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11：氧化锌压敏电阻SPD能对电源过压起到保护作用吗？ 答：不能！浪涌电压是指迭加在电源上的瞬间脉冲，是存在时间极短的阶跃函数（几百μs）。而电源过压是指电源电压持续偏高的现象，是存在时间较长的稳态函数（几秒-几分钟），对称性偏高是电网波动或电网负荷出现大的变化引起，非对称偏高由电源系统出现接地故障或单相特大负荷变动引起。SPD通流时，强大的涌流在导通电阻上的电压降就是被保护的电压Up，这个电流能量引起SPD发热。当发热温升超过氧化锌压敏电阻的极限时，将出现不可恢复性损坏。由于浪涌电压持续的时间非常短暂，因此巨大的涌流引起的氧化锌压敏电阻发热不足以超出极限值，而电源过压尽管电流小，但持续的时间长，MOV很快升温到损坏的极限值。因此SPD不能用于电源系统过压保护！ 12：在D级、C级SPD保护产品中，最大持续工作交流电压（Uc）的选择有什么要求？ 答：GB50057-94（2000版）规定了在不同接地系统的Uc值，生产厂家一般能提供不同级别的几种Uc值供选择，对于220V/380V的电源系统，考虑到电源的波动性，D级通常选择Uc=275V，它的限制电压Up≤1200V，在C级通常选择Uc=385V或420V，它的限制电压Up≤1800V或1900V，在B级通常选择Uc=550V或510V，它的限制电压Up≤2500V。有的用户提出在D级应该选择Uc=385V，理由是当发生电源接地故障引起电压升高时，不至于损坏SPD，殊不知它的限制电压超出了1500V（Up≤1800V），设备将得不到很好的保护。接地故障引起的电源电压升高毕竟是极少出现的故障，所引起的设备损坏不属于SPD保护的范畴。 13：许多用户认为，多少年来电器设备没有遭受过雷击，现在电源系统安装SPD是否有必要？ 答：工作中电器发生损坏，我们基本上怀疑厂家的产品质量不行，很少从电源系统寻找原因。70年代我国的公路条件很差，即便是进口汽车故障率也非常高（使用寿命也不长），人们总是抱怨汽车质量不好，很少从公路上寻找原因。过去我们没有很好的认识浪涌电压给电器设备造成的损坏，以至于许多进口电器设备造成的损坏，以至于许多进口电器设备被判停用！笔者亲身经历的几件事：我国一石化炼油厂98年进口了2台法国产UPS电源，用于后备电源保护，第1个月其中的一台电源整流元件击穿损坏，后来的几年法国同类电源均被排除使用；99年我国一内燃机厂动力控制系统西门子公司的计算机接口板，多次无故损坏，检查发现IC元件击穿损坏（引脚有明显飞弧痕迹），后来的几年西门子公司的计算机接口板均被排除使用；2000年我国一钢厂自备电厂的2台3000kW高压电动机，2年中因操作真空断路器，操作过电压把绕组击穿损坏了3次，仅用于维修的费用达80多万……类似问题比较普遍。 安装SPD是一种预防性的措施，预防的目的，是存在着发生的可能，因此正确判断发生的可能就成了问题的焦点。我们不排除一些商家、厂家夸大宣传，盲目性的使用SPD确有其事。 14：选用8/20μs和10/350μs的区别是什么？ 答：防雷击保护的选用，分为4个等级，IEC61312-1规定：10/350μs是首次雷击波型，用于电源的第一级（A级）保护，值得注意的是这只是雷击波的测试波型，而不是雷电的实际波型；8/20μs是用在首次后的B级、C级、D级雷击保护，二者在本质上是没有区别，只是反映了保护器件能分流雷电流能量大小而已！ 15：有的厂家推荐B级、C级、D级尽量选用30kA（10/350μs）、100kA（8/20μs）和40kA（8/20μs）的产品，为的是可靠性高？ 答：避雷针已把雷电流的绝大部分分流到地，剩下的部分靠SPD进一步分流，选型设计中比较遵从的最大的雷电流是210KA。 空旷的场地，选用大通流能量完全有必要，如在铁路沿线使用的SPD损坏率就说明这个问题。但在工矿企业、楼堂馆所、民用住宅等城市建设中，周围建筑多，完全没有必要选用这么大规格的SPD！厂家推荐往往夹着商业利益的驱动！试想在几十年的生活中，有多少这么大的雷击？雷电流被多次分级分流后，到达终端时的能量已经非常的小，在D级选用10kA足矣！