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标题: 建筑物入户处第一级SPD的性能介绍及保护模式的探讨 [打印本页]

作者: ASP 时间: 2003-10-10 10:42
标题: 建筑物入户处第一级SPD的性能介绍及保护模式的探讨
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建筑物入户处第一级SPD 的性能介绍及保护模式的探讨 广州雷迅电子有限公司宋洪卫 摘要本文主要依据GB50057－94和IEC有关标准，结合北京雷电防护装置测试中心的测试数据，介绍一种新型的可替代进口产品的开关型SPD的性能及其应用。 关键词雷击电磁脉冲第一级SPD 性能保护模式对地法 按照北京市的有关规定，建筑物低压配电系统必须加装SPD，以防止雷击电磁脉冲的侵害，建筑物入户处第一级SPD的性能及连接方式尤为重要。我们国家也有相应的国标、行标相继出台，但由于种种原因，有的标准也存在着一些彼此矛盾的地方；不少国外品牌的产品也大量涌入国内市场，加之我国前几年SPD的测试设备不健全，无法用实验的方法来验证一些理论模式和产品的性能指标。所有这些都给防雷工作者的工作带来了一定的困难。本文根据GB50057－94(2000版)和IEC的有关标准，结合北京雷电防护装置测试中心的测试数据，介绍一种新型的可替代进口产品的开关型SPD的性能参数和应用，供大家探讨！ 按照IEC60364-5-534的要求，建筑物入户处的第一级SPD的保护水平Up应该小于2.5kV，不管哪种保护模式，雷击冲击电流Iimp(10/350μs)应该大于12.5kA。若采用"N－PE"的方式(又称为"3+1"方式)，对三相系统而言，则N与PE间的SPD的Iimp应该乘以4(即50kA)；对单相系统而言，则N与PE间的SPD的Iimp应该乘以2(即25kA)。附表一：不同的低压系统，SPD的保护模式 <table border="1" width="100%" cellpadding=5 cellspacing=0><tr><td width="16%" colspan="3">　</td><td width="16%">每根相线与中性线之间</td><td width="17%">每根相线与PE线之间</td><td width="17%">N与PE线间</td><td width="17%">每根相线与PEN线间</td><td width="17%">各相线之间</td></tr><tr><td width="4%" rowspan="8">SPD安装处的系统特性</td><td width="6%" rowspan="2">TT</td><td width="6%">对地法</td><td width="16%">可</td><td width="17%">必(ASafe-15)</td><td width="17%">必(ASafe-15)</td><td width="17%">/</td><td width="17%">可</td></tr><tr><td width="6%">N-PE法</td><td width="16%">必(ASafe-15)</td><td width="17%">禁</td><td width="17%">必(ASafe-15)</td><td width="17%">禁</td><td width="17%">可</td></tr><tr><td width="6%">TN-C</td><td width="6%">　</td><td width="16%">禁</td><td width="17%">禁</td><td width="17%">禁</td><td width="17%">必(ASafe-15)</td><td width="17%">可</td></tr><tr><td width="6%" rowspan="2">TN-S</td><td width="6%">对地法</td><td width="16%">可</td><td width="17%">必(ASafe-15)</td><td width="17%">必(ASafe-15)</td><td width="17%">/</td><td width="17%">可</td></tr><tr><td width="6%">N-PE法</td><td width="16%">必(ASafe-15)</td><td width="17%">禁</td><td width="17%">必(ASafe-15)</td><td width="17%">禁</td><td width="17%">可</td></tr><tr><td width="6%" rowspan="2">有中性线引出的IT</td><td width="6%">对地法</td><td width="16%">可</td><td width="17%">必(ASafe-15)</td><td width="17%">必(ASafe-15)</td><td width="17%">禁</td><td width="17%">可</td></tr><tr><td width="6%">N-PE法</td><td width="16%">必(ASafe-15)</td><td width="17%">禁</td><td width="17%">必(ASafe-15)</td><td width="17%">禁</td><td width="17%">可</td></tr><tr><td width="12%" colspan="2">无中性线引出的IT</td><td width="16%">禁</td><td width="17%">必(ASafe-15)</td><td width="17%">禁</td><td width="17%">禁</td><td width="17%">可</td></tr><tr><td width="100%" colspan="8">ASafe-15：广州雷迅ASP 安世杰系列开关型SPD，推荐选用对地安装的保护模式！必：强制规定，必须安装；可：需要时可增加安装SPD；禁：不适用；/：不存在</td> </tr><tr><td width="100%" colspan="8">注：，TT系统中SPD安装在剩余电流保护器的电源侧，必须使用"N－PE"法。