Beberapa masalah panas dalam SPD alat pelindung lonjakan sekarang

Beberapa masalah panas dalam SPD alat pelindung lonjakan sekarang

1. Pengelasan bentuk gelombang ujian

Untuk ujian SPD alat pelindung lonjakan, terdapat perdebatan sengit di dalam dan luar negara mengenai kategori ujian Kelas I (Kelas B, Jenis 1), terutamanya mengenai kaedah mensimulasikan pelepasan impuls kilat langsung, perselisihan antara jawatankuasa IEC dan IEEE :

(1) IEC 61643-1, dalam kelas I (Kelas B, Jenis 1) ujian arus lonjakan peranti pelindung lonjakan, bentuk gelombang 10 / 350µs adalah bentuk gelombang ujian.

(2) IEEE C62.45 'IEEE Alat pelindung lonjakan voltan rendah - Bahagian 11 Peranti pelindung lonjakan yang disambungkan ke sistem kuasa voltan rendah - Keperluan dan kaedah ujian' mendefinisikan bentuk gelombang 8 / 20µs sebagai bentuk gelombang ujian.

Penyokong bentuk gelombang 10 / 350µs percaya bahawa untuk memastikan perlindungan 100% semasa sambaran petir, parameter kilat yang paling teruk mesti digunakan untuk menguji peralatan perlindungan kilat. Gunakan bentuk gelombang 10 / 350µs untuk mengesan LPS (Lightning Protection System) untuk memastikan ia tidak rosak secara fizikal oleh kilat. Dan penyokong bentuk gelombang 8 / 20µs percaya bahawa setelah lebih dari 50 tahun digunakan, bentuk gelombang menunjukkan kadar kejayaan yang sangat tinggi.

Pada bulan Oktober 2006, wakil-wakil yang berkaitan dari IEC dan IEEE menyelaraskan dan menyenaraikan beberapa topik untuk penyelidikan.

GB18802.1 SPD bekalan kuasa mempunyai bentuk gelombang ujian klasifikasi Kelas I, II, dan III, lihat Jadual 1.

Jadual 1: Kategori ujian Tahap I, II dan III

Amerika Syarikat telah mempertimbangkan dua situasi dalam tiga standard terbaru berikut:
IEEE C62.41. 1 'Panduan IEEE mengenai Lingkaran Surge dalam Voltan Rendah (1000V dan Kurang) Litar Daya AC', 2002
IEEE C62.41. 2 'IEEE mengenai Pencirian Amalan yang Disyorkan dalam Lonjakan Voltan Rendah (1000V dan Kurang) AC', 2002
IEEE C62.41. 2 'IEEE mengenai Praktik yang Disyorkan pada Uji Gelombang untuk Peralatan yang Dihubungkan dengan Litar Kuasa AC Voltan Rendah (1000V dan Kurang)', 2002

Situasi 1: Petir tidak secara langsung melanda bangunan.
Situasi 2: Kejadian jarang berlaku: kilat menyerang bangunan secara langsung atau tanah di sebelah bangunan disambar petir.

Jadual 2 mengesyorkan bentuk gelombang perwakilan yang berlaku, dan Jadual 3 memberikan nilai intensiti yang sesuai dengan setiap kategori.
Jadual 2: Lokasi AB C (Kes 1) Bentuk Gelombang Ujian Kesan Standard dan Tambahan yang Berkenaan dan Ringkasan Parameter Kes 2.

Jadual 3: Situasi SPD di pintu keluar 2 Kandungan ujian ^{A, B}

Catatan:
A. Ujian ini terhad pada SPD yang dipasang di pintu keluar, yang berbeza dengan standard dan bentuk gelombang tambahan yang disebutkan dalam cadangan ini, kecuali SPD.
B. Nilai di atas berlaku untuk setiap ujian fasa SPD pelbagai fasa.
C. Pengalaman operasi lapangan SPD yang berjaya dengan C lebih rendah daripada tahap pendedahan 1 menunjukkan bahawa parameter yang lebih rendah dapat dipilih.

