输配电系统浪涌保护

输配电系统浪涌保护

自1994年国标GB50057-94《建筑物防雷设计规范》颁布后，结合2004年国标GB50343-2004《建筑物电子信息系统防雷技术规范》的相关规定，对于低压输配电系统的防雷防浪涌保护，需结合技术先进、安全可靠、经济合理的原则来进行设计和施工。根据国标的具体条文规定，主要讨论以下几个方面：

一、 雷电风险评估

二、 防雷设计选型要点

三、 防雷安装工艺要求

一、雷电风险评估

1、雷电的危害

雷电的危害是多种多样的，除了第一反应想到的遭受雷击后带来的建筑物受损、人员伤亡外，更有以下方面的危害：

1）、设备损坏。雷电波侵入相连接的设备，造成设备烧毁、损坏等；

2）、设备老化。雷电波的入侵有时可能不会直接一下子就把设备打坏，而是一次一次的冲击设备的承受能力，使之老化加速；

3）、系统损坏。有时候加装SPD的目的不是局限于

保护某个设备，而是重在整个应用系统。如证券机房的防雷装置，并不是为了保护一台主机，更重要的是要保证系统的稳定运行！

2、雷电危害的途径

1）、直击雷

建筑物或设备直接遭受雷击。相关资料表明，雷击放电电量大约为25—100C，据此计算，强大的雷电流转换为热能，雷击点的热量大约500—2000焦耳，足以融化50—200mm3的钢材。在雷电电流的通道上，物体水分受热汽化而剧烈膨胀，产生强大的冲击机械力，该机械力可达5000—6000N，因而可使人体组织、建筑物结构、设备部件等断裂破坏！

2）、感应雷

感应雷的破坏也叫二次破坏。由于雷电流变化的梯度很大，会产生强大的交变磁场，使得周围的金属构件产生感应电流，并向周围物体放电，对设备产生冲击甚至破坏！

3）、地电位反击

接受直接雷的金属体（接闪器、接地线、接地体），在接闪瞬间与大地产生很高的电压U，这电压对大地连接的其它金属物品发生闪击的现象。

4）、电压电涌

最常见的电子设备损坏并不是由于直接雷击造成

的，而是雷击时发生的电压电涌，如远在千里之外的高压线遭受雷击时，产生的电涌同样绵延传输过来；不仅仅是雷击，甚至是电网的某个地段发生短路等故障时，同样会产生电压电涌。

3

、防雷分区（选型的重要依据一）

类物体都可能遭到直接雷击，属完全暴露的不设防区。

物体很少遭受直接雷击，属充分暴露的直击雷防护区。 第一防护区（LPZ1）：由于建筑物的屏蔽措施，流经各类导体的雷电流比直击雷防护区（LPZ0B）减小，电磁场得到了初步的衰减，各类物体不可能遭受直接雷击。

第二防护区（LPZ2）：进一步减小所导引的雷电流或电磁场而引入的后续防护区。

后续防护区（LPZn）：需要进一步减小雷电电磁脉冲，以保护第三度水平高的设备的后续防护区。

4、两种波形的泄流和限压特点（选型的重要依据二）

1）、10/350μs：电流波，一般用于测量和直击雷电流相关的I级分类实验中； B级（一级）SPD的泄流能力多用10/350μs描述；

2）、8/20μs：电流波，一般用于测量和感应电流或开关浪涌的II级分类实验中；C级（二级）、D级（三级）SPD的泄流能力多用8/20μs描述；

二、防雷设计选型要点

1、第一级防雷的选型要点，国标GB50057第40页第

6.4.7的规定和电流大小选择

1）、国标GB50057第6.4.7条（第40

——I级分类实验产品就是指10/350μs的产品，但当时的大多数国产厂家不能生产10/350μs的产品，考虑多数国产厂家的利益，国标做了让步，可以用8/20μs的产品，但标称In必须是10/350μs的产品的4倍，详见国标GB50343的P76、P77。

