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防雷誤區及防雷基礎知識
- 分類(lèi):防雷知識
- 作者:
- 來(lái)源:
- 發(fā)布時(shí)間:2017-10-12 09:10
- 訪(fǎng)問(wèn)量:
【概要描述】假如已經(jīng)安裝了避雷針,還需要電涌防護器嗎??電源線(xiàn)保護器(SPD)與數據線(xiàn)保護器(DLP)有何區別??jì)H安裝一種是否可以起到防護作用?如何選擇電涌防護器的型號和安裝位置?如果在建筑物入口處安裝了電涌防護器,在建筑物內部是否還需要安裝其他的電涌防護器?在惡劣的電源條件下,壓敏電阻能長(cháng)期保持有效嗎?電涌防護器的反應時(shí)間?如果有了UPS,是否還需要電涌防護器?壓敏電阻如何串聯(lián)和配對?……
防雷誤區及防雷基礎知識
【概要描述】假如已經(jīng)安裝了避雷針,還需要電涌防護器嗎??電源線(xiàn)保護器(SPD)與數據線(xiàn)保護器(DLP)有何區別??jì)H安裝一種是否可以起到防護作用?如何選擇電涌防護器的型號和安裝位置?如果在建筑物入口處安裝了電涌防護器,在建筑物內部是否還需要安裝其他的電涌防護器?在惡劣的電源條件下,壓敏電阻能長(cháng)期保持有效嗎?電涌防護器的反應時(shí)間?如果有了UPS,是否還需要電涌防護器?壓敏電阻如何串聯(lián)和配對?……
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1、假如已經(jīng)安裝了避雷針,還需要電涌防護器嗎?
還需要。避雷針是不能替代電涌防護器的。避雷針把直擊雷產(chǎn)生的大部分有害能量從建筑物外分流入地,從而可以避免建筑物起火或爆炸。但是雷擊可以產(chǎn)生巨大的磁場(chǎng),并在電源線(xiàn)和數據線(xiàn)上產(chǎn)生強大的過(guò)電壓。這就是所謂感應現象。如果這時(shí)已經(jīng)安裝了高質(zhì)量的電涌防護器,建筑物內的敏感電氣設備就可以受到保護。但是如果安裝了低質(zhì)量的電涌防護器或沒(méi)有安裝,設備仍會(huì )被毀壞。這種實(shí)例很多,這里不再一一列舉。
2、電源線(xiàn)保護器(SPD)與數據線(xiàn)保護器(DLP)有何區別??jì)H安裝一種是否可以起到防護作用?
電涌不僅會(huì )通過(guò)電源線(xiàn),還會(huì )通過(guò)數據線(xiàn)損壞設備。任何與電源連接的電氣設備均會(huì )被通過(guò)電源線(xiàn)的電涌損壞。與調制解調器或計算機網(wǎng)絡(luò )連接的設備,同樣需要數據線(xiàn)電涌防護器來(lái)防止電涌的破壞。
3、如何選擇電涌防護器的型號和安裝位置?
最大的電涌產(chǎn)生在建筑物外,由雷電和電力公司切換負載所致,這種感應電涌可沿電力線(xiàn)傳輸,進(jìn)入建筑物內。因此,應在建筑物入口處安裝電涌防護器。單一的MCG電涌防護器,安裝在建筑物電力入口處,將保護整個(gè)建筑內的電氣設備免受這些來(lái)自外部電涌的損壞。MCG的電涌防護器有不同的型號,如何正確的選用電涌防護器的型號,基本有三點(diǎn),供參考:
(1)可根據變壓器的大?。和ǔ?,變壓器的KVA越大,該電力線(xiàn)經(jīng)受的電涌會(huì )越大。如果變壓器的容量在750KVA以上,使用一個(gè)chinaspdT較為合適。
(2)是否處于高雷區:中國的主要城市,如北京、上海、廣州都被認為處在高雷區。在高雷區中,如果建筑物本身不高并處在低海拔區,則受雷擊的可能性遠低于山頂部的高建筑。中國有記錄的最大雷擊放電超過(guò)140kA。因此,高雷區的建筑入口處的配電盤(pán)至少應安裝一個(gè)160kA的電涌防護器;低海拔區或受直擊雷可能性較小的地區,可安裝125kA或更小的電涌防護器。
(3)可根據被保護設備的價(jià)值和被保護設備需要連續在線(xiàn)工作的重要性:越是貴重的設備,越需要可靠的保護裝置。在高雷區,即使是一臺設備,倘若它非常關(guān)鍵、價(jià)值很高,采用一臺防護終端來(lái)保護它,也是值得的。美國有統計表明:銀行由于設備網(wǎng)絡(luò )故障,每小時(shí)的停機就造成幾百萬(wàn)美元的經(jīng)濟損失。我國銀行計算機網(wǎng)絡(luò )故障停機是經(jīng)常性的,50%的故障停機可歸結為電涌的干擾。14)如果在建筑物入口處安裝了電涌防護器,在建筑物內部,是否還需要安裝其他的電涌防護器?
