-3)。

2) TN-C-S系統,系統中的一部分,N的功能和PE的功能合并在一根導體中(圖2-4~圖2-5)。圖2-4中裝置的PEN或PE導體可另外增設接地。圖2-5中對配電系統的PEN和裝置的PE導體也可另外增設接地。

3)TT系統,系統中應只有一點直接接地,裝置的外露可導電部分應接到在電氣上獨立于電源系統接地的接地極上(圖3-1和圖3-2)。對裝置的PE可另外增設接地。

4)IT電源系統,系統中的所有帶電部分應與地隔離,或某一點通過阻抗接地。電氣裝置的外露可導電部分,應被單獨地或集中地接地,也可按現行國家標準《建筑物電氣裝置 第4-41部分:安全防護—電擊防護》GB 16895.21的第413.1.5條的規定,接到系統的接地上(圖4-1和圖4-2)。對裝置的PE可另外增設接地,并應符合下列要求:1)該系統可經足夠高的阻抗接地。 2)可配出N,也可不配出N。

(二)SPD在不同的低壓配電系統的安裝數量

在低壓配電系統中,裝設SPD的個數是選用3個還是4個呢?需要根據供配電站采用的接地系統型式而定,不同的接地系統型式,所裝設的SPD個數和連接方式是不一樣的。我們了解下在不同的TN、TT、IT接地系統的SPD。

(1)低壓配電TN-S系統的SPD安裝

TN-S

采用TN-S系統配電,N線和PE線在變電所內分開,總配電箱進線為5芯電纜,那么總配電箱進線和下級配電箱處均需要設置4個SPD(即三個相線、N線與PE線之間裝設4個SPD)。

(2)低壓配電TN-C-S系統的SPD安裝

TN-C-S

采用TN-C-S系統配電,位于進線處的總配電箱裝設3個SPD(即三個相線與PE線之間裝設3個SPD),N線上則不需要裝設,這是因為N線和PE線在總配電箱進線前是合用的(即PEN線),而PEN線在總配電箱進線處做重復接地,N線和PE線在總配電箱進線處才開始分開,因此總配電箱的N線上不需要再裝設SPD。

而對于下級配電箱,則需要裝設4個SPD(即三個相線、N線與PE線之間裝設4個SPD),這是因為N線和PE線在總進線處已經分開了,N線就有可能和相線一樣將線路感應產生的雷電脈沖過電壓傳導到下級配電箱所供電的電氣裝置中去,因此下級配電箱處的N線上需要裝設SPD。

(3)低壓配電TT系統的SPD安裝

上圖中,采用TT系統配電,中性線自變電所引出后就不再做重復接地而對大地是絕緣的,那么中性線就和相線一樣可以將線路感應產生的雷電脈沖過電壓傳導到所供電的電氣裝置中去,因此配電箱進線處需要設置4個SPD(即三個相線、N線與PE線之間裝設4個SPD),且圖中,RCD裝設在SPD的電源側,這對于采用限壓型(壓敏電阻)SPD來說是必要的,限壓型(壓敏電阻)SPD在施加額定電壓后會有微量的泄漏電流流過,長時間使用后,其泄漏電流會逐漸增大,最終會導致SPD短路而失效,將RCD裝設在SPD的電源側可以監測出這一泄漏電流并及時切斷電源,從而防止因SPD短路而產生的危險。

TT系統

上圖中,采用TT系統配電,RCD裝設在SPD的負荷側,在配電箱處的SPD采用3+1的連接方式(即3個相線SPD先接于中性線上,再經一放電間隙接于PE線上)。這種方式使得RCD可以裝設在SPD的負荷側,因為相線與PE線之間存在放電間隙的隔離,使得SPD失效不會導致SPD短路的危險。

(4)低壓配電IT系統的SPD安裝

IT系統

采用IT系統配電,該IT系統沒有配出中性線,那么很明顯該裝設3個SPD(即三個相線與PE線之間裝設3個SPD)。

(三)低壓配電線路SPD選擇應注意的幾個問題

1、SPD最大持續工作電壓UC

1)TN系統UC≥1.15U0

2)TT系統UC≥1.55U0

3)TT系統UC≥1.15U0

2、 SPD的電壓保護水平Up

SPD的作用是將雷電沖擊電壓幅值降低到所要求的水平,滿足配電線路中各種電氣設備耐沖擊過電壓的額定值。對電壓開關型SPD指規定陡度下的最大放電電壓,對電壓限制型SPD指規定電流波形下的最大殘壓。SPD的Up 不是電氣設備所能耐受的沖擊過電壓額定值,而是SPD在雷電沖擊電壓或沖擊電流作用下導通時在SPD兩端的最大鉗壓(也稱殘壓)加上其兩端引線的感應電壓之和應小于被保護設備的耐沖擊過電壓值,且不宜大于80%??捎孟旅娴谋磉_式表示:

對限壓型SPD 應為(UP +ΔU)≤ 0.8Uw

對電壓開關型SPD應為 UP 或ΔU 取其中大的值 ≤ 0.8Uw

式中: UP — SPD的電壓保護水平(kV);

ΔU — SPD兩端引線的感應電壓降;

Uw — 被保護設備耐沖擊過壓額定值(kV);

以常用的TN-S或TN-C-S為例:,

按GB50343中保護分級A、B、C、D的要求(注意GB50343的電源系統是TN-S,且均用限壓型SPD(8/20μs)),參考各SPD制造商的產品樣本作如下分述:

⑴ A級標稱放電電流

第一級≥80kA、第二級≥40kA、第三級≥20kA、第四級≥10kA。

SPD產品樣本中UP值第一級為2.5~2.8kV、第二級為2.0~2.5kV、第三級為1.5~2.0kV第四級為1.2~1.8kV。

⑵ B級標稱放電電流

第一級≥60kA、第二級≥40kA、第三級≥20kA

SPD產品樣本中UP值第一級為2.0~2.5kV、第二級為2.0~2.5kV、第三級為1.5~2.0kV。

⑶ C級標稱放電電流

第一級≥50kA、第二級≥20kA。

SPD產品樣本中Up值第一級為2.0~2.5kV、第二級為1.5~2.0kV。

D級標稱放電電流

第一級≥50kA、第二級≥10kA。

SPD產品樣本中Up值第一級為2.0~2.5kV、第二級為1.2~1.8kV。

3、標稱放電電流In

流過SPD的8/20μs波形的放電電流峰值(kA),一般用于對SPD做Ⅱ級分類試驗。

4.沖擊電流Iimp(脈沖電流)

是表征開關型SPD的通流容量,一般用于對開關型SPD做Ⅰ級分類試驗,波形為10/350μs。


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