"Tidak ada bentuk gelombang khusus yang dapat mewakili semua lingkungan lonjakan, jadi dunia nyata yang kompleks perlu disederhanakan menjadi beberapa bentuk gelombang ujian standard yang mudah dikendalikan. Untuk mencapai ini, persekitaran lonjakan dikelaskan untuk memberikan voltan dan arus lonjakan. Bentuk gelombang dan amplitud dipilih sehingga sesuai untuk menilai kemampuan daya tahan yang berbeza dari peralatan yang disambungkan ke bekalan kuasa AC voltan rendah, dan daya tahan peralatan dan persekitaran lonjakan perlu diselaraskan dengan betul. "

"Tujuan menentukan bentuk gelombang uji klasifikasi adalah untuk menyediakan pereka peralatan dan pengguna peralatan dengan bentuk gelombang ujian lonjakan standard dan tambahan dan tingkat lingkungan lonjakan yang sesuai. Nilai yang disyorkan untuk bentuk gelombang standard adalah hasil dipermudah yang diperoleh daripada analisis sejumlah besar data pengukuran. Penyederhanaan ini akan memungkinkan spesifikasi yang berulang dan berkesan untuk rintangan lonjakan peralatan yang disambungkan ke bekalan kuasa AC voltan rendah. "

Gelombang voltan dan arus yang digunakan untuk ujian voltan had impuls SPD rangkaian telekomunikasi dan isyarat ditunjukkan dalam Jadual 4.

Jadual 4: Voltan dan gelombang ujian impak semasa (Jadual 3 GB18802-1)

Catatan: Kesan berlaku antara terminal talian dan terminal biasa. Sama ada ujian antara terminal talian ditentukan mengikut kesesuaian. SPD untuk bekalan kuasa dan SPD untuk rangkaian telekomunikasi dan isyarat harus merumuskan bentuk gelombang ujian standard bersatu yang dapat dipadankan dengan voltan tahan peralatan.

2. Jenis suis voltan dan jenis had voltan

Dalam sejarah jangka panjang, jenis beralih voltan dan jenis had voltan adalah pembangunan, persaingan, pelengkap, inovasi, dan pembangunan semula. Jenis jurang udara dari jenis suis voltan telah digunakan secara meluas dalam beberapa dekad yang lalu, tetapi juga mendedahkan beberapa kecacatan. Mereka adalah:

(1) Tingkat pertama (level B) menggunakan SPD jenis jurang percikan 10 / 350µs menyebabkan sebilangan besar rekod peralatan komunikasi stesen pangkalan mengalami kerosakan kilat besar.

(2) Oleh kerana masa tindak balas yang panjang dari SPD celah percikan ke kilat, ketika stesen pangkalan hanya memiliki SPD gap gap, dan tidak ada SPD lain yang digunakan untuk perlindungan level kedua (level C), arus kilat dapat menyebabkan sensasi kilat peranti dalam kerosakan peranti.

(3) Apabila stesen pangkalan menggunakan perlindungan dua tingkat B dan C, masa tindak balas SDP yang perlahan terhadap kilat dapat menyebabkan semua arus kilat melewati pelindung penghad voltan tahap-C, menyebabkan pelindung tingkat-C menjadi rosak akibat kilat.

(4) Mungkin ada titik buta pembuangan percikan antara kerjasama energi antara jenis celah dan jenis pembatas tekanan (titik buta berarti tidak ada pelepasan percikan di celah percikan pelepasan), yang mengakibatkan SPD jenis jurang percikan tidak bertindak, dan pelindung tahap kedua (tahap C) perlu bertahan lebih tinggi. Arus kilat menyebabkan pelindung tahap C rosak akibat kilat (dibatasi oleh kawasan stesen pangkalan, jarak pemutusan antara dua tiang SPD memerlukan kira-kira 15 meter). Oleh itu, mustahil untuk tahap pertama mengadopsi SPD jenis jurang untuk bekerjasama dengan SPD tahap C. secara berkesan.

(5) Induktansi dihubungkan secara seri antara dua tingkat perlindungan untuk membentuk perangkat pemisah untuk menyelesaikan masalah jarak perlindungan antara dua tingkat SPD. Mungkin ada masalah buta atau masalah refleksi antara keduanya. Menurut pengantar: "Induktansi digunakan sebagai komponen penipisan dan bentuk gelombang Bentuknya memiliki hubungan yang erat. Untuk bentuk gelombang separuh nilai yang panjang (seperti 10 / 350µs), kesan penyahpasangan induktor tidak begitu berkesan (jenis jurang percikan ditambah induktor tidak dapat memenuhi syarat perlindungan spektrum kilat yang berlainan ketika kilat) Semasa menggunakan komponen, masa kenaikan dan nilai puncak voltan lonjakan mesti dipertimbangkan. " Lebih-lebih lagi, walaupun induktansi ditambahkan, masalah voltan SPD jenis jurang hingga sekitar 4kV tidak dapat diselesaikan, dan operasi lapangan menunjukkan bahawa setelah SPD jenis jurang dan SPD jenis jurang disambungkan secara bersiri, C- tahap 40kA modul yang dipasang di dalam bekalan kuasa beralih kehilangan SPD Terdapat banyak rekod musnah akibat kilat.

