A SPD jelenlegi túlfeszültség-védő készülékének számos aktuális kérdése

A SPD jelenlegi túlfeszültség-védő készülékének számos aktuális kérdése

1. A vizsgálati hullámalakok osztályozása

A túlfeszültség-védő eszköz SPD tesztje kapcsán heves vita folyik itthon és külföldön az I. osztály (B osztály, 1. típus) vizsgálati kategóriáiról, elsősorban a közvetlen villámimpulzus-kisülés szimulációs módszeréről, az IEC és az IEEE bizottságok közötti vitáról. :

(1) IEC 61643-1, az I. osztályú (B osztály, 1. típus) túlfeszültség-védelmi eszköz túlfeszültség-áram tesztje, a 10 / 350µs hullámforma teszt hullámforma.

(2) IEEE C62.45 „IEEE kisfeszültségű túlfeszültség-védő készülékek - 11. rész Kisfeszültségű villamosenergia-rendszerekhez csatlakoztatott túlfeszültség-védő eszközök - Követelmények és vizsgálati módszerek” a 8 / 20µs hullámformát határozza meg a teszt hullámalakjaként.

A 10 / 350µs hullámforma elfogadói úgy vélik, hogy a villámcsapások 100% -os védelmének biztosításához a legsúlyosabb villámparamétereket kell használni a villámvédelmi berendezések teszteléséhez. Használjon 10 / 350µs hullámformát az LPS (Lightning Protection System) érzékeléséhez, hogy megbizonyosodjon arról, hogy a villám nem sérti meg fizikailag. És a 8 / 20µs hullámforma hívei úgy vélik, hogy több mint 50 éves használat után a hullámforma nagyon magas sikerességet mutat.

2006 októberében az IEC és az IEEE érintett képviselői több kutatási témát koordináltak és soroltak fel.

A GB18802.1 tápegység SPD vizsgálati hullámformái az I., a II. És a III. Osztályba sorolhatók, lásd az 1. táblázatot.

1. táblázat: I., II. És III. Szintű vizsgálati kategóriák

Az Egyesült Államok két helyzetet vett figyelembe a következő három legújabb szabvány szerint:
IEEE C62.41. 1 'IEEE Útmutató a kisugárzott (1000 V és kisebb) váltakozó áramú áramkörök kiömlési környezetéhez', 2002
IEEE C62.41. 2 'IEEE a kisfeszültségű (1000 V és kisebb) váltakozó áramú áramkörökben bekövetkező kiütések ajánlott gyakorlati jellemzéséről', 2002
IEEE C62.41. 2 „IEEE a kisfeszültségű (1000 V és kisebb) váltóáramú áramkörökhöz csatlakoztatott berendezések túlfeszültség-tesztelésének ajánlott gyakorlatáról”, 2002

1. szituáció: A villám nem közvetlenül nyomja meg az épületet.
2. szituáció: Ritka esemény: a villám közvetlenül az épületre, vagy az épület melletti földre villámcsapás.

A 2. táblázat az alkalmazandó reprezentatív hullámformákat ajánlja, a 3. táblázat pedig az egyes kategóriáknak megfelelő intenzitásértékeket tartalmazza.
2. táblázat: AB C hely (1. eset) Alkalmazandó szabványos és kiegészítő ütésvizsgálati hullámformák és a 2. eset összefoglalása.

3. táblázat: SPD helyzet a 2. kijáratnál Teszt tartalom ^{A, B}

Jegyzet:
A. Ez a teszt a kijáratnál telepített SPD-re korlátozódik, amely eltér az ebben az ajánlásban említett szabványoktól és további hullámformáktól, kivéve az SPD-t.
B. A fenti értékek a többfázisú SPD minden fázistesztjére érvényesek.
C. Az 1. expozíciós szintnél alacsonyabb C értékkel rendelkező SPD sikeres terepi üzemeltetési tapasztalata azt jelzi, hogy alacsonyabb paraméterek választhatók.

