Некалькі гарачых праблем у цяперашняй прыладзе абароны ад перанапружання SPD
1. Класіфікацыя выпрабавальных формаў сігналаў
У дачыненні да тэсту SPD для абароны ад перанапружання вядуцца жорсткія дэбаты ў краіне і за мяжой наконт катэгорый выпрабаванняў класа I (клас B, тып 1), галоўным чынам па метадзе мадэлявання прамога маланкавага разраду, спрэчцы паміж камітэтамі IEC і IEEE. :
(1) IEC 61643-1, у класе I (клас B, тып 1) выпрабаванне імпульсным токам прылады абароны ад перанапружання, форма сігналу 10/350 мкс з'яўляецца выпрабавальнай формай.
(2) IEEE C62.45 'IEEE Нізкавольтныя прылады абароны ад перанапружання - Частка 11 Прылады абароны ад перанапружання, падлучаныя да нізкавольтных сістэм харчавання - Патрабаванні і метады выпрабаванняў' вызначае форму сігналу 8/20 мкс як выпрабавальную форму.
Ухваляльнікі сігналу 10/350 мкс лічаць, што для забеспячэння 100% абароны падчас удараў маланкі для выпрабавання маланкаахоўнага абсталявання неабходна выкарыстоўваць самыя сур'ёзныя параметры маланкі. Выкарыстоўвайце сігнал 10 / 350µs для выяўлення LPS (сістэмы абароны ад маланкі), каб гарантаваць, што маланка не пашкодзіць яго фізічна. І прыхільнікі формы 8/20 мкс лічаць, што пасля больш чым 50-гадовага выкарыстання форма сігналу паказвае вельмі высокі ўзровень поспеху.
У кастрычніку 2006 г. адпаведныя прадстаўнікі IEC і IEEE каардынавалі і пералічылі некалькі тэм для даследаванняў.
GB18802.1 крыніца харчавання SPD мае выпрабавальныя формы хваляў класіфікацый I, II і III класіфікацый, гл. Табліцу 1.
Табліца 1: Катэгорыі тэсціравання I, II і III узроўняў
| тэст | Пілотныя праекты | Параметры тэсту |
| Клас I | Iчарцяня | Iпік, Q, W / R |
| Клас II | Iмакс | 8/20 мкс |
| Клас III | Uoc | 1.2 / 50 мкс -8 / 20 мкс |
Злучаныя Штаты разгледзелі дзве сітуацыі ў наступных трох найноўшых стандартах:
IEEE C62.41. 1 "Кіраўніцтва IEEE па навакольным асяроддзі ў нізкавольтных (1000 В і менш) ланцугах пераменнага току", 2002
IEEE C62.41. 2 "IEEE аб рэкамендаванай практычнай характарыстыцы перанапружанняў у ланцугах пераменнага току нізкага напружання (1000 В і менш)", 2002
IEEE C62.41. 2 "IEEE аб рэкамендаванай практыцы выпрабаванняў на перанапружанне абсталявання, падлучанага да ланцугоў пераменнага току нізкага напружання (1000 В і менш)", 2002 г.
Сітуацыя 1: Маланка непасрэдна не ўдарыць па будынку.
Сітуацыя 2: Гэта рэдкасць: маланка б'е ў будынак непасрэдна альбо ў зямлю побач з будынкам б'е маланка.
У табліцы 2 рэкамендаваны прыдатныя рэпрэзентатыўныя формы, а ў табліцы 3 прыведзены значэнні інтэнсіўнасці, адпаведныя кожнай катэгорыі.
Табліца 2: Размяшчэнне AB C (выпадак 1) Прыдатныя стандартныя і дадатковыя формы выпрабаванняў на ўздзеянне і зводка параметраў выпадку 2.
