我们知道氧化锌压敏电阻（MOV）防雷器不可避免地存在一个老化的问题，因为只要其两端有电压存在，其内部就会有电流（漏电电流）流过，随着时间的推移，其漏电电流会逐渐增大，尤其是在经过几次雷击后其漏电电流会显著增大，最终MOV内部可能出现短路 的情况；有时一个大的雷击也可以直接导致MOV内部击穿短路，这时就需要把短路损坏的防雷器从电网中脱离出来，因此防雷器安装时通常都要求其前端要串联断路器，以便在防雷模块损坏短路时将其脱离电网。 下面着重介绍TT系统中3+1结构为什么可以避免引起火灾以及3+1结构的其他几个优点。 图1是传统4模块对地保护方式的防雷器用在TT系统中的原理图，在这种模式中，如果某条相线上的MOV模块损坏短路时，故障电流路径为：相线→损坏的防雷模块→地极→大地→变压器接地网→变压器，如果系统的接地由于腐蚀、接触不良等原因造成接地电阻较高时（比如说接地电阻R达到20Ω），故障电流I＝U/R＝220/20=11A，而通常防雷器前串联的空气开关为32A或20A，这时的故障电流不能使其保护开关脱扣，于是持续地有一个十几安培的电流流过防雷器到地，最终使整套防雷器烧毁（原本是一个模块损坏），严重的情况下可能会引起机房火灾。 
如图所示，在防雷元件出现故障的情况下，故障是沿电阻最小的路径留过，那么两种不同的保护方式下电流所经过的路径和故障电流大小分别为： 假设工作电压U，故障电流I，电路电阻R1，SPD电阻R2，接地电阻R 1）4模块对地保护方式 故障电流经过主电路和防雷元件后，通过大地构成回路，此时故障电流I的大小为： I=U\（R1+R2+R） 由于接地电阻的存在（特别是接地电阻较高的情况），故障电路很小，达不到保护空开动作条件，因此往往会造成很严重的后果。 2）3+NPE保护方式 此种保护方式下，故障电流经过主电路和防雷元件后，直接经过N线构成回路，此时故障电流I为： 而当3+1结构的防雷器用于TT系统时（如图2），万一防雷器发生损坏短路的情况下，故障电流是从相线通过防雷器由中线流回变压器，这个短路电流非常大，只要模块内部一发生短路，其保护开关会立刻脱扣，将防雷器脱离电网不会有进一步的事故发生。
3+1结构防雷器的其他优点：
一、在4线对地的模式中，如果模块损坏发生对地短路的事故时，在接地汇流排上会出现220V的接触电压，会严重的威胁到人身的安全，而3＋1结构中对地的保护采用了火花间隙隔绝，因此接地排上不会出现危险的高电压，不存在人身安全的问题。
二、在4线对地模式中，L－N直接的差模保护是2片MOV串联起来实现的，而在3+1结构中L－N的差模保护是通过1片MOV实现的，因此3+1结构保护方式中的L-N之间的残压要比4线对地的保护方式中要小很多，这样对于要保护的设备来说更安全，保护效果更好。
三、4线对地的方式中，始终存在对地的漏电电流，如果供电系统采用了漏电保护开关，那么当防雷器老化时漏电电流可能会使用户的漏电保护开关跳闸，于是产生一次供电事故，而3+1结构中对地无漏电电流，不会对漏电保护开关造成任何影响。 | 
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发表于 2010-4-16 09:08:54
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