Useita kuumia kysymyksiä nykyisessä ylijännitesuojalaitteessa SPD

Useita kuumia kysymyksiä nykyisessä ylijännitesuojalaitteessa SPD

1. Testiaaltomuotojen luokitus

Ylijännitesuojalaitteen SPD-testissä käydään kiivasta keskustelua kotimaassa ja ulkomailla luokan I testausluokista (luokka B, tyyppi 1), lähinnä suoran salamaimpulssipurkauksen simulointimenetelmästä, IEC- ja IEEE-komiteoiden välisestä kiistasta :

(1) IEC 61643-1, luokan I (luokka B, tyyppi 1) ylijännitesuojan ylijännitetesti, 10 / 350µs-aaltomuoto on testiaaltomuoto.

(2) IEEE C62.45 'IEEE: n matalajännitteiset ylijännitesuojat - osa 11 Pienjänniteverkkoon liitetyt ylijännitesuojalaitteet - Vaatimukset ja testausmenetelmät' määrittelee 8 / 20µs: n aaltomuodon testiaaltomuodoksi.

10 / 350µs-aaltomuodon hyväksyjät uskovat, että 100-prosenttisen suojauksen varmistamiseksi salamalaitteiden aikana salamansuojalaitteiden testaamiseen on käytettävä vakavimpia salamaparametreja. Käytä 10 / 350µs: n aaltomuotoa LPS: n (Lightning Protection System) tunnistamiseen varmistaaksesi, että salama ei vahingoita sitä fyysisesti. Ja 8 / 20µs-aaltomuodon kannattajat uskovat, että yli 50 vuoden käytön jälkeen aaltomuodolla on erittäin suuri onnistumisaste.

Lokakuussa 2006 IEC: n ja IEEE: n edustajat koordinoivat ja listasivat useita tutkimusaiheita.

GB18802.1-virtalähteellä SPD on testiaaltomuodot luokkiin I, II ja III, katso taulukko 1.

Taulukko 1: Tason I, II ja III testausluokat

Yhdysvallat on tarkastellut kahta tilannetta seuraavissa kolmessa uusimmassa standardissa:
IEEE C62.41. 1 'IEEE-opas purkautumisympäristöstä matalajännitteisissä (1000 V ja vähemmän) vaihtovirtapiireissä', 2002
IEEE C62.41. 2 'IEEE matalajännitteisten (1000 V ja vähemmän) vaihtovirtapiireissä tapahtuvien leikkausten suositelluista käytäntöistä', 2002
IEEE C62.41. 2 'IEEE suositellusta käytännöstä matalajännitteisiin (1000 V ja vähemmän) vaihtovirtapiireihin kytkettyjen laitteiden ylijännitetestauksessa', 2002

Tilanne 1: Salama ei iske suoraan rakennusta.
Tilanne 2: Se on harvinainen tapahtuma: salama iski suoraan rakennukseen tai maata rakennuksen vieressä salama.

Taulukossa 2 suositellaan sovellettavia edustavia aaltomuotoja, ja taulukossa 3 annetaan kutakin luokkaa vastaavat intensiteettiarvot.
Taulukko 2: Sijainti AB C (tapaus 1) Sovellettavat vakio- ja lisäiskutestiaaltomuodot ja tapauksen 2 parametrien yhteenveto.

Taulukko 3: SPD-tilanne poistumisalueella 2 Testisisältö ^{A, B}

Huomautus:
Tämä testi on rajoitettu uloskäynnille asennettavaan SPD: hen, joka poikkeaa tässä suosituksessa mainituista standardeista ja muista aaltomuodoista, lukuun ottamatta SPD: tä.
Edellä olevat arvot koskevat kutakin monivaiheisen SPD: n vaihetestiä.
C. SPD: n onnistunut kenttäkokemus, kun C on pienempi kuin valotustaso 1, osoittaa, että matalammat parametrit voidaan valita.