在建筑物主配電盤(pán)的入口處,一臺型號合適、安裝合理的MCG電涌防護器可安全地保護建筑物內部所有的設備,包括雷電在內的免受建筑物外產(chǎn)生的電涌的干擾。但是,80%的電涌來(lái)自建筑物內,如升降機的馬達、空調機、激光打印機、復印機等;為處理這些由內部大型設備造成的這些電涌,建議在給被保護設備供電的分支配電盤(pán)或本地配電盤(pán)處安裝浪涌保護器。
4、如果在建筑物入口處安裝了電涌防護器,在建筑物內部是否還需要安裝其他的電涌防護器?
在建筑物主配電盤(pán)的入口處,一臺型號合適、安裝合理的電涌防護器可安全地保護建筑物內部所有的設備,包括雷電在內的免受建筑物外產(chǎn)生的電涌的干擾。但是,80%的電涌來(lái)自建筑物內,如升降機的馬達、空調機、激光打印機、復印機等;為處理這些由內部大型設備造成的這些電涌,建議在給被保護設備供電的分支配電盤(pán)或本地配電盤(pán)處安裝CHINASPD80或CHINASPD40。
5、在惡劣的電源條件下,壓敏電阻能長(cháng)期保持有效嗎?
在以往的應用中,跨接在電源線(xiàn)上的壓敏電阻器出現過(guò)起火燃燒,危機臨近其它元器件的事故。對此,制造者和使用者共同進(jìn)行了大量研究和分析工作,采取了相應的對策,極大地降低了這類(lèi)事故的概率,但尚未杜絕,因此,壓敏電阻的使用安全性仍是個(gè)值得重視、需要繼續研究解決的課題。壓敏電阻起火燃燒的表觀(guān)現象,大體上可分為老化失效和暫態(tài)過(guò)電壓破壞兩種類(lèi)型:
①老化失效,這是指電阻體的低阻線(xiàn)性化逐步加劇,漏電流惡性增加且集中流入薄弱點(diǎn),薄弱點(diǎn)材料融化,形成1kΩ左右的短路孔后,電源繼續推動(dòng)一個(gè)較大的電流灌入短路點(diǎn),形成高熱而起火。這種事故通??梢酝ㄟ^(guò)一個(gè)與壓敏電阻串聯(lián)的熱熔接點(diǎn)來(lái)避免。熱熔接點(diǎn)應與電阻體有良好的熱耦合,當最大沖擊電流流過(guò)時(shí)不會(huì )斷開(kāi),但當溫度超過(guò)電阻體上限工作溫度時(shí)即斷開(kāi)。研究結果表明, 若壓敏電阻存在著(zhù)制造缺陷,易發(fā)生早期失效, 強度不大的電沖擊的多次作用,也會(huì )加速老化過(guò)程,使老化失效提早出現。
②暫態(tài)過(guò)電壓破壞,這是指較強的暫態(tài)過(guò)電壓使電阻體穿孔,導致更大的電流而高熱起火。整個(gè)過(guò)程在較短時(shí)間內發(fā)生,以至電阻體上設置的熱熔接點(diǎn)來(lái)不及熔斷。在三相電源保護中,N-PE線(xiàn)之間的壓敏電阻器燒壞起火的事故概率較高,多數是屬于這一種情況。相應的對策集中在壓敏電阻損壞后不起火。
6、電涌防護器的反應時(shí)間?
