Mehrere heiße Probleme in der vorliegenden Überspannungsschutzvorrichtung SPD

Mehrere heiße Probleme in der vorliegenden Überspannungsschutzvorrichtung SPD

1. Klassifizierung von Testwellenformen

Für den SPD-Test des Überspannungsschutzgeräts gibt es im In- und Ausland heftige Debatten über die Testkategorien der Klasse I (Klasse B, Typ 1), hauptsächlich über die Methode zur Simulation der direkten Blitzimpulsentladung, den Streit zwischen den IEC- und IEEE-Komitees ::

(1) IEC 61643-1, in der Stoßstromprüfung der Klasse I (Klasse B, Typ 1) der Überspannungsschutzvorrichtung ist die 10 / 350µs-Wellenform eine Testwellenform.

(2) IEEE C62.45 'IEEE-Niederspannungs-Überspannungsschutzgeräte - Teil 11 Überspannungsschutzgeräte, die an Niederspannungs-Stromversorgungssysteme angeschlossen sind - Anforderungen und Prüfmethoden' definiert die 8 / 20µs-Wellenform als Testwellenform.

Befürworter der 10 / 350µs-Wellenform sind der Ansicht, dass zum Testen von Blitzschutzgeräten die strengsten Blitzparameter verwendet werden müssen, um einen 100% igen Schutz bei Blitzeinschlägen zu gewährleisten. Verwenden Sie eine 10 / 350µs-Wellenform, um LPS (Lightning Protection System) zu erkennen und sicherzustellen, dass es nicht durch Blitzschlag physisch beschädigt wird. Und die Befürworter der 8 / 20µs-Wellenform glauben, dass die Wellenform nach mehr als 50 Jahren Verwendung eine sehr hohe Erfolgsrate aufweist.

Im Oktober 2006 koordinierten und listeten relevante Vertreter von IEC und IEEE mehrere Forschungsthemen auf.

Das Netzteil GB18802.1 SPD verfügt über Testwellenformen der Klassen I, II und III, siehe Tabelle 1.

Tabelle 1: Testkategorien der Stufen I, II und III

Die Vereinigten Staaten haben zwei Situationen in den folgenden drei neuesten Standards berücksichtigt:
IEEE C62.41. 1 'IEEE-Leitfaden zur Überspannungsumgebung in Niederspannungs-Wechselstromkreisen (1000 V und weniger)', 2002
IEEE C62.41. 2 'IEEE zur empfohlenen Praxischarakterisierung von Überspannungen in Niederspannungs-Wechselstromkreisen (1000 V und weniger)', 2002
IEEE C62.41. 2 'IEEE zur empfohlenen Vorgehensweise bei Überspannungsprüfungen für Geräte, die an Niederspannungs-Wechselstromkreise (1000 V und weniger) angeschlossen sind', 2002

Situation 1: Ein Blitz trifft das Gebäude nicht direkt.
Situation 2: Es kommt selten vor, dass ein Blitz direkt auf ein Gebäude trifft oder der Boden neben einem Gebäude vom Blitz getroffen wird.

In Tabelle 2 werden anwendbare repräsentative Wellenformen empfohlen, und in Tabelle 3 sind die Intensitätswerte angegeben, die jeder Kategorie entsprechen.
Tabelle 2: Standort AB C (Fall 1) Anwendbare Standard- und zusätzliche Aufpralltest-Wellenformen und Zusammenfassung der Parameter für Fall 2.

Tabelle 3: SPD-Situation am Ausgang 2 Testinhalt ^{A, B}

Hinweis:
A. Dieser Test ist auf die am Ausgang installierte SPD beschränkt, die sich von den in dieser Empfehlung genannten Standards und zusätzlichen Wellenformen unterscheidet, mit Ausnahme der SPD.
B. Die obigen Werte gelten für jeden Phasentest der Mehrphasen-SPD.
C. Die erfolgreiche Feldbetriebserfahrung von SPD mit C unter Belichtungsstufe 1 zeigt an, dass niedrigere Parameter ausgewählt werden können.

„Es gibt keine spezifische Wellenform, die alle Überspannungsumgebungen darstellen kann. Daher muss die komplexe reale Welt in einige einfach zu handhabende Standardtestwellenformen vereinfacht werden. Um dies zu erreichen, werden die Überspannungsumgebungen so klassifiziert, dass sie Stoßspannung und Strom liefern. Die Wellenform und Amplitude werden so ausgewählt, dass sie zur Bewertung der unterschiedlichen Lebensdauerfähigkeiten der an die Niederspannungs-Wechselstromversorgung angeschlossenen Geräte sowie der Geräteausdauer und geeignet sind Die Schwallumgebung muss richtig koordiniert werden. “

