电涌保护器限制电网中的大气过电压(闪电雷击)不超过各种设备及配电装置能够承受的冲击耐压。
电涌器的实质为半导体压敏电阻器件,电阻大小依赖于电涌器的端电压。
当端电压小于保护器的触发电压Up时,保护器的电阻很高(大于1兆欧),只有很小的漏电流(小于1毫安)流过;当端电压(如大气过电压)达到其触发电压Up时电阻突然减小到只有几欧姆,使很大的涌流通过,在很短的时间内使得过电压突降之后又变成高阻性。
电涌器正常漏电流很小,但漏电流会随雷击次数的增加而增加。
In、Imax、Un、Us.max、Up、Uc、Uchoe的含义是什么?
In为额定放电电流,这是未损坏时电涌器可以通过20次(8/20微秒)的电流值。
Imax为最大放电电流,电涌器只能通过1次(8/20微秒)的电流值。Imax大于In。
Un为低压配电网络的额定工作电压。
Us.max为低压配电网络的的最高运行电压。
Up表示电涌器的电压保护水平等级(2.5-2-1.8-1.5-1.2-1KV),它与In相对应。当Up施加于电涌器时,电涌器动作使很大的涌流In迅速通过之后又恢复正常,从而起到保护作用。
Uc为最大持续运行电压,能加在电涌器两端不会引起电涌器特性变化和击活保护元件的最大电压。
Uchoe为电气设备的冲击耐受电压。根据IEC60364-4规定,3相电网电压为230V/440V电气设备的冲击耐受电压分为4类:1.5-2.5-4-6KV.
如何确定电网最高运行电压Us.max?
不同接地系统Us.max不同,参见下表:
接地系统类型 TT TN-S TN-C IT
Us.max 1.55U0 1.15U0 1.15U0 1.15U
U0:相电压
U:线电压
电涌器的选择配合原则是什么?
基本原则:Us.max
Up过高原则
如果进线端电涌器P1的Up比被保护负荷的冲击耐压高,或者进线保护电涌器的Imax为65KA或40KA,则需要在负荷处附加Imax为8 10KA的二级电涌保护器P2。
30米原则
当被保护的敏感电子设备与进线端的电涌保护器P1之间的距离大于30米时,应在离被保护设备尽可能近的地方安装二级电涌保护器P2。
10米原则
电涌器P2安装在P1的下游,通常P2的各项参数指标(Imax、In等)都比P1小。如果它与P1安装得过近,P2有可能比P1更早动作,从而要承受本应由P1承受的高能量。因为高频波在电缆中产生的感应电压与电缆长度成正比,P2两端的电压等于P1两端的电压减去电缆上的感应电压,所以为了降低P2两端的过电压,以使尽可能多的能量被P1释放,通过增加P1和P2之间的接线长度加大P1和P2间的高频阻抗来达到目的。上下级电涌器P1、P2间的线缆长度要求大于10米。
接线尽可能短原则
因为接线越长,高频感应干扰电压越大,为了使高频雷电流在电涌器两端引线上引起的感应干扰电压最小,电涌器并接在带电相线(L1、L2、L3、N)和PE地线间的长度要尽可能短。
选择电涌器要遵循哪些步骤?
根据当地雷暴日天数、建筑物类型、建筑物有否接闪器和对供电连续性要求的高低确定电涌保护器所需达到的最大放电电流Imax。
对有接闪器的建筑物,其雷电冲击电流形成的辐射电磁场可在闭合回路中产生过电压,此时应在进线处安装Imax=60KA(10/350微秒)的PRF1电涌保护器。
根据被保护设备的Uchoe确定电涌器的Up。
确定被保护回路类型(1P、1P+N、3P、3P+N)及其接地系统类型(TT、TN-S、TN-C、IT)确定配电网络的Us.max和电涌器的Uc。
根据基本原则Us.max