„Nincs olyan speciális hullámforma, amely az összes túlfeszültségi környezetet képes reprezentálni, ezért a komplex valós világot le kell egyszerűsíteni néhány könnyen kezelhető standard teszt hullámformává. Ennek elérése érdekében a túlfeszültségi környezeteket úgy osztályozzák, hogy biztosítsák a túlfeszültséget és az áramot. A hullámformát és az amplitúdót úgy választják meg, hogy alkalmasak legyenek a kisfeszültségű váltakozó áramú tápegységhez csatlakoztatott berendezések különböző állóképességi képességeinek, valamint a berendezések tartósságának és a túlfeszültség-környezetet megfelelően össze kell hangolni. ”

„Az osztályozási teszt hullámformák meghatározásának célja, hogy a berendezés tervezőinek és felhasználóinak szabványos és kiegészítő túlfeszültség-teszt hullámformákat és a megfelelő túlfeszültség-környezeti szinteket biztosítson. A szokásos hullámformák ajánlott értékei egyszerűsített eredmények, amelyek nagy mennyiségű mérési adat elemzéséből származnak. Az egyszerűsítés lehetővé teszi a kisfeszültségű váltóáramú tápegységekhez csatlakoztatott berendezések túlfeszültség-ellenállásának megismételhető és hatékony specifikációját. "

A távközlési és jelhálózatok SPD impulzushatárfeszültség-vizsgálatához használt feszültség- és áramhullámokat a 4. táblázat mutatja.

4. táblázat: Feszültség és az ütésvizsgálat jelenlegi hulláma (a GB3-18802 1. táblázata)

Megjegyzés: Az ütést a vonal terminálja és a közös terminál között alkalmazzák. Az, hogy tesztelni kell-e a vonal termináljai között, az alkalmasságtól függ. Az áramellátás SPD-jének, valamint a távközlési és jelhálózatok SPD-jének egységes szabványos vizsgálati hullámformát kell kialakítania, amely illeszthető a berendezés ellenállási feszültségéhez.

2. Feszültségkapcsoló típusa és feszültséghatár típusa

A hosszú távú történelemben a feszültségváltás és a feszültségkorlátozás típusa a fejlesztés, a verseny, a kiegészítés, az innováció és az átalakítás. A feszültségkapcsoló típusú légrés típusát az elmúlt évtizedekben széles körben alkalmazták, de számos hibát is feltár. Ők:

(1) Az első szint (B szint), 10 / 350µs SPD típusú szikrahézaggal, nagyszámú bázisállomás kommunikációs berendezését okozta hatalmas villámkárokról.

(2) Az SPD szikraköz villámokra adott hosszú reakcióideje miatt, amikor a bázisállomás csak SPD szikrahézaggal rendelkezik, és a második szintű (C szint) védelemhez nem használnak más SPD-t, a villámáram villámérzékeny lehet a készülékben lévő eszközök károsodnak.

(3) Ha a bázisállomás B és C kétszintes védelmet használ, akkor az SDP szikraköz-lassú, villámokra adott reakcióideje az összes villámáramot áthaladhatja a C-szintű feszültségkorlátozó protektoron, aminek következtében a C-szintű védő villám megrongálta.

(4) A szikrakibocsátásnak vakfoltja lehet a rés típusa és a nyomáshatároló típus közötti energia-együttműködés között (a vak pont azt jelenti, hogy nincs szikrakibocsátás a kisülési szikrahézagban), ami SPD szikraköz rést eredményez nem működik, és a második szintű (C szint) védőnek magasabbnak kell ellenállnia. A villámáram miatt a C szintű védőt megrongálta a villámlás (a bázisállomás területe korlátozza, a SPD két pólus közötti leválasztási távolság körülbelül 15 métert igényel). Ezért lehetetlen, hogy az első szint elfogadja a rés típusú SPD-t, hogy hatékonyan együttműködjön a C szintű SPD-vel.

(5) Az induktivitás sorba van kötve a két védelmi szint között, és leválasztó eszközt képeznek az SPD két szintje közötti védelmi távolság problémájának megoldására. Vakfolt vagy reflexiós probléma lehet a kettő között. A bevezető szerint: „Az induktivitást kimerítő komponensként és hullámformaként használják. Az alak szoros kapcsolatban áll. Hosszú, félértékű hullámformák (például 10 / 350µs) esetén az induktor szétkapcsolási hatása nem túl hatékony (a szikrahézag plusz az induktor nem képes megfelelni a különböző villámspektrumok védelmi követelményeinek, amikor villámcsapás történik). Az alkatrészek fogyasztásakor figyelembe kell venni a túlfeszültség emelkedési idejét és csúcsértékét. ” Sőt, még ha hozzáadjuk az induktivitást is, a kb. 4kV-ig terjedő réstípusú SPD feszültség problémája nem oldható meg, és a terepi működés azt mutatja, hogy miután az SPD réstípus és az SPD réskombináció sorozatosan csatlakozik, a C- A kapcsoló tápegységbe telepített 40kA szintű modul elveszíti az SPD-t. Számos adat található arról, hogy villám pusztult el.