„Der Zweck der Angabe von Wellenformen für Klassifizierungstests besteht darin, Geräteentwicklern und Anwendern Standard- und zusätzliche Wellenformen für Überspannungsprüfungen und entsprechende Überspannungsumgebungsniveaus bereitzustellen. Die empfohlenen Werte für Standardwellenformen sind vereinfachte Ergebnisse, die aus der Analyse einer großen Menge von Messdaten erhalten wurden. Die Vereinfachung ermöglicht eine wiederholbare und effektive Spezifikation der Stoßfestigkeit von Geräten, die an Niederspannungs-Wechselstromversorgungen angeschlossen sind. “

Die für den SPD-Impulsgrenzspannungstest von Telekommunikations- und Signalnetzen verwendeten Spannungs- und Stromwellen sind in Tabelle 4 aufgeführt.

Tabelle 4: Spannung und Stromschlagschlagprüfung (Tabelle 3 von GB18802-1)

Hinweis: Der Aufprall wird zwischen dem Leitungsanschluss und dem gemeinsamen Anschluss angewendet. Ob zwischen Leitungsklemmen geprüft werden soll, hängt von der Eignung ab. Die SPD für die Stromversorgung und die SPD für Telekommunikations- und Signalnetze sollten eine einheitliche Standardtestwellenform formulieren, die an die Spannungsfestigkeit des Geräts angepasst werden kann.

2. Spannungsschaltertyp und Spannungsgrenztyp

In der Langzeitgeschichte sind der Spannungsschalttyp und der Spannungsbegrenzungstyp Entwicklung, Wettbewerb, Ergänzung, Innovation und Neuentwicklung. Der Luftspalttyp des Spannungsschaltertyps ist in den letzten Jahrzehnten weit verbreitet, weist jedoch auch mehrere Mängel auf. Sie sind:

(1) Die erste Stufe (Stufe B) unter Verwendung einer 10 / 350µs-Funkenstrecke vom Typ SPD verursachte eine große Anzahl von Aufzeichnungen von Kommunikationsgeräten für Basisstationen mit massiven Blitzschäden.

(2) Aufgrund der langen Reaktionszeit der Funkenstrecke SPD auf Blitzschlag kann der Blitzstrom blitzempfindlich sein, wenn die Basisstation nur eine Funkenstrecke SPD hat und keine andere SPD für den Schutz der zweiten Stufe (Stufe C) verwendet wird Geräte im Gerät beschädigen.

(3) Wenn die Basisstation einen zweistufigen B- und C-Schutz verwendet, kann die langsame Reaktionszeit des Funkenstrecken-SDP auf Blitzschlag dazu führen, dass alle Blitzströme durch den Spannungsbegrenzungsschutz auf C-Ebene fließen, wodurch der Schutz auf C-Ebene entsteht durch Blitzschlag beschädigt.

(4) Zwischen der Energiezusammenarbeit zwischen dem Spalttyp und dem druckbegrenzenden Typ kann ein blinder Fleck der Funkenentladung bestehen (Blindpunkt bedeutet, dass keine Funkenentladung in der Entladungsfunkenstrecke vorhanden ist), was zur Funkenstreckenart SPD führt wirkt nicht und der Schutz der zweiten Stufe (Stufe C) muss höher halten. Durch den Blitzstrom wurde der C-Level-Schutz durch Blitzschlag beschädigt (begrenzt durch den Bereich der Basisstation, erfordert der Entkopplungsabstand zwischen den beiden Polen SPD ca. 15 Meter). Daher ist es für die erste Ebene unmöglich, eine SPD vom Lückentyp zu übernehmen, um effektiv mit der SPD der C-Ebene zusammenzuarbeiten.

(5) Die Induktivität ist zwischen den beiden Schutzstufen in Reihe geschaltet, um eine Entkopplungsvorrichtung zur Lösung des Problems des Schutzabstands zwischen den beiden SPD-Stufen zu bilden. Möglicherweise liegt zwischen beiden ein blinder Fleck oder ein Reflexionsproblem vor. In der Einleitung heißt es: „Induktivität wird als Verarmungskomponente und Wellenform verwendet. Die Form hat eine enge Beziehung. Bei langen Wellenformen mit halbem Wert (z. B. 10 / 350µs) ist der Induktorentkopplungseffekt nicht sehr effektiv (der Funkenstreckentyp plus Induktor kann die Schutzanforderungen verschiedener Blitzspektren bei Blitzeinschlägen nicht erfüllen). Beim Verbrauch von Bauteilen müssen die Anstiegszeit und der Spitzenwert der Stoßspannung berücksichtigt werden. “ Selbst wenn die Induktivität addiert wird, kann das Problem der SPD-Spannung vom Spalttyp bis zu etwa 4 kV nicht gelöst werden, und die Feldoperation zeigt, dass, nachdem der SPD vom Spalttyp und der SPD vom Spaltkombinationstyp in Reihe geschaltet sind, die C- Das im Schaltnetzteil installierte Level 40kA-Modul verliert die SPD. Es gibt zahlreiche Aufzeichnungen darüber, dass es durch Blitzschlag zerstört wurde.