| Сітуацыя 1 | Сітуацыя 2 | ||||||
| Тып месцазнаходжання | Звонкая хваля 100 кГц | Камбінацыйная хваля | Асобнае напружанне / ток | Імпульс EFT 5/50 нс | 10/1000 мкс доўгахвалі | Індуктыўная муфта | Прамое счапленне |
| A | стандарт | стандарт | - | дадатковы | дадатковы | Кальцавая хваля тыпу B | Ацэнка ў кожным канкрэтным выпадку |
| B | стандарт | стандарт | - | дадатковы | дадатковы | ||
| З нізкім | Неабавязковы | стандарт | - | Неабавязковы | дадатковы | ||
| З высокім | Неабавязковы | стандарт | Неабавязковы | - | |||
Табліца 3: Сітуацыя SPD на выхадзе 2 Змест тэсту А, У
| Узровень уздзеяння | 10 / 350µs для ўсіх тыпаў SPD | Выбар 8/20 мкс для SPD з нелінейнымі кампанентамі, якія абмяжоўваюць напружанне (MOV) C |
| 1 | 2 кА | 20 кА |
| 2 | 5 кА | 50 кА |
| 3 | 10 кА | 100 кА |
| X | Абодва бакі дамаўляюцца аб выбары больш нізкіх альбо больш высокіх параметраў | |
нататка:
А. Гэты тэст абмяжоўваецца SPD, усталяваным на выхадзе, які адрозніваецца ад стандартаў і дадатковых формаў сігналаў, згаданых у гэтай рэкамендацыі, за выключэннем SPD.
B. Прыведзеныя вышэй значэнні прымяняюцца да кожнай фазавай праверкі шматфазнай SPD.
С. Паспяховы вопыт палявой эксплуатацыі SPD з C ніжэй узроўню ўздзеяння 1 паказвае, што можна выбраць больш нізкія параметры.
«Не існуе пэўнай формы хваляў, якая можа прадстаўляць усе ўсплёскі навакольнага асяроддзя, таму складаны рэальны свет трэба спрасціць і зрабіць простымі ў звароце стандартныя тэставыя формы. Для гэтага перанапружаныя асяроддзя класіфікуюцца з улікам напружання і току перанапружання. Форма і амплітуда выбіраюцца такім чынам, каб быць прыдатнай для ацэнкі розных магчымасцей цягавітасці абсталявання, падлучанага да крыніцы харчавання пераменнага току нізкага напружання, а таксама трываласці і навакольнае асяроддзе трэба правільна каардынаваць ".
«Мэта ўказання формаў выпрабавальных формаў класіфікацыі - забяспечыць дызайнераў абсталявання і карыстальнікаў стандартнымі і дадатковымі формамі выпрабаванняў на перанапружанне і адпаведнымі ўзроўнямі навакольнага асяроддзя. Рэкамендуемымі значэннямі для стандартных формаў сігналаў з'яўляюцца спрошчаныя вынікі, атрыманыя ў выніку аналізу вялікай колькасці вымярэнняў. Спрашчэнне дазволіць паўтарыць і эфектыўна ўдакладніць перанапружанасць абсталявання, падлучанага да нізкавольтных крыніц пераменнага току ».
Хвалі напружання і току, якія выкарыстоўваюцца для выпрабавання лімітавага напружання SPD на сетках электрасувязі і сігналу, паказаны ў табліцы 4.
Табліца 4: Напружанне і бягучая выпрабаванне хваляй удару (табліца 3 GB18802-1)
| Нумар катэгорыі | Тып тэсту | Напружанне размыкання ланцуга UOC | Ток кароткага замыкання Isc | Колькасць заявак |
A1 A2 | Вельмі павольны рост | ≥1 кВ (0.1-100) кВ / с (Выберыце з табліцы 5) | 10А, (0.1-2) А / мкс ≥1000 мкс (шырыня) (Выберыце з табліцы 5) | - Адзінкавы цыкл |
B1 B2 B3 | Павольны ўздым | 1кВ, 10/1000 1кВ або 4кВ, 10/700 ≥1кВ, 100В / мкс | 100А, 10/100 25А альбо 100А, 5/300 (10, 25, 100) А, 10/1000 | 300 300 300 |
Тры С1 C2 C3 | Хуткі ўздым | 0.5 кВ або 1 кВ, 1.2 / 50 (2,4,10) кВ, 1.2 / 50 ≥1 кВ, 1 кВ / мкс | 0.25 кА або 0.5 кА, 8/20 (1,2,5) кА, 8/20 (10,25,100 10) А, 1000/XNUMX | 300 10 300 |
D1 D2 | высокая энергія | ≥1кВ ≥1кВ | (0.5,1,2.5) кА, 10/350 1кА, альбо 2.5кА, 10/250 | 2 5 |
Заўвага: Уздзеянне ўжываецца паміж лініяй тэрмінала і агульнай клемай. Ці трэба правяраць паміж лініяй тэрміналаў, вызначаецца ў залежнасці ад прыдатнасці. SPD для электразабеспячэння і SPD для тэлекамунікацый і сігнальных сетак павінны сфармуляваць уніфікаваны стандартны выпрабавальны сігнал, які можа адпавядаць вытрымцы напружання абсталявання.