”Ei ole mitään erityistä aaltomuotoa, joka voi edustaa kaikkia ylijäämäympäristöjä, joten monimutkainen reaalimaailma on yksinkertaistettava joihinkin helposti käsiteltäviin tavanomaisiin testiaaltomuotoihin. Tämän saavuttamiseksi ylijänniteympäristöt luokitellaan tuottamaan ylijännite ja virta. Aaltomuoto ja amplitudi valitaan siten, että ne soveltuvat pienjännitevirtalähteeseen kytkettyjen laitteiden erilaisten kestävyysominaisuuksien sekä laitteiden kestävyyden ja aaltoympäristö on koordinoitava asianmukaisesti. "

"Luokittelutestiaaltomuotojen määrittelyn tarkoituksena on tarjota laitteiden suunnittelijoille ja käyttäjille vakio- ja ylijännitetestauksen aaltomuodot sekä vastaavat ylijännitealuetasot. Standardiaaltomuotojen suositellut arvot ovat yksinkertaistettuja tuloksia, jotka on saatu analysoimalla suuri määrä mittaustietoja. Yksinkertaistaminen mahdollistaa toistettavan ja tehokkaan eritelmän pienjännitevirtalähteisiin kytkettyjen laitteiden ylijännitesuojalle. "

Tietoliikenne- ja signaaliverkkojen SPD-impulssirajajännitetestissä käytetyt jännite- ja virta-aallot on esitetty taulukossa 4.

Taulukko 4: Jännite ja iskutestin nykyinen aalto (GB3-18802: n taulukko 1)

Huomaa: Isku kohdistuu linjaterminaalin ja yhteisen päätteen väliin. Testataanko päätelaitteiden välillä, määritetään soveltuvuuden mukaan. Virtalähteen SPD: n ja tietoliikenne- ja signaaliverkkojen SPD: n tulisi muodostaa yhtenäinen vakio testiaaltomuoto, joka voidaan sovittaa laitteen kestojännitteeseen.

2. jännitekytkimen tyyppi ja jänniterajan tyyppi

Pitkän aikavälin historiassa jännitteenvaihtotyyppi ja jännitteenrajoitustyyppi ovat kehitys, kilpailu, täydentäminen, innovaatio ja uudistaminen. Jännitekytkintyypin ilmarakotyyppiä on käytetty laajasti viime vuosikymmeninä, mutta se paljastaa myös useita vikoja. He ovat:

(1) Ensimmäinen taso (taso B), jossa käytettiin 10 / 350µs: n kipinävälityyppistä SPD: tä, aiheutti suuren määrän tukiaseman tietoliikennelaitteita massiivisista salamanvaurioista.

(2) Koska kipinävälin SPD salamavalo on pitkä, kun tukiasemalla on vain kipinäväli SPD eikä toista SPD-tasoa (taso C) käytetä muulla SPD: llä, salamavirta voi aiheuttaa salamaherkän laitteessa olevat laitteet vahingoittuvat.

(3) Kun tukiasema käyttää kaksitasoista B- ja C-suojausta, kipinävälin SDP: n hidas vasteaika salamalle voi saada kaikki salamavirrat kulkemaan C-tason jännitettä rajoittavan suojuksen läpi, mikä saa aikaan C-tason suojan. salama vahingoittaa.

(4) Rakotyypin ja painetta rajoittavan tyypin välisen energiayhteistyön välillä voi olla kipinän purkautuminen (sokea kohta tarkoittaa, että purkauksen kipinävälissä ei ole kipinän purkautumista), mikä johtaa kipinävälityypin SPD ei toimi, ja toisen tason (taso C) suojuksen on kestettävä korkeampi. Salamavirta aiheutti salaman vaurioittaman C-tason suojan (tukiaseman pinta-ala rajoittaa, SPD: n kahden navan välinen irrotusetäisyys vaatii noin 15 metriä). Siksi on mahdotonta, että ensimmäinen taso hyväksyy aukotyyppisen SPD: n toimiakseen tehokkaasti C-tason SPD: n kanssa.

(5) Induktanssi on kytketty sarjaan kahden suojaustason välille muodostaen irrotuslaitteen SPD: n kahden tason välisen suojaetäisyyden ongelman ratkaisemiseksi. Näiden välillä voi olla sokea alue tai heijastusongelma. Johdannon mukaan: "Induktanssia käytetään tyhjennyskomponenttina ja aaltomuotona. Muotolla on läheinen suhde. Pitkillä puoliarvoisilla aaltomuodoilla (kuten 10 / 350µs) induktorin irtikytkentävaikutus ei ole kovin tehokas (kipinävälityyppi plus induktori ei voi täyttää eri salamaspektrien suojausvaatimuksia salaman iskiessä). Komponentteja kulutettaessa on otettava huomioon ylijännitteen nousuaika ja huippuarvo. " Lisäksi vaikka induktanssi lisätään, noin 4 kV: n rakotyyppisen SPD-jännitteen ongelmaa ei voida ratkaista, ja kenttäkäyttö osoittaa, että sen jälkeen kun rakotyyppi SPD ja raon yhdistelmä SPD on kytketty sarjaan, C- Kytkentävirtalähteen sisään asennettu tason 40kA moduuli menettää SPD: n. Salaman tuhoutumisesta on lukuisia tietoja.