</td></tr></table><img src="/img/article/ar200301_1.gif"> ASafe-15 型SPD是采用多层石墨间隙技术和特殊的材料工艺，结合中国国情，在国内加工而成。该产品没有续流和灭弧的问题，彻底解决了普通间隙式SPD灭弧瞬间的低压问题。经北京雷电防护装置测试中心的测试，完全符合新国标GB18802.1的要求，现将其主要性能参数介绍如下： 附表二：ASafe-15主要性能参数<table border="1" width="100%" cellpadding=5 cellspacing=0><tr><td width="24%">　</td><td width="12%">ASafe-15</td><td width="39%">测试数据</td><td width="25%">备注</td></tr><tr><td width="24%">电源系统</td><td width="12%">TT－TN－IT</td><td width="39%" rowspan="4">在抽检试品L－PE线间，施加雷电冲击电流(10/350μs)士10kA，士15kA，士20kA, 士25kA。试品无闪烙，壳体无损坏。通流能力合格。</td><td width="25%">　</td></tr><tr><td width="24%">最大工作电压Uc</td><td width="12%">275 Vrms</td> <td width="25%">国外一般为255 Vrms</td></tr><tr><td width="24%">绝缘阻抗Ic</td><td width="12%">>100Mohm</td><td width="25%">　</td></tr><tr><td width="24%">冲击电流Iimp(10/350μs)</td><td width="12%">15kA</td><td width="25%">　</td></tr><tr><td width="24%">保护水平Up</td><td width="12%"><2.0kV</td><td width="39%">1.58kV，1.81kV，1.94kV判定：Up<2.0KV合格</td><td width="25%">三个试品，判定Up时取其最大值。</td></tr><tr><td width="24%">最大通流容量Imax(8/20μs)</td><td width="12%">100kA</td><td width="39%">摸底数据：20KA、100 KA 、140 KA</td> <td width="25%">开关性SPD不需做8/20和Ur</td></tr><tr><td width="24%">残压Ur(8/20μs)</td><td width="12%">未标定</td><td width="39%">摸底数据：20kA(8/20μs)：Ur1＝644V100 kA(8/20μs)：Ur2＝3.28kV 140 kA(8/20μs)：Ur3＝3.07kV</td><td width="25%">摸底数据：不做正式报告判定内容，仅做产品性能分析、参考数据</td></tr><tr><td width="24%">损坏模式</td><td width="12%">开路</td> <td width="39%">摸底数据：Iimp(10/350μs) 70kA未损坏</td><td width="25%">　</td></tr><tr><td width="24%">安装</td> <td width="76%" colspan="3">35mm标准导轨(EN50022/DIN46277-3)</td></tr></table>附表三：FLD系列其他型号性能指标<table border="1" width="100%" cellpadding=5 cellspacing=0><tr><td width="20%">　</td><td width="54%">　</td><td width="26%">备注</td> </tr><tr><td width="20%">ASafe-15</td><td width="54%">Iimp(10/350μs):15kA； Up<2kV；Uc:275Vrms； Imax(8/20μs):100kA</td><td width="26%">　</td></tr><tr><td width="20%">ASafe-25</td><td width="54%">Iimp(10/350μs):25kA； Up<2kV；Uc:275Vrms； Imax(8/20μs):140kA</td><td width="26%">　</td></tr><tr><td width="20%">ASafe-35</td><td width="54%">Iimp(10/350μs):35kA； Up<2kV；Uc:275Vrms； Imax(8/20μs):140kA</td><td width="26%">　</td></tr><tr><td width="20%">ASafe-NPE</td><td width="54%">Iimp(10/350μs):50kA； Up<2kV；</td> <td width="26%">只适用于"N－PE"保护模式</td></tr></table> 根据实验数据，其性能指标与国外产品相当，可以取代进口产品，填补了国内空白。当然该产品在低压配电系统长期运行的稳定性尚需时间来进一步验证！ 参考文献： ［1］GB50057－94《建筑物防雷设计规范》（2000年版） ［2］IEC60364－534 《建筑物的电器设施电器设备的选择与安装过电压保护器件》 ［3］ GB18802.1-2002/IEC61643－1:1998 《低压配电系统的电涌保护器（SPD）第一部分：性能要求和试验方法》 ［4］QX10－2002 《电涌保护器第一部分：性能要求和试验方法》 ［5］林维勇《关于建筑物内防雷击电磁脉冲的若干问题》 <hr>本文在中国气象学会雷电防护研究会主办的《中国雷电与防护》杂志2003年第二期上发表

