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為何保護SPD時,選用后備保護器而不是斷路器?

當線路中產(chǎn)生強大的過電壓時,當這個值超過SPD的工作電壓后,SPD就會啟動并把電流泄放至大地。


而由雷擊產(chǎn)生的瞬態(tài)過電壓持續(xù)時間很短,不會對SPD造成很大的傷害,相反由于輸電線路故障產(chǎn)生的暫態(tài)過電壓則會持續(xù)較長時間,直到人工排除故障才會消失。


所以,暫態(tài)過電壓一旦超出SPD工作電壓,就會使SPD持續(xù)處于啟動狀態(tài),直到SPD失效甚至起火。


后備保護器


因此,需要給SPD配置一個外部脫離裝置,在雷電流沖擊下不誤斷;能夠分斷超過SPD熱脫扣能力的工頻電流,阻止SPD起火;當SPD出現(xiàn)金屬性短路故障時,能夠迅速切斷SPD電路,避免出現(xiàn)越級跳閘造成電源系統(tǒng)大面積斷電。


后備保護器和斷路器的區(qū)別在哪里呢?



為何保護SPD時,選用后備保護器而不是傳統(tǒng)的斷路器?


根據(jù)GB 50343 5.4.3.8:電源線路浪涌保護器在各個位置安裝時,浪涌保護器的連接導(dǎo)線應(yīng)短直,其總長度不宜大于0.5m(即SPD兩端連接線的長度總和不宜大于0.5m)。

 

斷路器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)

圖一 斷路器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)


如圖一所示,斷路器用于短路保護的電磁脫扣器為一具有若干匝數(shù)的電感線圈,其串聯(lián)在配電主回路上,由于電感線圈的電感量L在其他因素不變的前提下近似與其匝數(shù)的平方成正比,以上圖為例, 電磁脫扣器線圈的匝數(shù)為12匝,其電感量L比與線圈高等長(近似視為一匝)的單根直導(dǎo)線多出144倍。


換言之,假如線圈高為2cm,則該脫扣器線圈相當于單根直導(dǎo)線長度近3m。因此,斷路器和標準所述的“導(dǎo)線長度不宜大于0.5m”相差甚遠,不符合標準要求。


同時,SPD過電流保護作為專用脫離器被用在SPD回路,應(yīng)當具備以下兩個基本功能:


① 能耐受雷電沖擊電流沖擊,即流過雷電電流時不誤斷。

② 工頻電流不大于5 A時,使SPD脫離電源。


根據(jù)研究結(jié)果以及IEC61643 12: 2008的附錄P的資料表明,如果要滿足在I類試驗的附加負載試驗過程中熔斷器或斷路器不動作,對于Iimp在15kA情況下,熔斷器需要選用額定電流至少為315 A,斷路器需要選用額定電流為幾百安培的MCCB,不利于實際應(yīng)用中的推廣。


如果使用額定電流過小的斷路器作為SPD的過電流保護,可能導(dǎo)致在雷電沖擊電流下斷路器直接誤斷,導(dǎo)致本應(yīng)保護的電氣設(shè)備被損壞;而選用額定電流過大的斷路器,在暫態(tài)過電壓下,SPD持續(xù)工作而斷路器不斷開,導(dǎo)致SPD不斷升溫至起火。


綜上所述,傳統(tǒng)的斷路器不適合作為SPD的后備保護裝置。


為什么后備保護器能夠做到在雷電沖擊電壓下不誤動作,同時在產(chǎn)生工頻暫態(tài)過電壓時能切斷電流呢?

 

浪涌后備保護器內(nèi)部電路圖

圖二 浪涌后備保護器內(nèi)部電路圖

 

如圖二所示,后備保護器使用并聯(lián)電路,當產(chǎn)生雷電沖擊電流時,電路中的沖擊電流時長極短且電流能量極大,會導(dǎo)通放電管來泄放雷電流而不使觸頭誤動;發(fā)生工頻短路時產(chǎn)生的短路電流相比雷電流的通流時間長,兩者的差距達到千倍以上,但是工頻短路電流本身的電流相對雷電沖擊電流又很小,不足以導(dǎo)通放電管。


因此會從電磁線圈側(cè)導(dǎo)通從而使觸頭動作,達到了在雷電沖擊下不誤動作,同時在產(chǎn)生工頻短路電流時速斷,保護SPD不起火。



綜上所述,在防護SPD的時候,我們需要使用后備保護器對SPD進行專項保護。


后備保護器


在選用后備保護器時,不同的產(chǎn)品內(nèi)部結(jié)構(gòu)會導(dǎo)致產(chǎn)品保護效果截然不同,杭州易造科后備保護器源頭生產(chǎn)廠家,采用主回路脫扣模式,選用鎢銅合金觸頭,能承受高達25KA(10/350us)的雷電流沖擊而不脫扣,使設(shè)備的防雷措施不中斷,3A工頻小電流速斷,保護浪涌不起火。


-End-


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