Parechji prublemi caldi in u presente dispositivu di prutezzione di sovratensione SPD

Parechji prublemi caldi in u presente dispositivu di prutezzione di sovratensione SPD

1. Classificazione di e forme d'onda di prova

Per u testu SPD di u dispositivu di prutezzione, ci hè un ferru dibattitu in casa è à l'estranu nantu à e categurie di prova di Classe I (Classe B, Tipu 1), principalmente nantu à u metudu di simulazione di scaricamentu di impulsu di fulmine direttu, a disputa trà i cumitati IEC è IEEE :

(1) IEC 61643-1, in Classe I (Classe B, Tipu 1) prova di corrente di sovratensione di u dispositivu di prutezzione di sovratensione, a forma d'onda 10 / 350µs hè una forma d'onda di prova.

(2) IEEE C62.45 'IEEE Dispositivi protettivi à bassa tensione - Parte 11 Dispositivi protettivi per sovratensioni cunnessi à sistemi di alimentazione à bassa tensione - Priservi è metudi di prova' definisce a forma d'onda 8 / 20µs cum'è a forma d'onda di prova.

L'appruvatori di a forma d'onda 10 / 350µs credenu chì, per assicurà a prutezzione di 100% durante i fulmini, i parametri di fulmine più severi devenu esse aduprati per testà l'attrezzatura di prutezzione contro i fulmini. Aduprate una forma d'onda 10 / 350µs per rilevà LPS (Sistema di Prutezzione di i Fulmini) per assicurà chì ùn sia micca dannatu fisicamente da i fulmini. È i difensori di a forma d'onda 8 / 20µs credenu chì dopu à più di 50 anni d'usu, a forma d'onda mostra un tassu di successu assai altu.

In uttrovi 2006, rapprisentanti pertinenti di IEC è IEEE anu coordinatu è elencatu parechji temi per a ricerca.

L'alimentazione elettrica GB18802.1 SPD presenta forme d'onda di prova di classificazioni di Classe I, II è III, vede a Tabella 1.

Tabella 1: Categorie di prova di Livellu I, II è III

I Stati Uniti anu cunsideratu duie situazioni in i trè ultimi standard seguenti:
IEEE C62.41. 1 'Guida IEEE nantu à l'Ambiente di Surges in Bassa Tensione (1000V è Meno) Circuiti di Potenza AC', 2002
IEEE C62.41. 2 'IEEE nantu à a Caratterizazione Pratica Raccomandata di Surges in Bassa Tensione (1000V è Meno) Circuiti di Potenza AC', 2002
IEEE C62.41. 2 'IEEE nantu à Pratiche Raccomandate nantu à Test di Surge per Apparecchiature Connesse à Circuiti di Potenza AC à Bassa Tensione (1000V è Meno)', 2002

Situazione 1: U lampu ùn hè micca direttamente colpu l'edificiu.
Situazione 2: Hè un raru accadutu: a saetta colpisce direttamente nantu à un edifiziu o a terra accantu à un edifiziu hè colpita da un fulmine.

A Tabella 2 raccomanda forme d'onda rappresentative applicabili, è a Tabella 3 dà i valori di intensità currispondenti à ogni categuria.
Tabella 2: Situazione AB C (Casu 1) Forme d'onda di Test d'impattu Standard è Addizionale Applicabile è Casu 2 Riassuntu di i Parametri.

Tabella 3: Situazione SPD à a surtita 2 Contenutu di prova ^{A, B}

nota:
A. Stu test hè limitatu à u SPD installatu à a surtita, chì hè differente da e norme è forme d'onda addiziunali menzionate in sta raccomandazione, eccettu per SPD.
B. I valori sopra appiicati à ogni prova di fase di SPD multi-fase.
C. L'esperienza di travagliu di campu di successu di SPD cù C inferiore à u livellu di esposizione 1 indica chì parametri inferiori ponu esse selezionati.

"Ùn ci hè micca una forma d'onda specifica chì possa rapprisintà tutti l'ambienti di sollecitazioni, allora u mondu reale cumplessu deve esse simplificatu in alcune forme d'onda di prova standard facili da gestisce. Per ghjunghje, l'ambienti di sovratensione sò classificati per furnisce tensione di sovratensione è corrente. A forma d'onda è l'ampiezza sò scelte in modo da esse adatte per valutà e diverse capacità di resistenza di l'attrezzatura cunnessa à l'alimentazione à bassa tensione CA, è di a resistenza di l'attrezzatura è l'ambiente di sovratensione deve esse coordinatu currettamente ".

