常见问题:


建筑物防雷区域的划分(LPZ)


什么是IT、TT、TN-S、TN-C-S供电系统?


什么是浪涌?


电涌保护器的上口进线端为什么要配一断路器?该断路器应如何选型?


In、Imax、Un、Us.max、Up、Uc、Uchoe的含义是什么?


电涌保护器安装引线截面选取?


电涌保护器的功能是什么?哪些情况下需要使用电涌保护器?


电涌保护器的选择配合原则是什么?


如何快速选择电涌保护器?


我国现行的有关电气电子设备电涌保护器方面的国家标准有哪些?


我国现行的有关电气电子设备电涌保护器方面的行业标准有哪些?


选择电涌保护器要遵循哪些步骤?


最大冲击电流(冲击放电电流)Iimp和最大放电电流Imax的区别是什么?


建筑物防雷区域的划分(LPZ)



什么是IT、TT、TN-S、TN-C-S供电系统?

    建筑工程供电使用的基本供电系统有三相三线制三相四线制等,但这些名词术语内涵不是十分严格。国际电工委员会( IEC )对此作了统一规定,称为 TT 系统、 TN 系统、 IT 系统。其中 TN 系统又分为 TN-C 、 TN-S 、 TN-C-S 系统。下面内容就是对各种供电系统做一个扼要的介绍。
TT 系统 TN-C
供电系统→ TN 系统→ TN-S
IT 系统 TN-C-S
(一)工程供电的基本方式
根据 IEC 规定的各种保护方式、术语概念,低压配电系统按接地方式的不同分为三类,即 TT 、 TN 和 IT 系统,分述如下。
( 1 ) TT 方式供电系统 TT 方式是指将电气设备的金属外壳直接接地的保护系统,称为保护接地系统,也称 TT 系统。第一个符号 T 表示电力系统中性点直接接地;第二个符号 T 表示负载设备外露不与带电体相接的金属导电部分与大地直接联接,而与系统如何接地无关。在 TT 系统中负载的所有接地均称为保护接地,如图 1-1 所示。这种供电系统的特点如下。
1 )当电气设备的金属外壳带电(相线碰壳或设备绝缘损坏而漏电)时,由于有接地保护,可以大大减少触电的危险性。但是,低压断路器(自动开关)不一定能跳闸,造成漏电设备的外壳对地电压高于安全电压,属于危险电压。
2 )当漏电电流比较小时,即使有熔断器也不一定能熔断,所以还需要漏电保护器作保护,困此 TT 系统难以推广。
3 ) TT 系统接地装置耗用钢材多,而且难以回收、费工时、费料。
现在有的建筑单位是采用 TT 系统,施工单位借用其电源作临时用电时,应用一条专用保护线,以减少需接地装置钢材用量。
把新增加的专用保护线 PE 线和工作零线 N 分开,其特点是:①共用接地线与工作零线没有电的联系;②正常运行时,工作零线可以有电流,而专用保护线没有电流;③ TT 系统适用于接地保护占很分散的地方。
( 2 ) TN 方式供电系统 这种供电系统是将电气设备的金属外壳与工作零线相接的保护系统,称作接零保护系统,用 TN 表示。它的特点如下。
1 )一旦设备出现外壳带电,接零保护系统能将漏电电流上升为短路电流,这个电流很大,是 TT 系统的 5.3 倍,实际上就是单相对地短路故障,熔断器的熔丝会熔断,低压断路器的脱扣器会立即动作而跳闸,使故障设备断电,比较安全。
2 ) TN 系统节省材料、工时,在我国和其他许多国家广泛得到应用,可见比 TT 系统优点多。 TN 方式供电系统中,根据其保护零线是否与工作零线分开而划分为 TN-C 和 TN-S 等两种。
( 3 ) TN-C 方式供电系统 它是用工作零线兼作接零保护线,可以称作保护中性线,可用 NPE 表示
( 4 ) TN-S 方式供电系统 它是把工作零线 N 和专用保护线 PE 严格分开的供电系统,称作 TN-S 供电系统, TN-S 供电系统的特点如下。