2. Тып перамыкача напружання і тып абмежавання напружання
У шматгадовай гісторыі тып пераключэння напружання і тып абмежавання напружання - гэта развіццё, канкурэнцыя, дапаўненне, інавацыі і перапланіроўка. Тып паветранага зазору тыпу перамыкача напружання шырока выкарыстоўваўся ў апошнія дзесяцігоддзі, але ён таксама выяўляе некалькі дэфектаў. Яны:
(1) Першы ўзровень (узровень B) з выкарыстаннем 10 / 350µs іскравага зазорнага тыпу SPD нанёс вялікую колькасць запісаў абсталявання сувязі базавай станцыі аб масіўных пашкоджаннях маланкі.
(2) З-за доўгага часу водгуку SPD на маланку, калі базавая станцыя мае толькі SPD іскры, і ніякая іншая SPD не выкарыстоўваецца для абароны другога ўзроўню (узровень C), ток маланкі можа выклікаць адчувальнасць да маланкі прылады ў пашкоджанні прылады.
(3) Калі базавая станцыя выкарыстоўвае двух'ярусную абарону B і C, павольны час водгуку SDP-іскравага разрыву на маланку можа прывесці да таго, што ўсе токі маланкі пройдуць праз пратэктар, які абмяжоўвае напружанне ўзроўню C, у выніку чаго пратэктар ўзроўню C будзе пашкоджаны маланкай.
(4) Паміж энергетычным супрацоўніцтвам паміж тыпам зазору і тыпам, які абмяжоўвае ціск, можа існаваць сляпая пляма іскравага разраду (сляпая кропка азначае, што ў разраднай іскровай шчыліне адсутнічае іскравы разрад), у выніку чаго іскрыцца тып SPD не дзейнічае, і пратэктар другога ўзроўню (узровень С) павінен вытрымліваць вышэй. Ток маланкі прывёў да пашкоджання маланкай пратэктара ўзроўню C (абмежавана плошчай базавай станцыі, адлегласць развязкі паміж двума полюсамі SPD патрабуе каля 15 метраў). Такім чынам, немагчыма, каб першы ўзровень прыняў SPD тыпу разрываў для эфектыўнага супрацоўніцтва з SPD ўзроўню C.
(5) Індуктыўнасць паслядоўна злучаецца паміж двума ўзроўнямі абароны, утвараючы развязвальнае прылада для вырашэння праблемы ахоўнай адлегласці паміж двума ўзроўнямі SPD. Паміж імі могуць быць праблемы са сляпым плямай альбо адлюстраваннем. Паводле ўступу: «Індуктыўнасць выкарыстоўваецца як кампанент знясілення і форма хвалі. Форма мае цесную сувязь. Пры доўгіх формах сігналаў напалову (напрыклад, 10/350 мкс) эфект развязкі індуктыўнасці не вельмі эфектыўны (тып іскровага зазору і індуктыўнасць не могуць адпавядаць патрабаванням абароны розных спектраў маланкі пры ўдары маланкі). Пры спажыванні кампанентаў неабходна ўлічваць час нарастання і пікавае значэнне імпульснага напружання ". Больш за тое, нават калі дадаць індуктыўнасць, праблему зазору напружання SPD да прыблізна 4 кВ нельга вырашыць, і палявая праца паказвае, што пасля таго, як зазор SPD і спалучэнне зазору тыпу SPD злучаюцца паслядоўна, C- Модуль узроўню 40 кА, усталяваны ўнутры імпульснага блока харчавання, губляе SPD. Ёсць мноства запісаў пра разбурэнне маланкай.
(6) Значэнні di / dt і du / dt для разрыўнага тыпу SPD вельмі вялікія. Уплыў на паўправадніковыя кампаненты ўнутры абароненага абсталявання за SPD першага ўзроўню асабліва прыкметна.
