QX/T 10.2-2018 电涌保护器 第2部分:在低压电气系统中的选择和使用原则.pdf
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SPD的分类见QX/T10.1一2018中表3。本部分选用了SPD按冲击试验类型分类,即 Ⅱ类试验和ⅢI类试验的SPD,分别用T1、T2和T3表示SPD的三种试验类别
5.2.1主要技术参数如下:
a)T1冲击电流(Iimp)、T2标称放电电流(In)、T3短路电流(Isc); 注:开路电压Uoc和短路电流Isc的数值关系为开路电压值是短路电流值的两倍。 b)电压保护水平(U); c)最大持续工作电压(U)
a T1冲击电流(Iimp)、T2标称放电电流(I)、T3短路电流(Isc) 注:开路电压Uoc和短路电流Isc的数值关系为开路电压值是短路电流值的两倍 b)电压保护水平(U); c)最大持续工作电压(U)
勘探标准.2其他技术参数如下:
a) 暂时过电压试验值(U); b) 额定短路电流(IsccR)和额定断开续流值(It); c) 额定负载电流(IL); 电压降(△U); e)持续工作电流(I)。
5.3. 1正常使用条件
5. 3. 1. 1 周围空气温度
周围空气温度在一5℃~十40℃之间
5. 3. 1. 2 海拔高度
安装地点的海拨高度为一500m~ 和电气强度的
5.3.1.3空气相对湿度
周围空气温度为十40℃时,空气的相对湿度不超过50%,在较低的温度下可以允许有较高的相 度,例如20℃时达90%。对由于温度变化产生的凝露应采取特殊的措施
5.3.1.4污染等级
制造商应说明其产品适应的污染等级,并根据不同的污染等级设计SPD的电气间隙和爬电距 染等级的划分见QX/T10.1一2018附录D
5.3.2非正常使用条件
非正吊使用件下的SP可按市 户的协议确定,如周围空气温度护展至一40(~ 寸,应进行QX/T10.1一2018附录M中规定的试验
确定是否安装SPD应符合附录C的要求,SPD安装位置的预期雷电流计算参见附录D。
6.2SPD的安装位置和类型
6. 2. 1 SPD 的安装位置
在电气系统中,SPD宜安装在图1所示的不同区域的界面处
注1:该图仅作为SPD安装位置的示意。
注2:MB主配电盘.SB分配电盘.SA电源插座
6.2.2SPD的类型选择
6. 2. 2. 1一般规定
图1SPD安装位置示意图
一般规定如下: 在各类防雷建筑物的户外线进人建筑物处(LPZO区和LPZ1区交界处,即MB处),应安装T1 的SPD,在GB/T21714.1一2015规定的S1、S3型雷击产生的损害概率可以忽略的情况下,可 安装T2的SPD。 b) 靠近被保护设备(LPZ1区与LPZ2区交界处或更高防雷区交界处,即SB或SA处),应安装 T2的SPD.在GB/T21714.1一2015规定的S1、S3型雷击产生的损害概率可以忽略的情况
下,可安装T3的SPD。当线路能承受所发生的电涌电压时,SPD宜在靠近被保护设备处 安装。 注1:按GB/T21714.1一2015的规定,当雷击建筑物危险事件N和雷击线路危险事件N.满足Np十N.≤0.01 时,由S1、S3型雷击产生的损害概率可以忽略 注2:各类防雷建筑物需要考虑的雷击类型为GB/T21714.1中规定的S1、S2、S3和S4型的雷击。通常,对S1、S3 型雷击采用T1的SPD,对仅考虑S2、S4型雷击可采用T2、T3的SPD
.2.2.2各类防雷建筑物,户外线路进入建筑物
各类防雷建筑物,户外线路进人建筑物处,即MB处,所安装的SPD应符合以下规定: a)第一类防雷建筑物采取独立接闪器时,其电缆与架空线连接处应安装T1的SPD b)第一类防雷建筑物的接闪器安装在建筑物上时,在电源引入的总配电箱处,应安装T1的 SPD;当采用独立接闪器时,在电源引入的总配电箱处,是否安装SPD见附录C,SPD的类型 应符合6.2.2.1的规定。 ) 第二、三类防雷建筑物,SPD的类型选择应符合以下要求: 1)在电气接地装置与防雷接地装置共用或相连的情况下,应在低压电源线路引人的总配电 箱(柜)处装设T1的SPD: 2)当Yyno型或Dyn11型接线的配电变压器设在建筑物内或附设于外墙处时,在低压侧的 配电屏上,当有线路引出建筑物至其他有独立敷设接地装置的配电装置时,应在母线上安 装T1的SPD,当无线路引出建筑物时,应在母线上安装T2的SPD d)固定在建筑物上的节日彩灯、航空障碍信号灯及其他用电设备和线路,当采取了GB50057 2010第4.5.4条规定的防雷措施后,其配电箱内应在开关的电源侧装设T2的SPD e 各类防雷建筑物,输送火灾爆炸危险物质的埋地金属管道和具有阴极保护的埋地金属管道,在 其从室外进人户内处设有绝缘段时,应在绝缘段处跨接T1的密封型SPD