(6) Rakotyyppisen SPD: n di / dt- ja du / dt-arvot ovat hyvin suuria. Vaikutus ensimmäisen tason SPD: n takana olevien suojattujen laitteiden puolijohdekomponenteihin on erityisen havaittavissa.

(7) Kipinävälin SPD ilman huononemisen ilmaisintoimintoa

(8) Kipinävälityyppi SPD ei pysty toteuttamaan vahinkohälytyksen ja vikailmoitussignaalin toimintoja (tällä hetkellä se voidaan toteuttaa vain LEDillä osoittamaan apupiirin toimintatila, eikä se heijasta salaman nousun heikkenemistä ja vaurioita. suojattu), joten se on valvomatonta tukiasemaa varten ajoittaista SPD: tä ei voida käyttää tehokkaasti.

Yhteenvetona: parametrien, indikaattoreiden ja toiminnallisten tekijöiden näkökulmasta, kuten jäännöspaine, irrotusmatka, kipinäkaasu, vasteaika, ei vahinkohälytystä ja häiriötön etäilmoitus, kipinävälin SPD käyttö uhkaa tukiasemassa viestintäjärjestelmän turvallinen käyttö.

Teknologian jatkuvan kehityksen myötä kipinätyyppinen SPD edelleen korjaa omat puutteensa, tämän tyyppisen SPD: n käyttö korostaa myös suurempia etuja. Viimeisten 15 vuoden aikana on tehty paljon tutkimusta ja kehitystä ilmarakotyypistä (katso taulukko 5):

Suorituskyvyn suhteen uuden sukupolven tuotteilla on alhaisen jäännösjännitteen, suuren virtauskapasiteetin ja pienen koon edut. Soveltamalla mikroväliliipaisutekniikkaa, se voi toteuttaa 0-etäisyyden sovituksen paineenrajoitus-SPD: n ja paineenrajoittavan SPD-yhdistelmän kanssa. Se kompensoi myös sen reagoimattomuuden ja optimoi huomattavasti salaman suojausjärjestelmien perustamisen. Toiminnan kannalta uuden sukupolven tuotteet voivat taata koko tuotteen turvallisen toiminnan seuraamalla laukaisupiirin toimintaa. Tuotteen sisään on asennettu terminen irrotuslaite ulkokuoren palamisen välttämiseksi. suuri avausetäisyystekniikka otetaan käyttöön elektrodisarjassa jatkuvan virtauksen välttämiseksi nolla ylityksen jälkeen. Samanaikaisesti se voi myös tarjota etähälytystoiminnon vastaavan kokoisten salamapulssien valitsemiseksi ja pidentää käyttöikää.

Taulukko 5: kipinävälin tyypillinen kehitys

S / N	Vuotta	Pääpiirteet	Huomautuksia
1	1993	Muodosta V-muotoinen rako, joka muuttuu pienestä suureksi, ja laita laakson päähän ohut purkauseriste eristeenä matalan käyttöjännitteen ja purkautumisen aikaansaamiseksi rakoon asti käyttämällä elektrodeja ja avaruusrakennetta ja materiaalin ominaisuuksia vuonna 1993 Vedä kaari ulkopuolelle muodostaen ajoittainen tila ja sammuttamalla kaari. Varhaisväylän purkajilla oli korkea rikkoutumisjännite ja suuri dispersio.
2	1998	Elektronisen liipaisupiirin käyttö, erityisesti muuntajan käyttö, toteuttaa apuliipaisutoiminnon. Se kuuluu aktiiviseen laukaistuun purkausväliin, joka on passiivisen laukaistun purkausraon päivitys. Vähentää tehokkaasti rikkoutumisjännitettä. Se kuuluu pulssiliipaisimeen eikä ole riittävän vakaa.
3	1999	Raon purkautumista stimuloi kipinöinti (muuntajan laukaisema aktiivisesti), rakenne on suunniteltu puoliksi suljettuna rakenteena ja sarven muotoinen pyöreä tai kaarimainen rako muuttuu pienestä suureksi ja ilmanohjain Sivulle on järjestetty ura vetämisen ja pitenemisen helpottamiseksi. Sähkökaari sammuu ja suljettu rakenne voidaan täyttää kaaren sammutuskaasulla. Se on varhaisen purkausvälielektrodin kehittäminen. Perinteiseen suljettuun purkausrakoon verrattuna kaaren muotoinen tai pyöreä ura optimoi tilan ja elektrodin, mikä edistää pienempää tilavuutta. Elektrodiväli on pieni, ajoittainen kyky on riittämätön,
4	2004	Tee yhteistyötä mikrovälin laukaisutekniikan kanssa, ota käyttöön suurten etäisyyksien elektrodiasetus ja spiraalikanavan jäähdytyskaaren sammutustekniikka, Paranna huomattavasti laukaisutekniikkaa ja ajoittaista kykyä, energian laukaisutekniikan käyttö on vakaampaa ja luotettavampaa.
5	2004	Optimoi salamansuojalaite muodostamaan yhdistetty ylijännitesuojalaite, joka täyttää luokan B ja C suojan vaatimukset. Purkausrakoista valmistetut moduulit, jännitteen rajoittavista elementeistä valmistetut moduulit, jalustat ja huonontumislaitteet yhdistetään eri tavoin ylijännitesuojalaitteiksi