(7) Іскрыны зазор SPD без функцыі індыкацыі пагаршэння
(8) Іскрысты тып SPD не можа рэалізаваць функцыі сігналізацыі аб пашкоджанні і дыстанцыйнай сігналізацыі аб няспраўнасцях (у цяперашні час ён можа быць рэалізаваны толькі пры дапамозе святлодыёда, які паказвае працоўны стан яго дапаможнай ланцуга, і не адлюстроўвае пагаршэння стану і пашкоджання маланкі protector), так гэта для базавых станцый без нагляду, перыядычны SPD нельга эфектыўна ўжываць.
Падводзячы вынік: з пункту гледжання параметраў, паказчыкаў і функцыянальных фактараў, такіх як рэшткавы ціск, адлегласць развязкі, іскровы газ, час водгуку, адсутнасць сігналізацыі аб пашкоджанні і дыстанцыйная сігналізацыя без няспраўнасцяў, выкарыстанне SPD-разраду ў базавай станцыі бяспечная праца сістэмы сувязі Пытанні.
Аднак, з бесперапынным развіццём тэхналогій, SPD тыпу іскраў працягвае пераадольваць уласныя недахопы, выкарыстанне гэтага тыпу SPD таксама падкрэслівае вялікія перавагі. За апошнія 15 гадоў было праведзена шмат даследаванняў і распрацовак па тыпу паветранага зазору (гл. Табліцу 5):
З пункту гледжання прадукцыйнасці прадукцыя новага пакалення мае перавагі ў нізкай рэшткавай напрузе, вялікай прапускной здольнасці і невялікіх памерах. Дзякуючы прымяненню тэхналогіі запуску мікразазораў, ён можа рэалізаваць адпаведнасць адлегласці "0" з SPD для абмежавання ціску і спалучэнне SPD для абмежавання ціску. Гэта таксама кампенсуе недастатковую хуткасць рэагавання і значна аптымізуе стварэнне сістэм маланкааховы. З пункту гледжання функцыянальнасці, новае пакаленне прадуктаў можа гарантаваць бяспечную працу ўсяго прадукту, кантралюючы працу спускавога круга. Унутры выраба ўсталёўваецца прылада тэрмічнага адключэння, каб пазбегнуць апёку знешняй абалонкі; у наборы электродаў прынята тэхналогія вялікай адлегласці адкрыцця, каб пазбегнуць бесперапыннага патоку пасля перасячэння нуля. У той жа час ён можа таксама забяспечыць функцыю аддаленага сігналу трывогі для выбару эквівалентнага памеру імпульсаў маланкі і падаўжэння тэрміну службы.
Табліца 5: Тыповае развіццё іскры
| S / N | Гадоў | Асноўныя рысы | Заўвагі |
| 1 | 1993 | Усталюйце зазор у форме "V", які змяняецца з малога на вялікі, і ўсталюйце ўздоўж канца даліны тонкі ізалятар разраду ў якасці ізаляцыі для атрымання нізкага працоўнага напружання і разраду да зазору, выкарыстоўваючы электроды і структуру прасторы і ўласцівасці матэрыялу ў 1993 годзе. Вядзіце дугу вонкі, ствараючы перарывісты стан і загасаючы дугу. Раннія разрадныя разраднікі мелі высокае напружанне прабоя і вялікую дысперсію. |  |
| 2 | 1998 | Выкарыстанне электроннай ланцуга запуску, асабліва выкарыстанне трансфарматара, рэалізуе дапаможную функцыю трыгера. Ён належыць да актыўнага разраду разраду, які з'яўляецца мадэрнізацыяй пасіўнага разраду разраду. Эфектыўна памяншае напружанне прабоя. Ён належыць да пускавога імпульсу і недастаткова ўстойлівы. |  |
| 3 | 1999 | Разрыў шчыліны стымулюецца іскрынкай (актыўна запускаецца трансфарматарам), канструкцыя выканана ў выглядзе паўзакрытай канструкцыі, а кругападобны альбо дугападобны зазор у выглядзе рога зменены з малога на вялікі, а паветраправодная Збоку прадугледжана паза для палягчэння нанясення і падаўжэння электрычнай дугі гасіцца, а закрытая канструкцыя можа быць запоўнена газам для дужання. Гэта развіццё электрода ранняга разраду. У параўнанні з традыцыйным закрытым разрадным зазорам дугападобная або кругавая канаўка аптымізуе прастору і электрод, які спрыяе меншаму аб'ёму. Зазор электрода невялікі, перарывістая здольнасць недастатковая, |  |