作者: zb1122 时间: 2003-10-10 10:55
我顶！我在顶

作者: ASP 时间: 2003-10-10 11:06
你这是在赚学分呢

作者: zb1122 时间: 2003-10-10 11:21
呵呵！这都被你看出来！不过我是赚学费呢！看帖都花钱！特别是雷神

作者: 通天雷神 时间: 2003-10-12 00:14
哦？又和我有关系了？怎么样？雷迅的B级模块不错吧。

作者: ASP 时间: 2003-10-13 14:11
摸底数据：
20kA(8/20μs)：Ur1＝644V
100 kA(8/20μs)：Ur2＝3.28kV
140 kA(8/20μs)：Ur3＝3.07kV

作者: ASP 时间: 2003-10-14 09:37
冲击后的产品的电气性能参数是否属于合格范围?

当然，要不还写啥！

作者: 通天雷神 时间: 2003-10-15 17:27
IEC60364－534《建筑物的电器设施电器设备的选择与安装过电压保护器件和GB18802.1-2002/IEC61643－1:1998《低压配电系统的电涌保护器（SPD）第一部分：性能要求和试验方法》要求10/350波形打几次你该知道吧？

你问什么东西在什么波形下打几次啊？

作者: ASP 时间: 2003-10-16 12:58
抱歉有更正

表中编辑有错误，少了一栏，再次抱歉已经更正好了

1）最大通流容量Imax(8/20μs)和残压Ur(8/20μs)
不是开关型SPD的检测数据，因此才做摸底数据
2）我们产品上的8/20数据均为测试得来的数据，并非根据计算得来数据
因此不存在 8/20 和10/350电流的比例问题

作者: 通天雷神 时间: 2003-10-16 15:58

下面引用由非常蛊惑在 2003/10/16 12:09pm 发表的内容：
问在20kA(8/20μs)情况下，打几次？我知道一般的正反打五次。
没什么啦，只是问习惯了。ASP的产品残压蛮低的，很好。在想他是怎么达到的。“ASafe-15 型SPD是采用多层石墨间隙技术和特殊的材料工艺，结合中国国　...

哦……明白了。CTEL标的额定通流是8/20打15次。20kA(8/20μs)情况下，压敏正反打五次。间隙的不一样。

作者: ASP 时间: 2003-10-17 16:32
现在标准的打法应该是

0.1*In ....->> 2*In

多层石墨技术：简单点说就是石墨间隙材料的串并联组合，有点火隙、放电隙和灭弧隙，保证低的点火电压、大的通流能力，和电荷泻放能力，并且没有续流问题，

作者: 通天雷神 时间: 2003-10-23 09:56
依据什么标准的实验方法？新标准？国标有等效于IEC 61634-1的标准了？

你说的实验方法是IEC 61634-1第7.5.2条的测试方法。新国标不知道引用了没有。

作者: ASP 时间: 2003-10-27 14:34
GB18802.1

作者: 通天雷神 时间: 2003-10-27 16:44
1.IEC61024
IEC61024是属于建筑物的国际防雷标准，包括IEC61024-1，IEC61024-1-1， IEC61024-2，适用于高度60m及以下建筑物防雷装置的设计和安装，不适用于铁路系统、建筑物外的输变电系统和输电讯系统以及移动的船舶、车辆和飞机。IEC61024，借助电位补偿布线和浪涌过电压保护器（SPD）实现雷电电磁防护均压等电位系统，即将外部避雷器、建筑物钢筋结构、内部安装的设备外壳、用于非电系统的导体部分以及电气和电讯装置等连接起来，建立等电位，是实现防雷保护的非常重要的措施。