(6) A rés típusú SPD di / dt és du / dt értéke nagyon nagy. Az első szintű SPD mögötti védett berendezések belsejében lévő félvezető alkatrészekre gyakorolt ​​hatás különösen szembetűnő.

(7) Szikrahéz SPD állapotromlásjelző funkció nélkül

(8) Az SPD szikrahézag nem képes megvalósítani a kárriasztás és a távoli hibajelzés funkcióit (jelenleg csak LED segítségével valósíthatja meg segédkörének működési állapotát, és nem tükrözi a villámcsökkenés romlását és károsodását. protektor), tehát felügyelet nélküli bázisállomások esetén a szakaszos SPD nem alkalmazható hatékonyan.

Összefoglalva: olyan paraméterek, mutatók és funkcionális tényezők szempontjából, mint a maradéknyomás, a leválasztási távolság, a gyújtógáz, a válaszidő, a sérülésmentes riasztás és a hibamentes távjelzés, a SPD szikraköz használata a bázisállomásban fenyeget a kommunikációs rendszer biztonságos üzemeltetése.

A technológia folyamatos fejlődésével azonban a szikraköz típusú SPD továbbra is leküzdi saját hiányosságait, az ilyen típusú SPD használata a nagyobb előnyökre is rávilágít. Az elmúlt 15 évben rengeteg kutatás és fejlesztés történt a légrés típusával kapcsolatban (lásd: 5. táblázat):

A teljesítmény tekintetében az új generációs termékek előnyei az alacsony maradékfeszültség, a nagy áramlási kapacitás és a kis méret. A mikrorés kiváltó technológia alkalmazásával megvalósíthatja a „0” távolságot a nyomáskorlátozó SPD-vel és a nyomáskorlátozó SPD kombinációjával. Emellett kompenzálja a reakciókészség hiányát, és nagyban optimalizálja a villámvédelmi rendszerek kiépítését. Funkcióját tekintve az új generációs termékek garantálhatják az egész termék biztonságos működését azáltal, hogy figyelemmel kísérik a kioldó áramkör működését. A külső héj megégésének elkerülése érdekében a termék belsejében hőelválasztó eszköz van; nagy nyitástávolságú technológiát alkalmaznak az elektródkészletben, hogy elkerüljék a folyamatos áramlást nulla keresztezés után. Ezzel egyidejűleg távjelző riasztási funkcióval is rendelkezik, hogy kiválassza az egyenértékű villámimpulzusokat, és meghosszabbítsa az élettartamot.

5. táblázat: A szikraköz jellemző alakulása

S / N	Év	Főbb jellemzői	Megjegyzések
1	1993	Hozzon létre egy „V” alakú rést, amely kicsiből nagyba vált, és helyezzen el egy vékony kisülési szigetelőt a völgy vége mentén szigetelésként, hogy elősegítse az alacsony üzemi feszültséget és kisülést a résig, az elektródák és a térszerkezet és az anyag tulajdonságainak felhasználásával 1993-ban. Vezesse az ívet kifelé, szakaszos állapotot képezve és eloltva az ívet. A korai rés típusú kisülők nagy megszakítási feszültséggel és nagy szórással rendelkeznek.
2	1998	Az elektronikus kioldó áramkör, különösen a transzformátor használata valósítja meg a kiegészítő kioldó funkciót. Az aktív kiváltott kisülési réshez tartozik, amely a passzívan kiváltott kisülési rés továbbfejlesztése. Hatékonyan csökkenti a meghibásodási feszültséget. A pulzusindítóhoz tartozik, és nem elég stabil.
3	1999	A rés kisülését egy szikrázó darab stimulálja (amelyet egy transzformátor aktívan kivált), a szerkezetet félig zárt szerkezetként tervezik, és a szarv alakú kör- vagy ív alakú rést kicsiről nagyra változtatják, és a légvezető az oldalon horony található a rajzolás és a meghosszabbítás megkönnyítése érdekében. Az elektromos ív kialszik, és a zárt szerkezet ívoltó gázzal tölthető meg. Ez a korai kisülési rés elektróda fejlesztése. A hagyományos zárt kisülési réshez képest az ív alakú vagy kör alakú barázda optimalizálja a teret és az elektródát, ami kisebb térfogatnak kedvez. Az elektródahézag kicsi, a szakaszos képesség nem elégséges,
4	2004	Együttműködés a mikrorés kiváltó technológiával, a nagy távolságú elektróda beállítás és a spirálcsatorna hűtési ív oltási technológiájának elfogadása, Jelentősen javítja az indító technológiát és az időszakos képességeket, az energiaindító technológia használata stabilabb és megbízhatóbb.
5	2004	Optimalizálja a villámvédelmi eszközt egy összetett túlfeszültség-védő eszköz kialakításához, amely megfelel a B és C osztályú védelem követelményeinek. A kisülési hézagokból készült modulok, a feszültségkorlátozó elemekből, az alapokból és a rontóeszközökből készült modulok különféle módon vannak kombinálva, hogy túlfeszültség-védő eszközöket képezzenek