"U scopu di specificà e forme d'onda di prova di classificazione hè di furnisce à i cuncettori di l'equipaggiu è l'utilizatori forme d'onda di test di surghjente standard è supplementari è i livelli di l'ambiente di surghjenti currispundenti. I valori raccomandati per e forme d'onda standard sò risultati simplificati ottenuti da l'analisi di una grande quantità di dati di misurazione. A simplificazione permetterà una specificazione ripetibile è efficace per a resistenza à a sovratensione di apparecchiature cunnesse à alimentatori à bassa tensione CA ".

L'onde di tensione è di corrente aduprate per u test di tensione di limite di impulsu SPD di e telecomunicazioni è di e rete di segnale sò mostrate in a Tabella 4.

Tabella 4: Tensione è l'onda attuale di prova d'impattu (Tabella 3 di GB18802-1)

Nota: L'impattu hè applicatu trà u terminal di linea è u terminal cumunu. Sia da pruvà trà i terminali di linea hè determinatu secondu l'idoneità. U SPD per l'alimentazione elettrica è u SPD per e telecomunicazioni è e reti di segnale devenu formulà una forma d'onda di test standard unificata chì pò esse abbinata à a tensione di resistenza di l'attrezzatura.

2. Tipu di switch di tensione è tippu di limite di tensione

In a storia à longu andà, u tippu di commutazione di tensione è u tippu di limitazione di tensione sò u sviluppu, a cumpetizione, a cumplementazione, l'innovazione è a riqualificazione. U tippu di spaziu di aria di u tippu di switch di tensione hè statu largamente adupratu in l'ultimi decennii, ma espone ancu parechji difetti. Sò:

(1) U primu livellu (livellu B) aduprendu 10 / 350µs spark gap type SPD hà causatu un grande numeru di registrazioni di apparecchiature di cumunicazione di a stazione di basa di danni massimi di fulmini.

(2) A causa di u longu tempu di risposta di u spark gap SPD à u lampu, quandu a stazione di basa hà solu spark gap SPD, è nisun altru SPD hè adupratu per u sicondu livellu (livellu C) prutezzione, u currente di fulmine pò causà fulmini sensibili dispusitivi in ​​u dannu di u dispositivu.

(3) Quandu a stazione di basa utilizza a prutezzione di dui livelli B è C, u tempu di risposta lentu di u scintilliu SDP à u fulmine pò fà passà tutti i currenti di fulmini attraversu u prutettore di limitazione di tensione di u livellu C, pruvucendu u prutettore di u livellu C danatu da un fulmine.

(4) Pò esse un puntu cecu di scarica di scintilla trà a cooperazione energetica tra u tippu di gap è u tippu di limitazione di pressione (puntu cecu significa chì ùn ci hè micca scarica di scintilla in u spark gap di scarica), resultendu in u tippu di gap spark SPD ùn agisce micca, è u sicondu livellu (livellu C) prutettore hà da suppurtà più altu. U currente di fulmine hà fattu chì u prutettore di u livellu C sia dannighjatu da un fulmine (limitatu da a zona di a stazione di basa, a distanza di disaccoppiu trà i dui poli SPD richiede circa 15 metri). Dunque, hè impussibile per u primu livellu di aduttà SPD di tipu gap per cooperà efficacemente cù u SPD di livellu C.

(5) L'induttanza hè cunnessa in serie trà i dui livelli di prutezzione per furmà un dispositivu di disaccoppiamentu per risolve u prublema di a distanza di prutezzione trà i dui livelli di SPD. Pò esse un puntu cecu o un prublema di riflessione trà i dui. Sicondu l'introduzione: "L'induttanza hè aduprata cum'è cumpunente di depletione è forma d'onda A forma hà una relazione stretta. Per e forme d'onda lunghe à mità valore (cume 10 / 350µs), l'effettu di disaccoppiamento di l'induttore ùn hè micca assai efficace (u tippu di scintilliu plus l'induttore ùn pò risponde à i requisiti di prutezzione di sfarenti spettrali di fulmini quandu si lampa). Quandu si cunsumanu cumpunenti, u tempu di risurrezzione è u valore di punta di a tensione di sovratensione devenu esse cunsiderati ". Inoltre, ancu se l'induttanza hè aghjuntu, u prublema di a tensione SPD di gap gap finu à circa 4kV ùn pò micca esse risoltu, è l'operazione di campu mostra chì dopu u gap SPD di tipu è a combinazione di gap SPD sò cunnessi in serie, u C- U modulu di livellu 40kA installatu in l'alimentazione di commutazione perde u SPD Ci sò numerosi registri di esse distrutti da un fulmine.