雷击浪涌电压经过逐级分流后，能量逐渐减少，另一方面随着线路的传输，能量也在不断的衰减，完全没有必要选用大通流规格的SPD，使成本上升。 16：选用氧化锌防雷电涌保护器，静态漏电流是否越小越好？ 答：不是！反映氧化锌压敏电阻电涌保护器的重要技术指标之一是在多次额定通流后的漏电流变化率，而不是初始漏电流的大小，一个合格的SPD初始漏电流一般不大于40μA。多数国产的电涌保护器，初始漏电流都很小（多数小于5μA），但承受额定通流放电后，漏电流开始增大，并且随着放电次数的增加，漏电流持续增大加，当漏电流增加到一定值时，SPD开始发热，劣化速度变快，极易引起火灾，这是非常危险的！多数进口的电涌保护器初始漏电流都比较大（5-30μA），但经受多次额定通流放电后，漏电流确增加的很少，这是非常重要的指标。漏电流变化大的电涌保护器，安全性、可靠性及使用寿命都较低，漏电流变化率越低，电涌保护器使用的安全性和可靠性以及使用寿命越高。 17：为什么氧化锌压敏电阻防雷电涌保护器，经过放电后，它的压敏电压发生变化？ 答：氧化锌压敏电阻在大电流放电状态时，部分晶界层会遭到永久性的破坏，如果遭到破坏的晶界层呈破裂性质，那么压敏电压向-方向（降低方向）发展，漏电流增加的较快；如果遭到破坏的晶界层呈破裂性质，那么压敏电压向+方向（增加方向）发展，漏电流增加的很少，多数进口的氧化锌压敏电阻电涌保护器在大电流放电后，压敏电压向+方向（增加方向）发展，漏电流变化率很小。 18：有的厂家说产品保护绝对可靠，真的是这样吗？ 答：这取决于雷电发生的情况，雷击的能量很难估计有多大，可以肯定的说，对于直接落雷，很难有什么保护器能逃脱损坏，厂家的承诺不知有什么依据。保护的可能性一方面来自保护元件，另一方面来自设计方案。事实中，许多保护失败就是因为设计不当引起。从雷电破坏的各性情况看，保护器只能在某种程度上降低雷击损坏的程度，完全杜绝是很难做到的！ 19：氧化锌压敏电阻电涌保护器的热脱扣机构是什么原理？ 答：氧化锌压敏电阻电涌保护器的热脱扣机构是一个温度控制脱扣机构，在导电极与氧化锌压敏电阻连接的部位，使用低温焊锡材料进行焊接，根据GB18802.1-2002中7.7.2.1条，氧化锌压敏电阻电涌保护器放置在环境温度为80℃+5K的加热箱中保持24h，电涌保护器的热脱扣机构不应动作。在室内安装使用的SPD其上限温度控制在120℃以下，因此电涌保护器的热脱扣机构使用在这个温度内脱扣的低温焊锡材料进行焊接，当出现温度超限时，低温焊锡材料熔化，连接部位在储能弹簧的作用下，使其迅速分离脱扣，断开与电源的连接，达到保护目的。 20：能否控制电涌保护器的放电电流，使它不发生过放电损坏？ 答：目前还不能进行控制！放电电流的多少取决于以下因素：1、电涌电压，2、电涌保护器的限制电压值。在相同的限制电压情况下，电涌电压越高，放电电流也越大；在相同的电涌电压的能量下，限制电压越低，通过的放电电流也越大。 21：氧化锌压敏电阻电涌保护器的压敏电压是怎样定义的？ 答：压敏电压是指通过一个电流时，在器件每端测得的电压，因此，谈到氧化锌压敏电阻电涌保护器的压敏电压，必须说明通过的是多大的电流。在氧化锌压敏电阻的产品手册中，通常给出的是1mA或0.1mA电流时的压敏电压。 22：电涌保护器的印字标志Un、Up、Uc各代表什么含义？ 答：Un表示SPD标称工作电压，Up表示SPD在额定放电电流的情况下的限制电压，Uc表示可以加在SPD两端连续持久的最大交流电压有效值或直流电压。 23：为什么氧化锌压敏电阻电涌保护器标识有的只标Imax，有的只标In？ 答：In是一个可以承受多次放电而不改变技术性能的值，Imax是一个可以承受的最大极限放电电流，经过Imax放电后不考虑技术性能改变。只标Imax的产品，易给使用者造成产品放电电流指标高于同类产品的错觉，选用时应特别注意！ 24：在不同的接地系统，SPD3+1的使用方法有什么区别？ 答：1、TT接地系统：GB50057-94（2000版）标准规定，L1、L2、L3对N线接三只SPD，能有效的拦截相线浪涌电压。当雷电浪涌使SPD导通放电时，巨大的涌流瞬间流向N线，使N线电位上升，所以必须给N线提供一个放电电流通道。对N线的放电，要求限制电压低，通流大。