1 )系统正常运行时,专用保护线上不有电流,只是工作零线上有不平衡电流。 PE 线对地没有电压,所以电气设备金属外壳接零保护是接在专用的保护线 PE 上,安全可靠。
2 )工作零线只用作单相照明负载回路。
3 )专用保护线 PE 不许断线,也不许进入漏电开关。
4 )干线上使用漏电保护器,工作零线不得有重复接地,而 PE 线有重复接地,但是不经过漏电保护器,所以 TN-S 系统供电干线上也可以安装漏电保护器。
5 ) TN-S 方式供电系统安全可靠,适用于工业与民用建筑等低压供电系统。在建筑工程工工前的“三通一平”(电通、水通、路通和地平——必须采用 TN-S 方式供电系统。
( 5 ) TN-C-S 方式供电系统 在建筑施工临时供电中,如果前部分是 TN-C 方式供电,而施工规范规定施工现场必须采用 TN-S 方式供电系统,则可以在系统后部分现场总配电箱分出 PE 线, TN-C-S 系统的特点如下。
1 )工作零线 N 与专用保护线 PE 相联通,如图 1-5ND 这段线路不平衡电流比较大时,电气设备的接零保护受到零线电位的影响。 D 点至后面 PE 线上没有电流,即该段导线上没有电压降,因此, TN-C-S 系统可以降低电动机外壳对地的电压,然而又不能完全消除这个电压,这个电压的大小取决于 ND 线的负载不平衡的情况及 ND 这段线路的长度。负载越不平衡, ND 线又很长时,设备外壳对地电压偏移就越大。所以要求负载不平衡电流不能太大,而且在 PE 线上应作重复接地。
2 ) PE 线在任何情况下都不能进入漏电保护器,因为线路末端的漏电保护器动作会使前级漏电保护器跳闸造成大范围停电。
3 )对 PE 线除了在总箱处必须和 N 线相接以外,其他各分箱处均不得把 N 线和 PE 线相联, PE 线上不许安装开关和熔断器,也不得用大顾兼作 PE 线。
通过上述分析, TN-C-S 供电系统是在 TN-C 系统上临时变通的作法。当三相电力变压器工作接地情况良好、三相负载比较平衡时, TN-C-S 系统在施工用电实践中效果还是可行的。但是,在三相负载不平衡、建筑施工工地有专用的电力变压器时,必须采用 TN-S 方式供电系统。
( 6 ) IT 方式供电系统 I 表示电源侧没有工作接地,或经过高阻抗接地。每二个字母 T 表示负载侧电气设备进行接地保护。
TT 方式供电系统在供电距离不是很长时,供电的可靠性高、安全性好。一般用于不允许停电的场所,或者是要求严格地连续供电的地方,例如电力炼钢、大医院的手术室、地下矿井等处。地下矿井内供电条件比较差,电缆易受潮。运用 IT 方式供电系统,即使电源中性点不接地,一旦设备漏电,单相对地漏电流仍小,不会破坏电源电压的平衡,所以比电源中性点接地的系统还安全。
但是,如果用在供电距离很长时,供电线路对大地的分布电容就不能忽视了。在负载发生短路故障或漏电使设备外壳带电时,漏电电流经大地形成架路,保护设备不一定动作,这是危险的。只有在供电距离不太长时才比较安全。这种供电方式在工地上很少见。
(二)供电线路符号小结
1 )国际电工委员会( IEC )规定的供电方式符号中,第一个字母表示电力(电源)系统对地关系。如 T 表示是中性点直接接地; I 表示所有带电部分绝缘。
2 )第二个字母表示用电装置外露的可导电部分对地的关系。如 T 表示设备外壳接地,它与系统中的其他任何接地点无直接关系; N 表示负载采用接零保护。
3 )第三个字母表示工作零线与保护线的组合关系。如 C 表示工作零线与保护线是合一的,如 TN-C ; S 表示工作零线与保护线是严格分开的,所以 PE 线称为专用保护线,如 TN-S 。