(6) I valori di / dt è du / dt di SPD di tipu gap sò assai grandi. L'impattu annantu à i cumpunenti di i semiconduttori in l'internu di l'attrezzatura prutetta dietro u SPD di primu livellu hè particularmente notevule.

(7) Spark gap SPD senza funzione d'indicazione di deterioramentu

(8) U tipu SPD di scintilla ùn pò realizà e funzioni di sveglia di dannu è di segnalazione à distanza di difetti (attualmente pò esse realizatu solu da LED per indicà u statu di travagliu di u so circuitu ausiliare, è ùn riflette micca u deterioramentu è u dannu di a sovratensione di fulmine prutettore), cusì hè Per e stazioni di basa senza vigilanza, SPD intermittenti ùn ponu micca esse applicati in modo efficace.

In riassuntu: da a prospettiva di parametri, indicatori, è fattori funzionali cume pressione residuale, distanza di disaccoppiamento, gas scintilla, tempu di risposta, senza allarme di dannu, è segnalazione à distanza senza difetti, l'usu di spark gap SPD in a stazione base minaccia u funziunamentu sicuru di u sistema di cumunicazione Issues.

Tuttavia, cù u sviluppu continuu di a tecnulugia, u SPD di tipu spark gap continua à superà e so proprie carenze, l'usu di stu tippu di SPD mette in evidenza ancu i vantaghji più grandi. In l'ultimi 15 anni, assai ricerche è sviluppu sò state effettuate nantu à u tippu di spazii d'aria (vede a Tabella 5):

In termini di prestazioni, a nova generazione di prudutti hà i vantaghji di bassa tensione residua, grande capacità di flussu è piccula dimensione. Attraversu l'applicazione di a tecnulugia di trigger micro-gap, pò realizà a distanza "0" chì currisponde cù u SPD limitante di pressione è a cumminazione di u SPD limitante di pressione. Compensa ancu a so mancanza di reattività è ottimizza assai a creazione di sistemi di prutezzione di i lampi. In termini di funzione, a nova generazione di prudutti pò garantisce l'operazione sicura di tuttu u pruduttu monitorendu u funziunamentu di u circuitu di trigger. Un dispositivu di disimpegnu termicu hè installatu in u pruduttu per evità a combustione di u cunchju esterno; una grande tecnulugia di distanza d'apertura hè aduttata in l'elettrodu impostatu per evità u flussu continuu dopu à zero traversate. In listessu tempu, pò ancu furnisce una funzione di allarme di signale remota per selezziunà a dimensione equivalente di impulsi di fulmine, è allargà a vita di serviziu.

Table 5: Sviluppu tipicu di spark gap

S / n	esse	funziunalità Main	nostru situ
1	1993	Stabilisce una fossa in forma di "V" chì cambia da chjucu à grande, è mette in opera un insulatore à scarica fina longu à a fine di a valle cum'è isolamentu per aiutà à ottene una bassa tensione operativa è scarica finu à a fossa, aduprendu elettrodi è struttura spaziale è pruprietà materiale in u 1993 .Cunduce l'arcu versu l'esternu, furmendu una cundizione intermittente è spegne l'arcu. I primi discaricatori di tipu gap anu avutu alta tensione di ripartizione è una grande dispersione.
2	1998	L'usu di un circuitu di trigger elettronicu, in particulare l'usu di un trasformatore, realizeghja a funzione di trigger trigger. Appartene à a fossa di scarica attivata attivata, chì hè un aghjurnamentu di a fossa di scarica attivata passiva. Riduce efficacemente a tensione di ripartizione. Appartene à u trigger trigger è ùn hè micca abbastanza stabile.
3	1999	U scaricamentu di u gap hè stimulatu da un pezzu scintillante (attivatu attivatu da un trasformatore), a struttura hè pensata cum'è una struttura semi-chjusa, è u gap circulare in forma di cornu o in forma di arcu hè cambiatu da picculu à grande, è a guida d'aria U solcu hè furnitu da u latu per facilità u disegnu è esse allungatu L'arcu elettricu si spegne è a struttura chjusa pò esse riempita di gas chì spegne l'arcu. Hè u sviluppu di l'elettrodu di u gap di scarica iniziale. Rispuntendu à u gap di scarica chjusu tradiziunale, a scanalatura in forma d'arcu o circulare ottimizza u spaziu è l'elettrodu, chì cunduce à un vulume più chjucu. A fossa di l'elettrodu hè chjuca, a capacità intermittente hè insufficiente,
4	2004	Cooperate cù a tecnulugia di attivazione di micro-gap, aduttate a regolazione di l'elettrodu à grande distanza è a tecnulugia di estinzione di l'arcu di raffreddamentu di u canale spirale, Migliurà assai a tecnulugia di scatenu è a capacità intermittente, l'usu di a tecnulugia di scansione energetica hè più stabile è affidabile.
5	2004	Ottimizà u dispositivu di prutezzione di i lampi per formà un dispositivu di prutezzione di sovratensione compositu chì risponde à i requisiti di prutezzione di Classe B è Classe C. Moduli fatti di spazii di scarica, moduli fatti di elementi limitanti di tensione, basi è dispositivi di deterioramentu sò cumbinati in vari modi per formà dispositivi di prutezzione di sovratensione.