6.3SPD技术参数的选择
6. 3. 1主要技术参数
6.3.1.1Im的选择
按以下要求选择 按6.2.2.1a)选择T1的SPD时,Im值应大于或等于预期电涌电流。预期电涌电流的计算方 法可参见附录D。 b 按6.2.2.2选择T1的SPD时,每一保护模式的Imp值的计算方法可参见附录D。一般情况, 使用式(D.1)、式(D.2)、式(D.3)进行计算。当难以按式(D.1)、式(D.2)、式(D.3)计算时,可 按式(D.4)、式(D.5)计算,其中按6.2.2.2e)选择的SPD的Iim值计算时,m值应取1。当难 以按式(D.4)、式(D.5)计算时,Iimp值不应小于下列规定值: 1)6.2.2.2a)中T1的SPD每一保护模式的Im值:10kA,当使用一个多极SPD时,ITaal值 应不小于40kA; 2)6.2.2.2b)、6.2.2.2c)中T1的SPD每一保护模式的Imp值:12.5kA,当使用一个多极 SPD时,ITaal值应不小于50kA,
6.3. 1.2I. 的选择
按以下要求选择: a)按6.2.2.1a)选择T2的SPD时,I应大于或等于预期电涌电流。预期电涌电流的计算方法 可参见附录D的D.1.4。 b)按6.2.2.1b)选择T2的SPD时,I.应大于或等于预期电涌电流。预期电涌电流的计算方法 可参见附录D的D.1.5。 按6.2.2.2d)选择T2的SPD时,I.计算方法可参见附录D。 d)按6.2.2.2c)2)选择T2的SPD时I.不应小于5kA,
6. 3. 1. 3Isc的选择
接6.2.2.1b)选择T3的SPD时,1sc应天于预期电涌电流,且不宜小于3kA,预期电涌电流的计算 方法可参见附录 D的 D.1.5
6. 3. 1. 4 U、的选择
6.3.1.4.1在选择SPD的Up时,应通过比较SPD的有效电压保护水平Up/和4.2中所列被保护设备 的绝缘耐冲击过电压额定值Uw来确定。 6.3.1.4.2SPD的有效电压保护水平Up/t定义为电压保护水平和两端连接导线电压降引起的SPD输 出的电压,当SPD前端安装了过电流保护器时,Up/应包含过电流保护器两端的电压降:
.1.4.3U/应满足下列
Up/f=max(U,,AU.)
b)当SPD与设备之间的线路长度小于或等于10m时(例如SPD安装在分配电盘SB处或插座 接口SA处),Up/应满足式(4)的要求,在内部系统失效可能导致生命损害或公共服务中断的 情况下,应考虑由于振荡引起的电压翻倍,因此应使U/≤0.5Uw
c)当SPD与设备之间的线路长度大于10m时(例如SPD安装在线路人户处或总配电盘 处),
注:UI的估算参见GB/T21714.4一2015的A.4。如果建筑物(或房间)采取了空间屏蔽或线路屏蔽,UI可忽 不计。 .1.4.4当采用表3中的接线形式2,即“3十1”或“1十1”接线形式安装SPD时,应考虑串联的两
在各种配电系统中各连接位置的U最小值(续
6.3.2.1.3SPD的制造商应提供U值,如果制造商没有提供Ur值,则使用者可以认为U=Uc,即 选择Uc时要考虑使Uc高于系统中可能出现的暂时过电压最大值。 6.3.2.1.4在TOV的幅值很高的情况下,如果难找到一个可以对设备提供电涌保护的SPD,且发生 的概率足够低时,可以考虑使用一个不能耐受TOV过压的SPD,在这种情况下,应使用合适的脱离 设备
SPD的额定短路电流值IsccR应大于安装位置的供电电源的预期短路电流I,对非限压型的SPD, 其额定断开续流能力I应等于或大于供电电源的预期短路电流I。 GB16895.22一2004规定在TT或TN系统中连接于N与PE间的SPD额定断开续流值I不应小 于1OOA,在引出中性线的IT系统中,N与PE间的SPD应与连在L一N间的SPD额定断开续流值I 相同(仅对非限压型)
6.3.2.3额定负载电流(I.)