Kehityskartta

3. Tietoliikenteen SPD: n ja virtalähteen SPD: n yhtäläisyydet ja erot

Taulukko 6: Tietoliikenteen SPD: n ja virtalähteen SPD: n yhtäläisyydet ja erot

Taulukko 7: Yhteinen SPD-käyttöjännite

4. Yhteistyö ulkoisen ylivirtasuojan ja SPD: n välillä

Vaatimukset erottimen ylivirtasuojalle (katkaisija tai sulake):

(1) Noudata standardia GB / T18802.12: 2006 “Ylijännitesuojalaite (SPD), osa 12: Pienjänniteverkon jakelujärjestelmän valinta ja käyttöohjeet”, ”Kun SPD ja ylivirtasuojalaite toimivat yhteistyössä, nimellispurkausvirran alapuolella Sisään on suositeltavaa, että ylivirtasuoja ei toimi; kun virta on suurempi kuin In, ylivirtasuoja voi toimia. Palautuvan ylivirtasuojan, kuten virrankatkaisijan, ei pitäisi vahingoittaa tätä ylijännitettä. "

(2) Ylivirtasuojalaitteen nimellisvirta tulisi valita SPD-asennuksessa syntyvän suurimman oikosulkuvirran ja SPD: n oikosulkuvirtakestävyyden mukaan (SPD-valmistajan toimittama) ) eli SPD ja siihen liitetty ylivirtasuoja. Laitteen oikosulkuvirta (syntyy, kun SPD epäonnistuu) on yhtä suuri tai suurempi kuin asennuksessa odotettavissa oleva suurin oikosulkuvirta. "

(3) Selektiivisen suhteen on oltava tyydytetty ylivirtasuojalaitteen F1 ja ulkoisen SPD-erottimen F2 välillä virtalähteessä. Testin kytkentäkaavio on seuraava:

Tutkimustulokset ovat seuraavat:
(a) Katkaisijoiden ja sulakkeiden jännite
U (katkaisija) ≥ 1.1U (sulake)
U (SPD + ylivirtasuoja) on U1: n (ylivirtasuoja) ja U2: n (SPD) vektorisumma.

(b) Ylijännitekapasiteetti, jonka sulake tai katkaisija kestää

Löydä suurin ylijännite, jonka sulake ja virrankatkaisija eri nimellisvirroilla kestävät, jos ylivirtasuoja ei toimi. Testipiiri on kuten yllä olevassa kuvassa. Testimenetelmä on seuraava: käytetty käynnistysvirta on I, eikä sulake tai katkaisija toimi. Kun käynnistysvirta I on 1.1-kertainen, se toimii. Kokeiden avulla löysimme joitain nimellisvirran vähimmäisarvoja, joita tarvitaan ylivirtasuojien toimimattomaksi käynnistysvirrassa (8/20 µs aaltovirta tai 10/350 µs aaltovirta). Katso taulukko:

Taulukko 8: Sulakkeen ja katkaisijan vähimmäisarvo käynnistysvirran alla 8 / 20µs: n aaltomuodolla

Taulukko 9: Sulakkeen ja katkaisijan vähimmäisarvo ei toimi 10 / 350µs: n ylijännitevirran alla