(6) Die di / dt- und du / dt-Werte der SPD vom Spalttyp sind sehr groß. Besonders auffällig sind die Auswirkungen auf die Halbleiterkomponenten in den geschützten Geräten hinter der SPD der ersten Ebene.

(7) Funkenstrecke SPD ohne Verschlechterungsanzeigefunktion

(8) Der Funkenstrecken-Typ SPD kann die Funktionen des Schadensalarms und der Fehlerfernsignalisierung nicht realisieren (derzeit kann er nur durch LED realisiert werden, um den Arbeitsstatus seines Hilfskreises anzuzeigen, und spiegelt nicht die Verschlechterung und Beschädigung des Blitzstoßes wider Protektor), so ist es Bei unbeaufsichtigten Basisstationen kann intermittierende SPD nicht effektiv angewendet werden.

Zusammenfassend: Aus Sicht von Parametern, Indikatoren und Funktionsfaktoren wie Restdruck, Entkopplungsabstand, Funkengas, Reaktionszeit, kein Schadensalarm und fehlerfreie Fernsignalisierung droht die Verwendung von Funkenstrecken-SPD in der Basisstation der sichere Betrieb des Kommunikationssystems Probleme.

Mit der kontinuierlichen Weiterentwicklung der Technologie überwindet die SPD vom Typ Funkenstrecke jedoch weiterhin ihre eigenen Mängel. Die Verwendung dieser Art von SPD unterstreicht auch die größeren Vorteile. In den letzten 15 Jahren wurde viel Forschung und Entwicklung zum Luftspalttyp durchgeführt (siehe Tabelle 5):

In Bezug auf die Leistung bietet die neue Produktgeneration die Vorteile einer niedrigen Restspannung, einer großen Durchflusskapazität und einer geringen Größe. Durch die Anwendung der Mikrolücken-Triggertechnologie kann die Abstandsanpassung „0“ mit der druckbegrenzenden SPD und der Kombination der druckbegrenzenden SPD realisiert werden. Es gleicht auch die mangelnde Reaktionsfähigkeit aus und optimiert die Einrichtung von Blitzschutzsystemen erheblich. In Bezug auf die Funktion kann die neue Produktgeneration den sicheren Betrieb des gesamten Produkts gewährleisten, indem der Betrieb der Auslöseschaltung überwacht wird. Im Inneren des Produkts ist eine Vorrichtung zum thermischen Lösen installiert, um ein Verbrennen der Außenhülle zu vermeiden. Im Elektrodensatz wird eine Technologie mit großem Öffnungsabstand angewendet, um den kontinuierlichen Fluss nach Nulldurchgängen zu vermeiden. Gleichzeitig kann es auch eine Fernsignalalarmfunktion bereitstellen, um die äquivalente Größe von Blitzimpulsen auszuwählen und die Lebensdauer zu verlängern.

Tabelle 5: Typische Entwicklung der Funkenstrecke

S / N	Jahre	Merkmale	Bemerkungen
1	1993	Stellen Sie einen V-förmigen Spalt her, der sich von klein nach groß ändert, und richten Sie einen dünnen Entladungsisolator entlang des Talendes als Isolation ein, um 1993 mithilfe von Elektroden, Raumstruktur und Materialeigenschaften eine niedrige Betriebsspannung und Entladung bis zum Spalt zu erzielen Führen Sie den Lichtbogen nach außen, bilden Sie einen intermittierenden Zustand und löschen Sie den Lichtbogen. Entlader vom frühen Spalttyp hatten eine hohe Durchbruchspannung und eine große Streuung.
2	1998	Die Verwendung einer elektronischen Triggerschaltung, insbesondere die Verwendung eines Transformators, realisiert die Hilfs-Triggerfunktion. Es gehört zur aktiven ausgelösten Entladungslücke, die eine Verbesserung der passiven ausgelösten Entladungslücke darstellt. Reduziert effektiv die Durchbruchspannung. Es gehört zum Impulsauslöser und ist nicht stabil genug.
3	1999	Die Spaltentladung wird durch ein Funkenstück (das aktiv von einem Transformator ausgelöst wird) angeregt, die Struktur ist als halbgeschlossene Struktur ausgelegt und der hornförmige kreisförmige oder bogenförmige Spalt wird von klein nach groß geändert, und die Luftführung An der Seite ist eine Nut vorgesehen, um das Ziehen und Dehnen zu erleichtern. Der Lichtbogen wird gelöscht und die geschlossene Struktur kann mit Lichtbogenlöschgas gefüllt werden. Es ist die Entwicklung der frühen Entladungsspaltelektrode. Im Vergleich zum herkömmlichen geschlossenen Entladungsspalt optimiert die bogenförmige oder kreisförmige Rille den Raum und die Elektrode, was einem kleineren Volumen förderlich ist. Der Elektrodenspalt ist klein, die intermittierende Fähigkeit ist unzureichend,
4	2004	Arbeiten Sie mit der Mikrospalt-Auslösetechnologie zusammen, übernehmen Sie die Einstellung der Elektrodeneinstellung für große Entfernungen und die Lichtbogenlöschungstechnologie für Spiralkanäle. Die Verwendung der Energietriggertechnologie verbessert die Triggertechnologie und die intermittierende Fähigkeit erheblich und ist stabiler und zuverlässiger.
5	2004	Optimieren Sie das Blitzschutzgerät, um ein zusammengesetztes Überspannungsschutzgerät zu bilden, das die Anforderungen des Schutzes der Klassen B und C erfüllt. Module aus Entladungslücken, Module aus Spannungsbegrenzungselementen, Basen und Verschlechterungsvorrichtungen werden auf verschiedene Weise zu Überspannungsschutzvorrichtungen kombiniert