连接到电气系统的二端口SPD和输入/输出分开的一端口SPD,其额定负载电流IL应大于被保护 设备的负载电流。在某些负载类型时,可能涌人3倍的最大持续额定交流电流(r.m.s)或直流电流,致 使SPD内串联的电感发热。选择SPD时应考虑I.值大于3倍的预期最大持续交流电流(r.m.s)或直 流电流。
6.3.2.4电压隆(AU)
二端口SPD和输人/输出分开的一端口SPD安装以后,在额定阻性负载条件下,如果电压降超过 玻保护设备允许的极限值将对设备造成损坏或影响设备的正常运行。应检查安装了二端口或输入/输 出分开的一端口SPD之后在被保护设备端的△U值,确保设备能正常工作
6.4.1SPD之间的配合
6.4.1.1两组以上SPD之间的配合
两组以上SPD之间的配合应符合以下要求
OX/T 10. 22018
a) 当安装的SPD1的Upi符合6.3.1.4的规定时,则SPD1有效保护了被保护设备;否则需加装 SPD2,当SPD2的Up2符合6.3.1.4的规定且与SPD1能量协调配合时,则SPD1和SPD2有 效保护了被保护设备;否则应加装SPD3,直到其Upa符合6.3.1.4的规定且各组SPD之间能 量协调配合为止。需要加装SPD的情况见图2
是耐冲击过电压额定值为U
图2需要增加SPD进行保护的示例
b 使用两组或以上的SPD对被保护设备进行保护时,应考虑SPD间的能量配合问题: 1)对于全部电涌电流而言,某一位置安装的SPD如能承受预期通过它们的雷电流,则达到 了能量配合的目的 2)SPD之间的配合以及连线长度要求应由SPD制造商提供相关资料,在无准确数据时,开 关型和限压型SPD之间,其线路长度不应小于10m;在限压型与限压型SPD之间,其线 路长度不应小于5m。如不能达到10m或5m的要求,应在线路之间加电感以退耦。 注:对将放电间隙和压敏电阻并联组合在一起的自动触发型SPD,若制造商已实现了多组SPD元件的配合,则不需 另加电感退耦, 3)关于SPD组之间的配合的进一步信息参见附录F
,4.1.2当设备具有信号端口和电源端口时的配
6.4.2SPD与其他设备的配合
6.4.2.1与RCD的配合
6.4.2.1.1为避免SPD的Ic值偏大而引起间接接触电击事故或出现剩余电流保护器(如RCD)的误 动作,选择SPD的Ic值应低于RCD的额定动作电流值(IAn)的33%。同时应考虑线路和被保护设备 的正常对地泄漏电流I,即应做到Ic十I△≤0.33I△n。 注1:通常认为在SPD失效时,其对地短路电流Ia与保护接地的接地电阻Ra的乘积(Ia·R^)>50V时会有间接 接触电击危险 注2:当SPD安装在过电流保护器及RCD的负荷侧时,SPD对这些过电流保护器在故障时断开、误动作和因电涌冲 击产生的损坏无法提供相应的保护。 6.4.2.1.2在网络中使用的过电流保护器和漏电保护器RCD的耐受能力不作规定,除了S型RCD根 据自已的标准规定,应耐受3kA8/20us的电流而不断开
6.4.2.1.3当SPD和过电流保护器或RCD配合时,在标称放电电流I.下,过电流保护器或RCD宜 不动作。 注:RCD可根据出现剩余电流时延时分为一般用途型(没有延时)和具有选择性的S型(有延时)。 6.4.2.1.4当SPD为开关型时(如放电间隙),其前端一般不需要安装RCD,但要求开关型SPD具有 自动灭弧功能,其上游应有RCD或过电流保护器配合。在TT系统中,RCD的位置与SPD的安装方法 可参见附录A中图A.4和图A.5
6.4.2.2.1SPD存在寿命终止和失效模式,其失效模式为短路模式时,可能会引起火灾或断电故障。 SPD的寿命和失效模式参见附录H。 6.4.2.2.2过电流保护器的短路动作电流值应比主电路上过电流保护器的短路动作电流值小。为实 现优先保证供电连续性或优先保证保护连续性以及兼顾供电连续性和保护连续性的图例参见附录I。 关于限流元件可参见QX/T10.3。过电流保护器的主要性能参数指标参见附录J。 6.4.2.2.3为防止SPD失效故障,对短路型SPD和开关型SPD不能自熄灭弧时,除制造商声称其产 品不需要外部过电流保护外,SPD前端应安装熔断器、断路器等过电流保护器。过电流保护器具备的 能力参见附录】
6. 4. 2. 3内置脱离器
一个单独的脱离器可以具备三种基本脱离功能( 短路保护和间接接触防护),或者有必 择1~3个脱离器, 它们安装于SPD内部,由SPD制造商设计
6.4.2.4状态指示器