(6) Nilai di / dt dan du / dt SPD jenis jurang sangat besar. Kesan pada komponen semikonduktor di dalam peralatan terlindung di belakang SPD tahap pertama sangat ketara.

(7) Spark gap SPD tanpa fungsi indikasi kemerosotan

(8) SPD jenis jurang percikan tidak dapat mengetahui fungsi penggera kerosakan dan isyarat jauh kesalahan (saat ini hanya dapat disedari oleh LED untuk menunjukkan status kerja litar tambahannya, dan tidak mencerminkan kemerosotan dan kerosakan lonjakan kilat pelindung), jadi untuk stesen pangkalan yang tidak dijaga, SPD sekejap-sekejap tidak dapat digunakan dengan berkesan.

Ringkasnya: dari perspektif parameter, indikator, dan faktor fungsional seperti tekanan sisa, jarak pemutusan, gas percikan, masa tindak balas, tidak ada penggera kerosakan, dan isyarat jarak jauh tanpa kesalahan, penggunaan SPD celah percikan di stesen pangkalan mengancam keselamatan operasi sistem komunikasi yang selamat.

Namun, dengan perkembangan teknologi yang berterusan, SPD jenis jurang percikan terus mengatasi kekurangannya sendiri, penggunaan SPD jenis ini juga menunjukkan kelebihan yang lebih besar. Dalam 15 tahun terakhir, banyak penelitian dan pengembangan telah dilakukan pada jenis jurang udara (lihat Jadual 5):

Dari segi prestasi, produk generasi baru mempunyai kelebihan voltan baki rendah, kapasiti aliran besar, dan saiz kecil. Melalui penerapan teknologi pemicu jurang mikro, ia dapat mewujudkan jarak "0" yang sesuai dengan SPD pembatas tekanan dan kombinasi SPD pembatas tekanan. Ini juga mengimbangi kekurangan respons dan sangat mengoptimumkan pembentukan sistem perlindungan kilat. Dari segi fungsinya, produk generasi baru dapat menjamin pengoperasian keseluruhan produk dengan selamat dengan memantau operasi litar pencetus. Peranti pelepasan haba dipasang di dalam produk untuk mengelakkan pembakaran kulit luar; teknologi jarak bukaan yang besar diadopsi dalam set elektrod untuk mengelakkan aliran berterusan setelah lintasan sifar. Pada masa yang sama, ia juga dapat menyediakan fungsi penggera isyarat jarak jauh untuk memilih ukuran denyut kilat yang setara, dan memperpanjang jangka hayat.

Jadual 5: Perkembangan khas jurang percikan

S / N	Tahun	Ciri-ciri utama	Ucapan
1	1993	Buat jurang berbentuk "V" yang berubah dari kecil ke besar, dan sediakan penebat pelepasan nipis di sepanjang hujung lembah sebagai pengasingan untuk membantu mendapatkan voltan operasi dan pelepasan yang rendah sehingga jurang, menggunakan elektrod dan struktur ruang dan sifat bahan pada tahun 1993 Memimpin busur ke luar, membentuk keadaan sekejap-sekejap dan memadamkan busur. Pelantar jenis jurang awal mempunyai voltan pemecahan tinggi dan penyebaran yang besar.
2	1998	Penggunaan litar pemicu elektronik, terutamanya penggunaan pengubah, menyedari fungsi pemicu tambahan. Ini tergolong dalam jurang pelepasan terpicu aktif, yang merupakan peningkatan jurang pelepasan terpicu pasif. Berkesan mengurangkan voltan kerosakan. Ia tergolong dalam pemicu nadi dan tidak cukup stabil.
3	1999	Pelepasan jurang dirangsang oleh sekeping percikan (dipicu secara aktif oleh pengubah), strukturnya dirancang sebagai struktur separa tertutup, dan jurang berbentuk bulat atau busur berbentuk tanduk diubah dari kecil ke besar, dan panduan udara alur disediakan di sisi untuk memudahkan melukis dan memanjang Arka elektrik dipadamkan dan struktur tertutup dapat diisi dengan gas pemadam arka. Ini adalah pengembangan elektrod jurang pelepasan awal. Berbanding dengan celah pelepasan tertutup tradisional, alur berbentuk busur atau bulat mengoptimumkan ruang dan elektrod, yang kondusif untuk isipadu yang lebih kecil. Jurang elektrod kecil, keupayaan sekejap tidak mencukupi,
4	2004	Bekerjasama dengan teknologi pemicu jurang mikro, gunakan tetapan elektrod jarak jauh dan teknologi pemadaman busur penyejukan saluran lingkaran, Sangat meningkatkan teknologi pencetus dan kemampuan sekejap, penggunaan teknologi pencetus tenaga lebih stabil dan boleh dipercayai.
5	2004	Optimumkan alat pelindung kilat untuk membentuk peranti pelindung lonjakan komposit yang memenuhi syarat perlindungan Kelas B dan Kelas C. Modul yang diperbuat daripada jurang pelepasan, modul yang terbuat dari elemen pengehad voltan, asas dan peranti kemerosotan digabungkan dalam pelbagai cara untuk membentuk alat perlindungan voltan berlebihan