什么是浪涌?

电涌被称为瞬态过电,是电路中出现的一种短暂的电流、电压波动,在电路中通常持续约百万分之一秒。220 v电路系统中持续瞬间(百万分之一秒)的 5kV或kv的电压波动,即为电涌.
电涌的来源有两类:外部电涌和内部电涌
  外部电涌最主要来源于雷电,另一个来源是电网中开关操作等在电力线路上产生的过电压。
  内部电涌:经研究发现,低压电源线上88%的电涌产生于建筑物内部设备,如:空调、电梯、电焊机、空气压缩机、水泵、开关电源、复印机和其它感应性负荷。 雷电电涌远远超出了计算机和其它微电子设备所能承受的水平。大多数情况下,电涌会造成计算机和其它电器设备芯片损坏,或计算误码、部件提前老化、数据丢失。即使是一个20马力的小型感应式发动机的启动或关闭也会产生3000-5000伏的电涌。

电涌保护器的上口进线端为什么要配一断路器?该断路器应如何选型?

配置断路器的原因有二 :
1.当通过电涌保护器的涌流大于其Imax,电涌保护器将被击穿而造成回路的短路故障,为切断短路故障并且不影响回路供电,需要加装此断路器。
2.每次发生雷击都会引起电涌保护器的老化,加上漏电流的原因,电涌保护器可能过热老化寿命终止,断路器的热保护系统在电涌保护器达到最大可承受热量前动作断开电涌保护器。
l 对所配断路器的要求:
在标称放电电流下施加20个标准的8/20微秒和1.2/50微秒测试脉冲时,断路器不脱扣。电涌保护器故障后造成接地短路时断路器要能够可靠动作。
l 断路器的选型:
电涌保护器每极都必须设置保护,例如1P+N的电涌保护器必须用2P的断路器保护;断路器的分断能力必须大于该处的最大短路电流。可参照下表选型。
后备断路器选择表:


 电涌保护器最大放电电流Imax或最大冲击电流Iimp 

 断路器

额定电流 

脱扣曲线  

 参考型号

 8~20kA(8/20μs)

10A  

  C

C65

  40kA(8/20μs)

20A  

 C

C65 

 65kA(8/20μs)

 50A 

  C 

C65-NC100

 100kA(8/20μs)

 50A 

  C

NC100 

 35kA(10/350μs)   

 125A

 C

NC125H

 50kA(10/350μs) 

 160A 

 TM-D 

NS160N

 100kA(10/350μs)

 125A 

 C

NC125H

In、Imax、Un、Us.max、Up、Uc、Uchoe的含义是什么?

□ In为额定放电电流,这是未损坏时电涌保护器可以通过20次(8/20微秒)的电流值。
□ Imax为最大放电电流,电涌保护器只能通过1次(8/20微秒)的电流值。Imax大于In。
□ Un为低压配电网络的额定工作电压。
□ Us.max为低压配电网络的的最高运行电压。
□ Up表示电涌保护器的电压保护水平等级(2.5-2-1.8-1.5-1.2-1KV),它与In相对应。在标称放电电流In作用期间测量电涌保护器两端的最大电压。
□ Uc为最大持续运行电压,能加在电涌保护器两端不会引起电涌保护器特性变化和击活保护元件的最大电压,等于电涌保护器的额定电压。
□ Uchoe为电气设备的冲击耐受电压。根据IEC60364-4规定,3相电网电压为230V/440V电气设备的冲击耐受电压分为4类:1.5-2.5-4-6KV。

电涌保护器安装引线截面的选取?

上引线入口极不应小于16mm2(多股绝缘铜线),接地线不应小于16mm2(多股绝缘铜线);中间极、设备极上引线不应小于10mm2(多股绝缘铜线),接地线不应小于10mm2(多股绝缘铜线);当采用扁平铜导体时,其截面应不小于多股绝缘铜线,可以使用裸导体,其厚度不小于2mm,并保证线间和对地的空气绝缘距离及固定要求。

电涌保护器的功能是什么?哪些情况下需要使用电涌保护器?

SPD的功能是通过泄放电涌电流来限制电涌电压。
SPD主要是用来限制雷电引起的瞬态过电压,即雷电电涌,也可限制一部分的操作过电压。雷电电涌可以沿电源或信号进线侵入,可以由于雷击时地电位升高反击而来,可以由于雷击建筑物本身或附近的磁场感应而在电缆和环路中产生。因此,即使有了良好的避雷针、引下线和接地装置,也并非不要SPD,因为避雷针无法防止雷电感应和电涌沿线侵入,实际的接地装置难以防止反击。特别是如果建筑物内有价值较高、影响较大的信息电子设备和/或电力电子设备,其耐受雷电电涌的能力大大低于常规电气设备,就有采用SPD的必要。当然,SPD是要一定投资的,最好在进行雷击风险分析评估后,并考虑技术经济比较,不仅考虑直接损失,而且考虑间接损失(对信息系统,间接损失往往大大高于直接损失),然后决定究竟是否采用SPD,以及采用什么样的SPD。

电涌保护器的选择配合原则是什么?

基本原则:Us.max<Up<Uchoe。
□ Up过高原则
如果进线端电涌保护器P1的Up比被保护负荷的冲击耐压高,或者进线保护电涌保护器的Imax为65KA或40KA,则需要在负荷处附加Imax为8KA或10KA的二级电涌保护器P2。
□ 15米原则
当被保护的敏感电子设备与进线端的电涌保护器P1之间的距离大于15米时,应在离被保护设备尽可能近的地方安装二级电涌保护器P2。
□ 10米原则
电涌保护器P2安装在P1的下游,通常P2的各项参数指标(Imax、In等)都比P1小。如果它与P1安装得过近,P2有可能比P1更早动作,从而要承受本应由P1承受的高能量。因为高频波在电缆中产生的感应电压与电缆长度成正比,P2两端的电压等于P1两端的电压减去电缆上的感应电压,所以为了降低P2两端的过电压,以使尽可能多的能量被P1释放,通过增加P1和P2之间的接线长度加大P1和P2间的高频阻抗来达到目的。上下级电涌保护器P1、P2间的线缆长度要求大于10米。
□ 接线尽可能短原则(50cm原则)
因为接线越长,高频感应干扰电压越大,为了使高频雷电流在电涌保护器两端引线上引起的感应干扰电压最小,电涌保护器并接在带电相线(L1、L2、L3、N)和PE地线间的长度要尽可能短,不超过50cm。

如何快速选择电涌保护器?