Mappa di pista di sviluppu

3. Similitudine è differenze trà SPD di telecomunicazione è SPD di alimentazione

Tabella 6: Similitudine è differenze trà SPD di telecomunicazione è SPD di alimentazione

Tabella 7: Tensione di travagliu cumunu di cumunicazione SPD

4. Coperazione trà prutezzione esterna di sovracorrente è SPD

Requisiti per a prutezzione di sovracorrente (interruttore o fusibile) in u sezionatore:

(1) Rispittà GB / T18802.12: 2006 "Dispositiu di Prutezzione di Surge (SPD) Parte 12: Linee di Selezione è Utilizazione di u Sistema di Distribuzione à Bassa Tensione", "Quandu SPD è dispositivu di prutezzione di sovracorrente cooperanu, u nominale Sott'à u currente di scarica In, hè raccomandatu chì u prutettore di sovracorrente ùn funziona micca; quandu u currente hè più grande cà In, u prutettore di sovracorrente pò operà. Per un prutettore eccessivu resettabile, cum'è un interruttore, ùn deve micca esse dannighjatu da sta surghjente ".

(2) U valore attuale nominale di l'apparecchiu di prutezzione di sovracorrente deve esse sceltu secondu u currente massimu di cortocircuitu chì pò esse generatu à l'installazione SPD è a currente di cortocircuitu sustene a capacità di u SPD (furnita da u fabbricante SPD ), vale à dì, "SPD è a prutezzione di sovracorrente cunnessi ad ellu. U currente di cortocircuitu (pruduttu quandu u SPD fiasca) di u dispusitivu hè uguale o più grande di u currente massimu di cortu circuiti previstu à l'installazione ".

(3) A relazione selettiva deve esse soddisfatta trà u dispositivu di prutezzione di sovracorrente F1 è u disconnettore esternu SPD F2 à l'entrata di alimentazione. U schema di cablaggio di u test hè u seguente:

I risultati di a ricerca sò i seguenti:
(a) A tensione nantu à i circuiti è i fusibili
U (disjoncteur) ≥ 1.1U (fusible)
U (SPD + prutettore di sovracorrente) hè a somma vettoriale di U1 (protettore di sovracorrente) è U2 (SPD).

(b) A capacità attuale di sovratensione chì u fusibile o l'interruttore di circuitu pò sopportà

Sutta a cundizione chì u prutettore di sovracorrente ùn funziona micca, truvate a corrente massima di sovratensione chì u fusibile è l'interruttore di circuitu cù e diverse currenti nominali ponu suppurtà. U circuitu di prova hè cum'è mostratu in a figura sopra. U metudu di prova hè u seguente: u currente d'inserzione applicatu hè I, è u fusibile o l'interruttore ùn funziona. Quandu 1.1 volte u currente di entrata I hè applicatu, opera. Attraversu sperienze, avemu trovu qualchì valore di currente nominale minimu necessariu per i prutettori di sovracorrente per ùn operà micca sottu à corrente di entrata (corrente d'onda 8 / 20µs o corrente d'onda 10 / 350µs). Vede u tavulu:

Tabella 8: U valore minimu di u fusibile è di l'interruttore di circuitu sottu à a corrente d'inserzione cù una forma d'onda di 8 / 20µs

Tabella 9: U valore minimu di u fusibile è di l'interruttore ùn funziona micca cù a corrente di sovratensione di 10 / 350µs