Peta jalan pembangunan

3. Persamaan dan perbezaan antara SPD telekomunikasi dan SPD bekalan kuasa

Jadual 6: Persamaan dan perbezaan antara SPD telekomunikasi dan SPD bekalan kuasa

Jadual 7: Voltan kerja biasa komunikasi SPD

4. Kerjasama antara perlindungan arus lebih luaran dan SPD

Keperluan untuk perlindungan arus lebih (pemutus litar atau fius) di pemutus:

(1) Mematuhi GB / T18802.12: 2006 “Surge Protection Device (SPD) Part 12: Panduan Pemilihan dan Penggunaan Sistem Pengedaran Voltan Rendah”, “Ketika SPD dan alat perlindungan arus lebih bekerjasama, nominal di bawah arus pelepasan Di dalam, disarankan agar pelindung arus lebihan tidak beroperasi; apabila arus lebih besar daripada In, pelindung arus lebihan dapat beroperasi. Untuk pelindung arus lebih yang boleh diatur semula, seperti pemutus litar, ia tidak boleh rosak oleh lonjakan ini. "

(2) Nilai arus pengenal alat pelindung arus lebihan harus dipilih sesuai dengan arus litar pintas maksimum yang mungkin dihasilkan pada pemasangan SPD dan kemampuan tahan arus litar pintas SPD (disediakan oleh pengeluar SPD ), iaitu, "SPD dan perlindungan arus lebih yang bersambung dengannya. Arus litar pintas (dihasilkan apabila SPD gagal) peranti sama dengan atau lebih besar daripada arus litar pintas maksimum yang diharapkan pada pemasangan. "

(3) Hubungan selektif mesti dipenuhi antara peranti perlindungan arus lebihan F1 dan pemutus luaran SPD F2 di saluran masuk. Gambarajah pendawaian ujian adalah seperti berikut:

Hasil kajian adalah seperti berikut:
(a) Voltan pada pemutus litar dan sekering
U (pemutus litar) ≥ 1.1U (sekering)
U (pelindung arus lebih SPD +) adalah jumlah vektor U1 (pelindung arus lebihan) dan U2 (SPD).

(b) Kapasiti arus lonjakan yang dapat menahan fius atau pemutus litar

Di bawah keadaan bahawa pelindung arus lebihan tidak beroperasi, cari arus lonjakan maksimum yang dapat ditahan oleh fius dan pemutus litar dengan arus yang berlainan. Litar ujian adalah seperti dalam rajah di atas. Kaedah ujian adalah seperti berikut: arus masuk yang digunakan adalah I, dan fius atau pemutus litar tidak beroperasi. Apabila 1.1 kali arus masuk saya digunakan, ia beroperasi. Melalui eksperimen, kami menemui beberapa nilai arus minimum yang diperlukan agar pelindung arus lebihan tidak beroperasi di bawah arus masuk (arus gelombang 8 / 20µs atau arus gelombang 10 / 350µs). Lihat jadual:

Jadual 8: Nilai minimum fius dan pemutus litar di bawah arus masuk dengan bentuk gelombang 8 / 20µs

Jadual 9: Nilai minimum fius dan pemutus litar tidak beroperasi di bawah arus lonjakan 10 / 350µs