| 4 | 2004 | Супрацоўнічаць з тэхналогіяй запуску мікра-зазору, прыняць электрод вялікага адлегласці і тэхналогію дужання газавага астуджэння спіральнага канала, Значна палепшыць спускавую тэхналогію і перарывістую здольнасць, выкарыстанне энергетычнай спускавой тэхналогіі больш стабільна і надзейна. |  |
| 5 | 2004 | Аптымізуйце прыладу маланкааховы, каб сфармаваць кампазітнае прылада абароны ад перанапружання, якое адпавядае патрабаванням абароны класа B і класа C. Модулі, зробленыя з разрадных разрываў, модулі, вырабленыя з элементаў абмежавання напружання, асновы і прылад зносу, па-рознаму аб'ядноўваюцца ў сістэмы абароны ад перанапружання |  |
Карта трэка развіцця
3. Падабенства і адрозненні паміж SPD тэлекамунікацый і SPD харчавання
Табліца 6: Падабенства і адрозненні паміж SPD тэлекамунікацый і SPD электразабеспячэння
| праект | Магутнасць SPD | SPD Тэлекаму |
| паслаць | энергія | Інфармацыйная, аналагавая альбо лічбавая. |
| Катэгорыя магутнасці | Частата харчавання пераменнага або пастаяннага току | Розныя працоўныя частоты ад пастаяннага току да УВЧ |
| Працоўнае напружанне | высокая | Нізкі (гл. Табліцу ніжэй) |
| Прынцып абароны | Каардынацыя ізаляцыі Узровень абароны SPD ≤ узровень допуску абсталявання | Электрамагнітная сумяшчальнасць ўсплёск імунітэту Узровень абароны SPD ≤ ўзровень дапушчальнасці абсталявання не можа паўплываць на перадачу сігналу |
| стандарт | GB / T16935.1 / IEC664-1 | GB / T1762.5 IEC61000-4-5 |
| Тэставая форма хвалі | 1.2 / 50 мкс або 8/20 мкс | 1.2 / 50 мкс -8 / 20 мкс |
| Імпеданс ланцуга | Нізкі | высокая |
| Ачышчальнік | Мець | няма |
| асноўныя кампаненты | MOV і перамыкач тыпу | GDT, ABD, TSS |
Табліца 7: Агульнае рабочае напружанне сувязі SPD
| Не. | Тып лініі сувязі | Намінальнае рабочае напружанне (V) | SPD максімальная працоўная напруга (В) | Нармальная хуткасць (B / S) | Тып інтэрфейсу |
| 1 | Рэле DDN / Xo25 / Frame | <6, альбо 40-60 | 18 або 80 | 2 М і менш | RJ / ASP |
| 2 | xDSL | <6 | 18 | 8 М і менш | RJ / ASP |
| 3 | Лічбавае рэле 2M | <5 | 6.5 | 2 М | Кааксіяльны БНК |
| 4 | ISDN | 40 | 80 | 2 М | RJ |
| 5 | Аналагавая тэлефонная лінія | <110 | 180 | 64 K | RJ |
| 6 | 100M Ethernet | <5 | 6.5 | 100 М | RJ |
| 7 | Кааксіяльны Ethernet | <5 | 6.5 | 10 М | Кааксіяльны BNC Кааксіяльны N |
| 8 | RS232 | <12 | 18 | SD | |
| 9 | RS422 / 485 | <5 | 6 | 2 М | ASP / SD |
| 10 | Відэакабель | <6 | 6.5 | Кааксіяльны БНК | |
| 11 | Кааксіяльны БНК | <24 | 27 | ASP |
4. Супрацоўніцтва паміж знешняй абаронай ад току і SPD
Патрабаванні да абароны ад перагрузкі па току (выключальнік альбо засцерагальнік) у разъединителе:
(1) Выконваць GB / T18802.12: 2006 «Прылада абароны ад перанапружання (SPD), частка 12: Кіраўніцтва па выбары і выкарыстанні сістэмы размеркавання нізкага напружання», «Калі SPD і прылада абароны ад перагрузкі па току ўзаемадзейнічаюць, намінальны ўзровень разраду У, рэкамендуецца, каб абарона ад перагрузкі па току не працавала; калі сіла току большая за In, пратэктар ад перагрузкі па току можа працаваць. Для перанакіраванай пратэктара ад перагрузкі па току, напрыклад, выключальніка, ён не павінен пашкоджвацца гэтым перанапружаннем ".