Entwicklungs-Trackmap

3. Ähnlichkeiten und Unterschiede zwischen Telekommunikations-SPD und Stromversorgungs-SPD

Tabelle 6: Ähnlichkeiten und Unterschiede zwischen Telekommunikations-SPD und Stromversorgungs-SPD

Tabelle 7: Gemeinsame Arbeitsspannung der Kommunikations-SPD

4. Zusammenarbeit zwischen externem Überstromschutz und SPD

Anforderungen an den Überstromschutz (Leistungsschalter oder Sicherung) im Trennschalter:

(1) Beachten Sie GB / T18802.12: 2006 „Überspannungsschutzgerät (SPD) Teil 12: Auswahl- und Verwendungsrichtlinien des Niederspannungsverteilungssystems“, „Wenn SPD und Überstromschutzgerät zusammenarbeiten, ist der Nennwert unter dem Entladestrom In wird empfohlen, dass der Überstromschutz nicht funktioniert. Wenn der Strom größer als In ist, kann der Überstromschutz arbeiten. Ein rücksetzbarer Überstromschutz wie ein Leistungsschalter sollte durch diesen Überspannungsschutz nicht beschädigt werden. “

(2) Der Nennstromwert des Überstromschutzgeräts sollte entsprechend dem maximalen Kurzschlussstrom, der bei der SPD-Installation erzeugt werden kann, und der Kurzschlussfestigkeit des SPD (vom SPD-Hersteller bereitgestellt) ausgewählt werden ), dh „SPD und der damit verbundene Überstromschutz. Der Kurzschlussstrom (der erzeugt wird, wenn die SPD ausfällt) des Geräts ist gleich oder größer als der maximale Kurzschlussstrom, der bei der Installation erwartet wird. “

(3) Die selektive Beziehung zwischen der Überstromschutzvorrichtung F1 und dem externen SPD-Trennschalter F2 am Stromeingang muss erfüllt sein. Der Schaltplan des Tests lautet wie folgt:

Die Forschungsergebnisse sind wie folgt:
(a) Die Spannung an Leistungsschaltern und Sicherungen
U (Leistungsschalter) ≥ 1.1U (Sicherung)
U (SPD + Überstromschutz) ist die Vektorsumme von U1 (Überstromschutz) und U2 (SPD).

(b) Die Stoßstromkapazität, der die Sicherung oder der Leistungsschalter standhalten kann

Ermitteln Sie unter der Bedingung, dass der Überstromschutz nicht funktioniert, den maximalen Stoßstrom, dem die Sicherung und der Leistungsschalter mit unterschiedlichen Nennströmen standhalten können. Die Testschaltung ist wie in der obigen Abbildung gezeigt. Die Testmethode ist wie folgt: Der angelegte Einschaltstrom ist I und die Sicherung oder der Leistungsschalter funktioniert nicht. Wenn das 1.1-fache des Einschaltstroms I angelegt wird, arbeitet es. Durch Experimente haben wir einige minimale Nennstromwerte gefunden, die erforderlich sind, damit Überstromschutzvorrichtungen nicht unter Einschaltstrom arbeiten (8 / 20µs Wellenstrom oder 10 / 350µs Wellenstrom). Siehe Tabelle:

Tabelle 8: Der Mindestwert der Sicherung und des Leistungsschalters unter dem Einschaltstrom mit einer Wellenform von 8 / 20µs

Tabelle 9: Der Mindestwert der Sicherung und des Leistungsschalters arbeitet nicht unter dem Stoßstrom von 10 / 350µs