Fejlesztési pálya térkép

3. A telekommunikációs SPD és az áramellátás SPD közötti hasonlóságok és különbségek

6. táblázat: A telekommunikációs SPD és az áramellátás SPD közötti hasonlóságok és különbségek

7. táblázat: A kommunikációs SPD közös üzemi feszültsége

4. Együttműködés a külső túláramvédelem és az SPD között

A túlfeszültség-védelem (megszakító vagy biztosíték) követelményei a szakaszolóban:

(1) Tartsa be a GB / T18802.12: 2006 „Túlfeszültség-védelmi készülék (SPD) 12. rész: A kisfeszültségű elosztórendszer kiválasztásának és használatának irányelveit”, „Ha az SPD és a túláram-védelmi eszköz együttműködik, a kisülési áram névleges értéke In, ajánlott, hogy a túláramvédő ne működjön; amikor az áram nagyobb, mint In, a túláramvédő működhet. Visszaállítható túláramvédő, például megszakító esetén ez a túlfeszültség nem károsíthatja. ”

(2) A túláramvédő készülék névleges áramértékét az SPD telepítésénél előállítható maximális rövidzárlati áram és az SPD rövidzárlati ellenállóképessége szerint kell megválasztani (az SPD gyártója biztosítja) ), vagyis „SPD és a hozzá kapcsolt túláramvédelem. Az eszköz rövidzárlati áramának (akkor jön létre, amikor az SPD meghibásodik) értéke egyenlő vagy nagyobb, mint a telepítéskor várható maximális rövidzárlati áram. "

(3) A szelektív kapcsolatnak meg kell felelnie az F1 túláramvédő berendezés és az áramellátás bemenetén lévő SP2 külső FXNUMX leválasztó között. A teszt kapcsolási rajza a következő:

A kutatási eredmények a következők:
a) A megszakítók és a biztosítékok feszültsége
U (megszakító) ≥ 1.1U (biztosíték)
U (SPD + túláramvédő) az U1 (túláramvédő) és az U2 (SPD) vektorösszege.

(b) A túlfeszültség-áram kapacitása, amelyet a biztosíték vagy a megszakító kibír

Feltéve, hogy a túláramvédő nem működik, keresse meg azt a maximális túlfeszültség-áramot, amelyet a különféle névleges árammal rendelkező biztosíték és megszakító kibír. A teszt áramkör a fenti ábrán látható. A vizsgálati módszer a következő: az alkalmazott bekapcsolási áram I, és a biztosíték vagy a megszakító nem működik. Ha az I beindító áram 1.1-szeresét alkalmazzuk, akkor működik. Kísérletek során találtunk néhány minimális névleges áramértéket, amely szükséges ahhoz, hogy a túláramvédők ne működjenek bekapcsolási áram alatt (8 / 20µs hullámáram vagy 10 / 350µs hullámáram). Lásd a táblázatot:

8. táblázat: A biztosíték és a megszakító minimális értéke a bekapcsolási áram alatt 8 / 20µs hullámformával

9. táblázat: A biztosíték és a megszakító minimális értéke nem működik 10 / 350µs túlfeszültség alatt