2.IEC 61643
IEC 61643是电涌保护器的国际防雷标准，包括61643-l、2、3，适用于电源及通信电涌保护器的，设计，测试，元器件规格，选择及安装，并配合IEC61024的外部避雷器、建筑物钢筋结构、内部安装的设备外壳、用于非电系统的导体部分以及电气和电讯装置等连接起来，是实现全面的防雷保护。

3.BS6651
BS6651是属于建筑物的英国防雷标准，适用高度60m以下，安装／使用了传统式避雷针的建筑物防雷系统的设计和安装，同样，不适用于铁路系统、建筑物外的输变电系统和输电讯系统以及移动的船舶、车辆和飞机。BS6651，借助电位补偿布线和浪涌过电压保护器实现雷电电磁防护均压等电位系统，即将外部避雷器、建筑物钢筋结构、内部安装的设备外壳、用于非电系统的导体部分连接起来，建立等电位，是实现防雷保护的非常重要的措施。

4.NFC 17-102
NFC 17-102是属于建筑物的法国防雷标准，适用于高度60m以下，安装／使用了电子式避雷针的建筑物防雷装置的设计和安装，同样，不适用于铁路系统、建筑物外的输变电系统和输电讯系统以及移动的船舶、车辆和飞机。NFC 17-102，借助电位补偿布线和浪涌过电压保护器实现雷电电磁防护均压等电位系统，即将外部避雷器、建筑物钢筋结构、内部安装的设备外壳、用于非电

5.GB 50057 GB 50057是属于建筑物的我国防雷标准，适用于高度60m以下，安装／使用了传统式避雷针的建筑物防雷装置的设计和安装，同样，不适用于铁路系统、建筑物外的输变电系统和输电讯系统以及移动的船舶、车辆和飞机。GB50057，借助电位补偿布线和浪涌过电压保护器实现雷电电磁防护均压等电位系统，即将外部避雷器、建筑物钢筋结构、内部安装的设备外壳、用于非电系统的导体部分连接起来，建立等电位，是实现防雷保护的非常重要的措施。

6.YD 5068 YD 5068是属于通信基站接地的我国行业防雷标准，针对不同雷暴日数的地方，提供供电系统，铁塔，天线系统及信号线的防雷接地连接要求。同时，提供地网建设及引下线连接的接接建议及安装材料的物料及电气参数要求。

7.YD/T5098 YD/T5098是属于我国的通信基站行业过电压保护标准，针对不同雷暴日数的地方，提供电源，天线同轴系统及信号线提供等过电压保护，包括的联合接地，等电位处理，金属屏蔽及防雷器选型及安装(参数要求)。

8.GB18802.1 国标GB18802.1是根据国际电工委员会标准IEC61643-1而写的，对低压配电系统的防雷器(SPD) 提出全面的性能和测试的方法及要求，包括电气，机械，环境及安全三大方面的技术指标。

9.GA173-2002 本标准规定了计算器信息系统用防雷器的定义，分类，测试方法，检验规则，标志，包装，运输及存放。本标准适用于计算器信息系统为防止雷电电磁波感应电压对过电压及过电流损害的防雷器的生产维修及测试。

10.IEEE C62.31 IEEE C62.31是美国防雷标准，为气体放电管式防雷器提供标准的测试规格，适用于交流电压由少于等于1000Vrms(420Hz)或是直流电压1200Vdc的气体式放电管防雷器。

11.IEEE C62.37 IEEE C62.37是美国防雷标准，为闸流式防雷器提供标准的测试规格，适用于交流电压由少于等于1000Vrms(420Hz)或是直流电压1200Vdc的气体式放电管防雷器。

作者: 通天雷神 时间: 2003-10-27 16:46
知道了。这个标准我已经找人去找了：）

作者: ASP 时间: 2003-11-5 16:48
过来到我桌面上拿

作者: 通天雷神 时间: 2003-11-5 22:42
怕你忙，所以自己找了。

作者: 屏蔽第一 时间: 2003-11-7 17:40
可是，诸位想想10/350μs波侵入低压系统的概率有多大。
对于室内独立配电室，10KV进线已在地下埋了几十米，就算从架空线上支接，这里也安装了避雷器，何况还有架空避雷线，传导至低压侧只能是8/20μs波。
如10KV系统是电缆环网供电（现城网改造后多数如此），10/350μs波进入10KV系统几无机会，更何况低压系统。
即使老城区10KV架空线带露天共用变，10KV线路同样有避雷器、架空避雷线，除非低压架空进线（如是改为地埋既省事），10/350μs波仍几无机会进入低压系统。
雷击建筑物，从电源系统流出最多50%雷电流，也是8/20μs波吧？
因此，低压系统是不是一定要装CLASS I SPD？
小弟在想，现在防雷是不是和供电部门的10KV配网脱节？