状态指示器与脱离器相连接,为用户提供有关SPD劣化的信息,显示其是否依照设计运行或失 人用它给出需要更换SPD的警报信息。有些状态指示器是固定的,有些是可临时安置的。它们可 共遥测信号、光或声音警报。
7.1使用安装SPD的三项基本要求
SPD的使用安装应对低压电气线路和设备起到电涌保护作用,同时不应因SPD的安装造成低压电 气系统的故障和事故。其使用安装有以下三项基本要求: a)安装SPD之后,在无电涌发生的情况下,SPD不应对低压电气系统正常运行产生影响; b) 安装SPD之后,在有电涌发生的情况下,SPD应能承受预期通过它们的雷电流而不损坏并能 箱制电涌电压和分流电涌电流; 在电涌电流通过后,SPD应迅速恢复到高阻状态,切断可能经SPD流到PE线的工频续流,
7.2SPD的安装形式
2. 1 交流系统中 SPD 安装
.2.1.1SPD在TT、TN和IT系统中的接线形式
表3给出了SPD在低压交流配电系统中的安装(连接)形式
表3按系统接地型式确定的SPD的连接
注2:接线形式1:接在每一相线(和中性线)与总接地端子或总保护线之间; 接线形式2:接在每一相线与中性线之间和接在中性线与总保护端子或保护线之间(对三相系统可称为 十1"形式,对单相系统可称“1十1"形式),
7. 2. 1. 2 安装图示
在TN、TT和IT系统中的安装示意图参见附录4
7. 2. 2 直流系统中 SPD 安装形式
7.3SPD两端连接导线和连接要求
7.3. 1 导线要求
各种分类试验的SPD的连接导线最小截面积要
表4各种SPD的连接导线最小截面积
表4各种SPD的连接导线最小截面积
连接导线的绝缘护层应符合相线采用黄 最和红色,中性线用浅蓝色,保护线用绿黄相间的双色 色标要求。相线、中性线及保护线的指示也可采用色环
SPD两端连接导线应短且直,避免因导线过长而感应出较高的感应电压。SPD连接的进一步信 见附录1。
7.4SPD的应用示例
SPD在民居、无线通信基站和风力发电 和安装应用的示例参见附录K
7.5SPD的使用安全要求
7.5.1接照GB/T16895.23一2012的规定测试电气装置的绝缘电阻时,如果安装在电气装置电源进 线端或靠近电气装置电源进线端或在配电柜中的电涌保护器(SPD)的额定电压达不到规定的绝缘测试 电压时,则可将电涌保护器(SPD)断开。 7.5.2当电涌保护器(SPD)为插座的组成部分并接在PE线上时,电涌保护器(SPD)应按GB/T 16895.23一2012规定,承受测试电气装置绝缘电阻的试验电压
A.1低压交流配电系统按接地型式分类及SPD在不同系统中的安装
图A.4TT系统中电涌保护器的安装(SPD在RCD负荷侧
在10kV电网采用不接地系统以及采用小电阻接地系统、当供电变压器外壳与低压系统中性点为 分开独立的接地装置时,在三条L线和N线与PE线之间安装四个SPD
需要保护的设备: PE与N线的连接带; 保护电涌保护器的过电流保护器: 本装置的接地电阻; 供电系统的接地电阻
图A.5TT系统中电涌保护器的安装(SPD在RCD电源侧
在高(中)压系统采用小电阻接地和供电变压器外壳、低压系统中性点合用同一接地装置以及切断 短路的时间小于或等于5s时,将三个相线SPD先接于中性线上,再经一放电间隙接于PE线上。放电 间隙的作用是在1200V的高压接地故障过电压(U)情况下阻止SPD的导通,放电间隙的泄放电流不 小于三个相线SPD额定泄放电流之和。但是在此情况下SPD串联后残压将会增大。
图A.6无中性线配出的IT系统中电涌保护器的安装
表三级SPD时,SPD选择的主要技术参数见本部
A.2低压交流配电系统按带电导体根数分类
带电导体是工作时通过电流的导体,相线( N线)是带电导体,保护接地线(PE线) 电导体。按带电导体根数可分为:单相两线系统,两租 三相三线系统,三相四线系统等
消防标准规范范本A.2.2单相两线系统
供电给单相电器的一根相线(L)和一根中性线(N)的系统,见图A.8。有单独引出一根保护接地 E)的也属单相两线系统
A.2.3两相三线系统
图A.8单相两线系统
为减少线路电压降自三相变压器引出两根相线(L1、L2)和一根中性线(N)给厂区或庭园照明 配电系统。见图 A. 9
地基标准规范范本图A.9两相三线系统
A.3.2直流回路中的载流导体
A. 3.3直流系统的接地型式
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