气体放电器在放电时，只有电弧电压，限制电压很低，可以承受很大的放电电流，不存在劣化失效问题，在TT系统，SPD的安装位置不同，使用方法有差异。SPD安装在RCD（漏电保护器）的进线端，L-N保护，使用3极氧化锌压敏电阻电涌保护器，N-PE使用气体放电器，简称3+1组件；当SPD安装在RCD出线端，使用4极L-PE、N-PE保护。在实际应用中，极易被忽视。 2、IT接地系统：在IT接地系统，使用三极SPD（3P）。由于系统不接地或小电流接地，因此SPD的放电通道不像TT、TN系统，可等效为相线三角连接保护。 3、TN接地系统：在变压器出口处PE线与N线在一个接地点引出（还未分开），因此SPD的接线方式变为L1、L2、L3对PEN安装三个SPD，称为3极（此点看作TN-C）。放电电流通过PEN线入点，当PEN线分开后，保护接线方式为L1、L2、L3、N对PE安装四个SPD，称为4极（此点为TN-S），放电电流通过PE线入地。而N-PE间即可以使用压敏电阻型SPD也可以使用气体放电器，就其保护效果来看，差别不大。 接地系统的变化，设计时是灵活多样的，如下图： 25：为什么3+1不全部使用气体放电器？ 答：气体放电器的特点是重复放电寿命高，限制电压低，放电电流大。放电发生时，器件两端呈现的是电弧电压，浪涌消失后，由于器件两端呈现的是电弧电压低于电源电压，会有电源电流流入，使放电结束滞后于浪涌电压的消失，电源电压会出现瞬间下跌（此时流入气体放电器的电流，称做续流），另外气体放电器的反应时间比压敏电阻慢，这对一些用电设备是不利的。因此3+1组合不能全部使用气体放电器。 26：为什么在SPD的回路中要安装熔断器或断路器？ 答：SPD的内部核心是一个氧化锌压敏器件，氧化锌是由晶粒组成，晶粒被具有P-N结半导体结构的晶界层隔开，这些晶界层决定了压敏电阻的V-I特性。当浪涌电流通过压敏电阻超过了它的承受能力时，瓷体中将有部分晶界层被损坏，致使压敏电压下降，严重时将被击穿。随着放电次数的增加，性能逐渐下降，当失效损坏时，往往是短路的形式。当突发性的特大浪涌通过SPD时，热量还来不及传递到热熔断机构，氧化锌压敏器件就已经损坏，如果是炸裂性损坏，放电通路自然被切断，如果短路性损坏，由于热量没达到热熔断切断电源，此时，必须依靠熔断器或断路器切断电源。 27：SPD安装在空气开关的后面，在发生放电时是否会引起误动？ 答：不会！因为雷电浪涌的时间是微秒级，而空气开关的动作时间是毫秒级，SPD放电不足以引起空气开关动作。但不排除特殊情况下持续时间长的浪涌放电，引起空气开关动作。 28：能否只安装D级SPD，节省开支？ 答：不能！IEC61312给出了分级保护的概念，规定了雷击保护采用逐级分流的方法。雷电浪涌电流能量非常大，如果单靠D极既要达到泄放极大的雷电电流、又要把限制电压做的很低，其结果是SPD的寿命非常短，特别是我们没能及时的更换已损坏的SPD时，电器设备将完全暴露在没有任何保护的状态下，在雷击发生时，那将是很危险的！采用了逐级分流的保护方案，A级和B级是为下一级做了预备保护（好比后勤工作），实质性的保护是D和C级，就是说没有前级的分流保护，后面的D级或C级长寿命工作是不可能的！ 29：雷电是怎样形成的？ 答：雷电是一种大气中放电现象，产生于积雨中，积雨云在形成过程中，某些云团带正电荷，某些云团带负电荷。它们对大地的静电感应，使地面或建（构）筑物表面产生异性电荷，当电荷积聚到一定程度时，不同电荷云团之间，或云与大地之间的电场强度可以击穿空气（一般为25-30KV/cm），开始游离放电，我们称之为"先导放电"。云对地的先导放电是云向地面跳跃式逐渐发展的，当到达地面时（地面上的建筑物，架空输电线等），便会产生由地面向云团的逆导主放电。在主放电阶段里，由于异性电荷的剧烈中和，会出现很大的雷电流（一般为几十千安至几百千安），并随之发生强烈的闪电和巨响，这就形成雷电。 | 
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发表于 2007-7-31 15:15:00
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发表于 2007-8-1 10:15:00