多級(jí)防雷設(shè)計(jì)中，浪涌保護(hù)器互相配合的研究！

2022-06-20 · 閱讀331

1、概述

我們知道，為了更好的保護(hù)設(shè)備，在某些應(yīng)用場(chǎng)合需要兩個(gè)(或更多)浪涌保護(hù)器以便使被保護(hù)設(shè)備的電應(yīng)力減到一個(gè)可接受的值(較低的電壓保護(hù)水平)，并且減低該建筑物內(nèi)的瞬態(tài)電流。

依據(jù)兩個(gè)SPD的能量耐受值,為了獲得可接受的電應(yīng)力分配,有必要進(jìn)行配合。

比如目前主流的建筑物三級(jí)防雷設(shè)計(jì)：

①總配電柜安裝第一級(jí)浪涌保護(hù)器，吸收從變壓器過(guò)來(lái)的大部分浪涌能量；

②樓層分配電柜安裝第二級(jí)浪涌保護(hù)器，進(jìn)一步降低第一級(jí)浪涌保護(hù)器泄放后的殘壓；

③機(jī)房等重要設(shè)備前，安裝第二級(jí)浪涌保護(hù)器，將殘壓限制到設(shè)備可以耐受的水平。

注1：上圖顯示了設(shè)備沒(méi)有連接的最嚴(yán)重的情況。沒(méi)有任何的電流流過(guò)設(shè)備，兩個(gè)浪涌保護(hù)器分配了所有的壓力。如果電涌來(lái)自于浪涌保護(hù)器的終端和負(fù)載之間，應(yīng)該需要進(jìn)一步考慮。

注2：本示例中連接導(dǎo)線被忽略。實(shí)際上，它們對(duì)兩個(gè)浪涌保護(hù)器之間的電應(yīng)力分配可能有影響。

注3：在導(dǎo)線進(jìn)出比較緊密的地方，回路比較小，那么其電感比1 μH/m小，可低至0.5 μH/m。

注4：1μH/m的值已經(jīng)包含了進(jìn)出線導(dǎo)線電感。

兩個(gè)浪涌保護(hù)器之間的阻抗Z(通常是一個(gè)電感)是一個(gè)物理阻抗(插在導(dǎo)線上的特殊元件，可促進(jìn)兩個(gè)浪涌保護(hù)器之間能量的分配)或代表兩個(gè)浪涌保護(hù)器之間電纜長(zhǎng)度的電感(通常我們認(rèn)為1μH/m)。當(dāng)Z代表一個(gè)
物理阻抗，導(dǎo)線的電感可以忽略,因?yàn)楹蚙比較起來(lái)，導(dǎo)線的電感很低。Z代表兩種情況，并用圖解的方式表示在上圖中。

2、配合問(wèn)題

多個(gè)浪涌保護(hù)器的配合問(wèn)題可初步歸納為以下問(wèn)題：當(dāng)進(jìn)人電涌電流為i時(shí)，其中有多少流入第一級(jí)浪涌保護(hù)器，有多少流入第二級(jí)浪涌保護(hù)器？此外，兩個(gè)浪涌保護(hù)器能否耐受這些電應(yīng)力？

如果兩個(gè)浪涌保護(hù)器之間的距離相對(duì)于電涌持續(xù)時(shí)間很短，那么電感的影響可忽略，則第二級(jí)浪涌保護(hù)器可能承擔(dān)較多的電應(yīng)力。

選擇合適的浪涌保護(hù)器應(yīng)考慮兩個(gè)浪涌保護(hù)器之間的阻抗，把i2的值降低到可接受的水平，以達(dá)到良好的配合。當(dāng)然，這個(gè)工作也能把第2個(gè)浪涌保護(hù)器的殘壓降低到期望的值。

應(yīng)避免以下配合：

①第二級(jí)浪涌保護(hù)器過(guò)于安全的設(shè)計(jì);

②如果i2過(guò)高，一些EMC干擾就會(huì)在建筑物引起一些麻煩。

可是依據(jù)電流處理它們之間的協(xié)調(diào)并不是很充分。有必要依據(jù)能量處理它們之間的協(xié)調(diào)。

為了確保兩個(gè)浪涌保護(hù)器都很好地配合，有必要滿足以下的要求，即能量判據(jù)。如果電涌電流在0和Imxl(Ipekl)之間取任意值時(shí)，通過(guò)第二級(jí)浪涌保護(hù)器耗散的能量小于或等于其最大能量耐受值(Emax2)，能量配合就可實(shí)現(xiàn)。

3、應(yīng)用情況

配合研究可能會(huì)復(fù)雜，如果所有浪涌保護(hù)器由同一制造廠生產(chǎn)，最簡(jiǎn)單的辦法是根據(jù)所選的浪涌保護(hù)器之間的距離或阻抗向制造廠提出要求進(jìn)行合理配合。

否則,有必要進(jìn)行配合研究并且提供4種可能性：

①用長(zhǎng)波和短波兩種波形從0開(kāi)始到相當(dāng)于Emaxll雷電流范圍內(nèi)進(jìn)行幾次試驗(yàn)，要記住每一部件的公差對(duì)試驗(yàn)結(jié)果都有很大影響(試驗(yàn)待定)；

②進(jìn)行模擬時(shí)應(yīng)考慮到實(shí)際安裝線路的特殊性，注意應(yīng)具有SPD特性的精確數(shù)據(jù)；

③當(dāng)兩個(gè)浪涌保護(hù)器屬于電壓限制型時(shí)，應(yīng)對(duì)其U-I曲線進(jìn)行分析研究；

④使用另一種叫通過(guò)能量(LTE)的方法，在大多數(shù)情況下，可給出一個(gè)保守的結(jié)果。

總結(jié)：以上就是關(guān)于多級(jí)浪涌保護(hù)器配合使用的介紹，希望對(duì)大家在設(shè)計(jì)多級(jí)防浪涌方案時(shí)，起到一定的幫助作用。

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