28/20μs的产品，其标称通流量也不能小于60KA）

2、第二级防雷的选型要点，国标GB50057第42页的规定以及GB50343第17页的规定和表格，电流大小选择

1）、国标GB50057第42页、第43页的规定（了解）：

第6.4.8条 在按本章第6.4.7条要求安装的 SPD 所得到的

电压保护水平加上其两端引线的感应电压以及反射波效应不足以保护距其较远处的被保护设备的情况下，尚应在被保护设备处装设 SPD，其标称放电电流 In 不宜小于 8/20μs 3kA。

当被保护设备沿线路距本章第6.4.7条要求安装的 SPD 不

大于10m 时，若该 SPD 的电压保护水平加上其两端引线的感应电压小于被保护设备耐压水平的 80%，一般情况在被保护设备处可不装 SPD。

第6.4.9条 当本章第6.4.7条和第6.4.8条要求安装的 SPD

之间设有配电盘时，若第一级 SPD 的电压保护水平加上其两端引线的感应电压保护不了该配电盘内的设备，应在该盘内安装第二级SPD，其标称放电电流不宜小于 8/20μs，5kA。

第6.4.10条 在考虑各设备之间的电压保护水平时，若线路

无屏蔽尚应计及线路的感应电压，应按附录七计算，雷电流参量应按

附表6.2 选取。在考虑被保护设备的耐压水平时宜按其值的 80% 考虑。

第6.4.11条 在一般情况下，当在线路上多处安装 SPD 且无

准确数据时，电压开关型 SPD 与限压型 SPD 之间的线路长度不宜小于 10m，限压型 SPD 之间的线路长度不宜小于 5m。

2)、GB50343第17页的规定和表格，电流大小选择

3、波形间的换算公式GB50343第76-78页

4、标称和最大之间的换算关系

各厂家的产品略有不同，但一般情况呈下式关系： 即：最大放电电流一般为标称放电电流的2倍或1.5倍。

三、防雷安装工艺要求

1、开关位置和SPD前置空开（熔断器）大小选择

1）、SPD一般装在主开关的后面，这是为了放置高压合闸时产生的谐波击毁SPD（高压开关合闸时，后续设备都处于断开状态，SPD等同于用电设备，很易被击毁！）

2）、前置空开（熔断器）大小的选择

确切来说，SPD前端应加装熔断器，空开具有易安装、维护方便的优点，所以目前多用空开代替熔断器；根据经验，400V以下的电路系统中SPD前置开关装置可以用空开代替，400V以上的配电系统选用熔断器；

开关大小的选择：一般各个厂家对SPD前置开关装置的要求不尽相同，根据经验，我们给出一般（最低的要求）；

一级（B级）：100A或80A

二级（C级）：80A或63A

三级（D级）：40A或不装（漏电流不大，特别是单相时，

可以不装）

2、线径大小、长短选择。

1）、一般要求详见下表，国标50343第26页

2）、线长要求：国标50343第25页：各级SPD连接导线应平直，其长度不宜超过0.5米，注意：各级SPD两端的线，包括相线和PE线，都不宜超过0.5米。

当满足不了0.5的要求时，可以采用以下方法解决：

A、 将等电位连接端子板前移，就是做个等电位连接

端子板；

B、 加粗连接线线径（一定要用多股铜芯导线）；

C、 凯文接线法（将SPD的连接柱接成相线的一部

分）。

1、防雷设计的一般原则

1）、防雷器设计要考虑以下两个问题：

（1）、通流量，这是指防雷器本身的通流能力问题，就是说所加装的防雷器本身要有足够的通流能力，在雷击（或浪涌）的冲击下不致自身容易损坏；

（2)、保护电平Uc，即加装防雷器的作用：将浪涌控制在后续设备可承受的范围内，否则防雷器加装后起不到保护设备的目的。

2）、分级防护的相关知识：

现在世界上没有一种防雷器能够实现一级产 …… 此处隐藏：2890字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……