选择电涌保护器需要遵循防雷设计规范(GB50057-94)。使用起来比较复杂。这里我们推荐一些简单的办法,供大家参考。
□ 对于一般建筑物外侧的进线柜建议选用LY65,位于建筑物内侧的进线柜建议选用LY40。
□ 对于架空线进线,建议选用LY100(一级,配电房),LY40(二级,楼层配电),LY20(三级,户箱),LY20(四级,终端设备)。
□ 对于电缆进线(民建),建议选用LY65(主配),LY40(分配),LY20(末端)。

我国现行的有关电气电子设备电涌保护器方面的国家标准有哪些?

□ 《建筑物防雷设计规范》 (GB50057-94 )
 第六章 防雷击电磁脉冲  ,该国标参照IEC61312-1,2,3
□ 《低压配电系统电涌保护器:选择和应用》 (GB18802.12-2005 ),该国标等同IEC61643-12
□ 《建筑物电子信息系统防雷技术规范》 (GB50343-2004 )
□ 《建筑物电气装置》 (GB18802.12-2005 ) 第5-53部分 第534节过电压保护器,
该国标等同IEC60364-5-534-2001
□ 《电信和信号网络电涌保护器:选择和应用》 (GB18802.22-2005 ),
该国标等同IEC61643-22
□ 《低压配电系统电涌保护器:性能要求和试验方法》 (GB18802.1-2002 ) ,
该国标等同IEC61643-1
□ 《电信和信号电涌保护器:性能要求和试验方法》 (GB18802.21-2005 ),
该国标等同IEC61643-21

我国现行的有关电气电子设备电涌保护器方面的行业标准有哪些?

□ 《气象信息系统雷击电磁脉冲防护规范》 (QX3-2000)
□ 《计算机信息系统雷击电磁脉冲安全防护规范》 (GA267-2000)
□ 《计算机信息系统防雷保安器》 (GA173-2002)
□ 《移动通信基站防雷与接地设计规范》(YD5068-98) 
□ 《通信工程电源系统防雷技术规定》 (YD5078-98)
□ 《通信局(站)雷电过电压保护工程设计规范》 (YD/T5098-2001)
□ 《通信局(站)低压配电系统电涌保护器技术要求 测试方法》 (YD/T1235.1, YD/T1235.2- 2002)
□ 《500kV变电所保护和控制设备抗扰度要求》 (DL/Z  713)
□ 《电力系统通信站防雷运行管理规程》 (DL 548-94)
□ 《铁路电子设备用防雷保安器》 (TB/T 2311-2002)
□ 《铁道信号设备雷电电磁脉冲防护技术条件》 (TB/T3074-2003)

选择电涌保护器要遵循哪些步骤?

(1) 根据当地雷暴日天数、建筑物类型、建筑物有否接闪器和对供电连续性要求的高低确定电涌保护器所需达到的最大放电电流Imax。对有接闪器的建筑物,其雷电冲击电流形成的辐射电磁场可在闭合回路中产生过电压,此时应在进线处安装Imax=60KA(10/350微秒)的电涌保护器。
(2) 根据被保护设备的Uchoe确定电涌保护器的Up。
(3) 确定被保护回路类型(1P、1P+N、3P、3P+N)及其接地系统类型(TT、TN-S、TN-C、IT)确定配电网络的Us.max和电涌保护器的Uc。
(4) 根据基本原则Us.max<Up<Uchoe对照电涌保护器的参数表选定电涌保护器。

最大冲击电流(冲击放电电流)Iimp和最大放电电流Imax的区别是什么?

Iimp和 Imax都是表示电涌保护器的通流容量(SPD最大能承受的雷电能量)的技术参数。其中最大放电电流Imax是电压限制型SPD的一个重要参数,采用8/20微秒波形试验仅通过1~2次(IEC是1次)值;最大冲击电流(冲击放电电流)Iimp是电压开关型SPD的一个重要参数,采用10/350微秒波形试验仅通过1~2次(IEC是1次)值。

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2008