有一種觀(guān)點(diǎn)認為,壓敏電阻和其它各種過(guò)電壓保護器件的響應時(shí)間是個(gè)重要的指標,希望越小越好,并以它來(lái)判斷器件的優(yōu)劣,這是一種誤解。
1998年和2000年先后發(fā)表的涼粉關(guān)于電涌保護器的重要國際技術(shù)標準,IEC61643-1和IEC61643-21都沒(méi)有提及響應時(shí)間。2000年發(fā)表的IEEE標準C62.62第7.12條款對此作了明確的說(shuō)明:"SPD對沖擊電壓波前的響應特性,依賴(lài)于侵入波的上升速率、沖擊源阻抗、保護器件內部電抗的作用,以及抑制元件內部導電機理所決定的響應特性。換句話(huà)說(shuō), 對波前的響應,除了受抑制元件響應速度的影響外,更多地受包括連結線(xiàn)阻抗在內的試驗線(xiàn)路狀態(tài)的制約。此外,在規定條件下測得的相應電壓的峰值,對沖擊保護目的而言,才是具有頭等重要意義的特征。因此,對于本標準所述器件的典型應用而言,對波前的響應,被認為是一個(gè)可能引起誤導的且沒(méi)有必要的技術(shù)要求。因此,在沒(méi)有特殊要求的情況下,對波前響應不規定技術(shù)要求,也不進(jìn)行試驗、測量、計算或認證?quot;
美國GE公司實(shí)際測量了壓敏電阻抑制沖擊電壓的過(guò)程,得出的結論是壓敏電阻在不到1ns的時(shí)間內即對沖擊電壓發(fā)生抑制作用,其原因是因為壓敏電阻的導電機理與其它半導體器件相類(lèi)似,所以本質(zhì)上是很快的,即使在ns范圍內頁(yè)看不到明顯的響應滯后。在實(shí)用中,引線(xiàn)和連結線(xiàn)的電感,完全抹殺了壓敏電阻的快速響應。
7、如果有了UPS,是否還需要電涌防護器?
UPS的作用是對供電系統突然停電或電壓不足提供支持,在突然斷電時(shí),UPS
保護電氣和電子系統、處理控制器和數據免受部分或全部的損壞。有些UPS帶有低能的電涌抑制器。這種內置的低能電涌抑制器只能用來(lái)保護和UPS。相連的負載免受數量有限的弱電涌的襲擊,因此,不能作為專(zhuān)門(mén)的解決電涌問(wèn)題的方案。更重要的是:有研究表明UPS設備中的敏感電氣控制線(xiàn)路極易受到電涌的破壞。而這些線(xiàn)路經(jīng)常是監視UPS的狀態(tài)以及UPS的交流電源的輸入、輸出狀態(tài)的。1884年成立的電氣與電子工程師協(xié)會(huì )(IEEE),是世界最大的技術(shù)專(zhuān)業(yè)團體,曾十分關(guān)注UPS可能受到破壞,并在IEEE標準1100-1992中專(zhuān)門(mén)采用了一章9.11.3:UPS電涌防護。其中指出:雷電和其它產(chǎn)生瞬態(tài)電壓的現象,對大部分UPS設備和敏感的電氣負載設備是有害的。因此,建議UPS的整流器輸入系統和輔助的UPS旁路系統(包括人工保養的旁路系統)都應加裝IEEEC62.41-1991標準中規定的有效的電涌防護裝置。
8、壓敏電阻如何串聯(lián)和配對?
壓敏電阻可以很簡(jiǎn)單地串聯(lián)使用。將兩只電阻體直徑相同(通流量相同)的壓敏電阻串聯(lián)后,漆壓敏電壓、持續工作電壓和限制電壓相加,而通流量指標不變。例如在高壓電力避雷器中,要求持續工作電壓高達數千伏,數萬(wàn)伏,就是將多個(gè)ZnO壓敏電阻閥片迭和起來(lái)(串聯(lián))而得到的。
壓敏電阻可以并聯(lián),目的是獲得更大的通流量,或者在沖擊電流峰值一定的條件下減小電阻體中的電流密度,以降低限制電壓。
當要求獲得極大的通流量[ 例如8/20,(50~200)KA ],且壓敏電壓又比較低(例如低于200V)時(shí),電阻體的直徑 / 厚度比太大,在制造技術(shù)上有困難,且隨著(zhù)電阻體直徑的加大,電阻體的微觀(guān)均勻性變差,因此通流量不可能隨電阻體面積成比例地增大。這是用較小直徑的電阻片并聯(lián)可能是個(gè)更合理的方法。
由于高非線(xiàn)性,壓敏電阻片的并聯(lián)需要特別小心謹慎,只有經(jīng)過(guò)仔細配對,參數相同的電阻片相并聯(lián),才能保證電流在各電阻片之間均勻分配。針對這種需求,本公司專(zhuān)門(mén)為用戶(hù)提供配對的電阻片。
此外,縱向連結的幾個(gè)壓敏電阻器,使用經(jīng)過(guò)配對的參數一致的壓敏電阻器后,當沖擊侵入時(shí),出現在橫向的電壓差可以很小。在這種情況下,配對也是有意義的。
9、壓敏電阻如何與氣體放電器件的串聯(lián)和并聯(lián)?