(2) Намінальнае значэнне току прылады абароны ад перагрузкі па току павінна выбірацца ў адпаведнасці з максімальным токам кароткага замыкання, які можа ўтварацца пры ўсталёўцы SPD, і магчымасцю супрацьстаяння току кароткага замыкання SPD (прадастаўляецца вытворцам SPD ), гэта значыць «SPD і падключаная да яго абарона ад перагрузкі па току. Ток кароткага замыкання (вырабляецца пры адмове SPD) прылады роўны або большы за максімальны ток кароткага замыкання, які чакаецца пры ўсталёўцы ».
(3) Селектыўная залежнасць павінна выконвацца паміж прыладай абароны ад перагрузкі па току F1 і знешнім разъединителем SPD F2 на ўваходзе. Схема падлучэння тэсту выглядае наступным чынам:
Вынікі даследавання наступныя:
(а) Напружанне на выключальніках і засцерагальніках
U (выключальнік) ≥ 1.1U (засцерагальнік)
U (SPD + пратэктар ад перагрузкі па току) - вектарная сума U1 (пратэктар ад перагрузкі па току) і U2 (SPD).
(b) Ёмістасць імпульснага току, якую можа вытрымаць засцерагальнік або выключальнік
Пры ўмове, што пратэктар ад перагрузкі па току не працуе, знайдзіце максімальны імпульсны ток, які могуць вытрымаць засцерагальнік і выключальнік з рознымі намінальнымі токамі. Схема выпрабаванняў паказана на малюнку вышэй. Метад выпрабавання заключаецца ў наступным: прыкладзены пускавы ток складае I, а засцерагальнік або выключальнік не працуе. Пры ўжыванні пускавога току I у 1.1 разы ён працуе. У ходзе эксперыментаў мы выявілі некаторыя мінімальныя значэнні намінальнага току, неабходныя для абароны ад перагрузкі па току, каб яны не працавалі пад пускавым токам (хваля току 8/20 мкс або хваля току 10/350 мкс). Глядзіце табліцу:
Табліца 8: Мінімальнае значэнне засцерагальніка і выключальніка пад пускавым токам з формай хвалі 8/20 мкс
| імпульсны ток (8/20 мкс) кА | Мінімальная абарона ад перагрузкі па току | |
| Намінальны ток засцерагальніка A | Намінальны ток выключальніка A | |
| 5 | 16 г | 6 Тып С |
| 10 | 32 г | 10 Тып С |
| 15 | 40 г | 10 Тып С |
| 20 | 50 г | 16 Тып С |
| 30 | 63 г | 25 Тып С |
| 40 | 100 г | 40 Тып С |
| 50 | 125 г | 80 Тып С |
| 60 | 160 г | 100 Тып С |
| 70 | 160 г | 125 Тып С |
| 80 | 200 г | - |
Табліца 9: Мінімальнае значэнне засцерагальніка і выключальніка не працуе пры імпульсным току 10/350 мкс
| Пускавы ток (10/350 мкс) кА | Мінімальная абарона ад перагрузкі па току | |
| Намінальны ток засцерагальніка A | Намінальны ток выключальніка A | |
| 15 | 125 г | Рэкамендуем выбраць аўтаматычны выключальнік у фармаванні (MCCB) |
| 25 | 250 г | |
| 35 | 315 г | |
З прыведзенай табліцы відаць, што мінімальныя значэнні непрацоўкі засцерагальнікаў і аўтаматычных выключальнікаў 10/350 мкс вельмі вялікія, таму варта разгледзець пытанне аб распрацоўцы спецыяльных прыбораў рэзервовай абароны.
З пункту гледжання сваёй функцыі і прадукцыйнасці ён павінен мець вялікую ўстойлівасць да ўдараў і супадаць з вышэйшым выключальнікам або засцерагальнікам.