作者: 通天雷神 时间: 2003-11-8 13:03
首先：雷击导线、雷击建筑物、雷击建筑物顶端铁塔、雷击建筑物附近地面及金属物等等都会在建筑内线路中引入10/350μs雷电过电压。而不是象你说的那样只要地埋就不会或者“几无机会”进入低压系统。望斟酌。

作者: solemnity 时间: 2003-11-26 09:33
还有，计算值和实际选型是不是要有区别？计算值很可能比实际值小（估计在被打的时候每人去测量实际值）我觉得在实际工程选型时应该考虑避雷器的最大通流能力，避免打坏，所以避雷器的通流量要大于计算值，或者说是让避雷器工作在最大通流量的80%左右，如果每次雷击都恰好打到避雷器的标称通流量的避雷器的饿使用寿命也短也容易出现问题。就算家个冗余保护吧。

作者: ASP 时间: 2003-11-26 10:04

下面引用由屏蔽第一在 2003/11/07 05:40pm 发表的内容：
可是，诸位想想10/350μs波侵入低压系统的概率有多大。
对于室内独立配电室，10KV进线已在地下埋了几十米，就算从架空线上支接，这里也安装了避雷器，何况还有架空避雷线，传导至低压侧只能是8/20μs波。
如10KV系统是电缆环网供电（现城网改造后多数如此），10/350μs波进入10KV系统几无机会，更何况低压系统。
即使老城区10KV架空线带露天共用变，10KV线路同样有避雷器、架空避雷线，除非低压架空进线（如是改为地埋既省事），10/350μs波仍几无机会进入低压系统。
雷击建筑物，从电源系统流出最多50%雷电流，也是8/20μs波吧？
因此，低压系统是不是一定要装CLASS I SPD？
小弟在想，现在防雷是不是和供电部门的10KV配网脱节？

多谢多谢屏蔽第一！

你终于让我想明白，为什么不让电力系统主导防雷了！
固有概念/局部概念的变更原来这么难
电力系统总是会从配电的角度出发看问题，

如果让电力主导防雷，那就怕只剩下电源电涌保护了！！

首先：
1 雷击建筑物，如变压器在建筑物5米以外，从电源系统流出最多50%雷电流，是10/350μs波
2 低压架空线的数量绝对不象你想象的那么少
3 雷击建筑物的概率是可以计算的
见 http://www.asp.com.cn/cn/a/calca.asp
4 因此，除变压器在建筑物内的情况，低压系统一定要装CLASS I SPD

作者: admin 时间: 2003-11-26 17:31
像ASP的ASafe-15在测试时是不是要在10/350us波型的雷电流下打15次？

作者: 通天雷神 时间: 2003-11-27 02:55
看GB 18802.1-2002标准。[太长了。不过不是我理解的你的测试方法那么测的。]

作者: ASP 时间: 2003-11-27 10:27
哦

测试做的比较早 GB18802还没有出来
是按照 QX2001 测试的

QX2001等同于 IECXXXX 基本等同于 GB18XXX

：）

作者: 南气防雷人 时间: 2005-11-4 15:15
不错哦！

作者: 通天雷神 时间: 2005-11-11 03:17

下面引用由南气防雷人在 2005/11/04 03:15pm 发表的内容：
不错哦！

呵呵，什么地方不错呢？

作者: cqqbq 时间: 2006-3-9 23:04
我顶!

作者: 通天雷神 时间: 2006-4-23 23:56

下面引用由远方在 2006/03/13 05:28pm 发表的内容：
当进建筑内线时,经过了"法拉第笼"的保护,波形已改变.些时是10/350μs雷电过电压,还是8/20μs雷电过电压.

何以见得？哪里来的数据和模型？

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