壓敏電阻可以與氣體放電管、空氣隙、微放電間隙等氣體放電器件相串聯(lián)(圖10.5a),這個(gè)串聯(lián)組合的正常工作要滿(mǎn)足兩個(gè)基本條件:①、系統電壓上限值應低于氣體放電器件G的直流擊穿電壓;②、G點(diǎn)火后在系統電壓上限值下,壓敏電阻MY中的電流應小于G的電弧維持電流,以保證G的熄弧。
這種串聯(lián)組合具有電容量小,工作頻率高;漏電流極小安全性好;以及不存在壓敏電阻MY在系統電壓下老化的問(wèn)題,因而可靠性高等優(yōu)點(diǎn),但同時(shí)也有氣體放電器件相應慢所引起的"讓通電壓"問(wèn)題。
壓敏電阻也可與氣體放電管并聯(lián),以降低氣體放電管的沖擊點(diǎn)火電壓。
10、壓敏電阻如何再線(xiàn)檢測?
安裝在重要場(chǎng)合的壓敏電阻器,一般每年檢測一次,對于防雷保護用器件,安排在雷雨季節前進(jìn)行檢測,發(fā)現劣化的器件及時(shí)更換。這樣做的目的有兩個(gè),一是保證重要系統的正常工作,二是為研究和提高壓敏電阻的可靠性提供信息。更好的做法是在壓敏電阻的使用現場(chǎng)安裝專(zhuān)用紀錄儀,記錄運行過(guò)程中壓敏電阻實(shí)際承受的沖擊電流。
11、設備一定需要"三級"保護嗎?
假如你只是采用過(guò)時(shí)的技術(shù),你就一定需要"三級"保護;要是采用MCG的防護技術(shù),就不一定需要。所有的敏感電氣設備的運行都是在嚴格的電壓范圍內進(jìn)行的。超過(guò)1kV的高速過(guò)電壓,對電氣設備都非常危險。任何雷電防護措施的目的,都是要把過(guò)電壓限制在1kV以下。單用一個(gè)MCG電涌防護器,就可做到這點(diǎn)。而一些較老舊的技術(shù)必須使用三級才能把過(guò)電壓限制到1kV以下。在主張三級系統的一個(gè)主要制造商的一份手冊中,用下面這樣一個(gè)表說(shuō)明他的系統是如何工作的:
第一級:把 6kV限制到 4kV
第二級:把 4kV限制到 2.5kV
第三級:把 2.5kV限制到 1.5kV
換句話(huà)講,"三級"系統中所使用的這種技術(shù),不能在單級中的將過(guò)電壓鉗制到安全的范圍內。即使是使用了三級,他們也只能將過(guò)電壓鉗制到1.5kV。一個(gè)正確安裝的單一的MCG電涌防護器,可以負荷 6kV的過(guò)電壓并將通過(guò)電壓降低到1kV以下,不需其他附加級。
12、市場(chǎng)上的組合技術(shù)電涌防護器(或稱(chēng)作雙保險設計)是指什么?
組合技術(shù)產(chǎn)品是指通過(guò)將幾種技術(shù)方法結合在一起使用,從而達到一種通過(guò)單一技術(shù)所不能取得的效果。目前在電涌防護器市場(chǎng)上常見(jiàn)的兩種組合技術(shù)產(chǎn)品分別是:
a) 硒光電池加壓敏電阻
采用這種組合技術(shù)的廠(chǎng)商宣稱(chēng)硒光電池可以進(jìn)一步降低鉗制電壓,但這僅僅是一種市場(chǎng)宣傳手段,因為所有超過(guò)1000安的電涌基本上是通過(guò)壓敏電阻分流掉的。有些廠(chǎng)家宣稱(chēng)硒光電池可使MOV 停止退降,試驗沒(méi)有證實(shí)這種說(shuō)法
b) 壓敏電阻加雪崩二極管
和硒光電池一樣,雪崩二極管處理電涌的能力十分有限。當電涌很大時(shí),只有壓敏電阻才真正起到作用。10,000只雪崩二級管處理電涌的能力僅相當于一只40mm壓敏電阻的處理能力。由于這些組合技術(shù)所能起到的保護作用微乎其微,所以MCG的電源線(xiàn)電涌防護器從來(lái)不采用它。
我司是在2016年3月成立的雷電防護機構。擁有專(zhuān)業(yè)的防雷業(yè)務(wù)基礎,重點(diǎn)開(kāi)展防雷裝置檢測、雷電防護技術(shù)咨詢(xún)與評價(jià)等業(yè)務(wù)。
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