Flere varme problemer i den nåværende overspenningsbeskyttende enheten SPD

Flere varme problemer i den nåværende overspenningsbeskyttende enheten SPD

1. Klassifisering av testbølgeformer

For SPD-testen for overspenningsvern er det hard debatt hjemme og i utlandet om testkategoriene i klasse I (klasse B, type 1), hovedsakelig om metoden for å simulere direkte lynimpulsutslipp, tvisten mellom IEC og IEEE-komiteene :

(1) IEC 61643-1, i klasse I (klasse B, type 1) overspenningsstrømstest av overspenningsvernet, er 10/350 µs bølgeform en testbølgeform.

(2) IEEE C62.45 'IEEE Overspenningsbeskyttelsesanordninger med lav spenning - Del 11 Overspenningsvernutstyr som er koblet til lavspente kraftsystemer - Krav og testmetoder' definerer 8/20 µs bølgeform som testbølgeform.

Godkjente av 10/350 µs bølgeform mener at for å sikre 100% beskyttelse under lynnedslag, må de mest alvorlige lynparametrene brukes til å teste lynbeskyttelsesutstyr. Bruk 10/350 µs bølgeform for å oppdage LPS (Lightning Protection System) for å sikre at den ikke blir fysisk skadet av lyn. Og fortalerne for 8/20 µs bølgeform mener at bølgeformen etter mer enn 50 års bruk viser en meget høy suksessrate.

I oktober 2006 koordinerte og listet relevante representanter for IEC og IEEE flere temaer for forskning.

GB18802.1 strømforsyning SPD har testbølgeformer i klasse I, II og III klassifisering, se tabell 1.

Tabell 1: Testkategorier på nivå I, II og III

USA har vurdert to situasjoner i følgende tre siste standarder:
IEEE C62.41. 1 'IEEE Guide on the Surges Environment in Low-Voltage (1000V and Less) AC Power Circuits', 2002
IEEE C62.41. 2 'IEEE om anbefalt praksis karakterisering av overspenninger i lavspenning (1000V og mindre) vekselstrømskretser', 2002
IEEE C62.41. 2 'IEEE om anbefalt praksis for overspenningstesting for utstyr som er koblet til lavspenning (1000V og mindre) vekselstrømskretser', 2002

Situasjon 1: Lyn er ikke direkte hjerneslag bygningen.
Situasjon 2: Det er en sjelden forekomst: lyn slår direkte mot en bygning eller bakken ved siden av en bygning blir rammet av lyn.

Tabell 2 anbefaler gjeldende representative bølgeformer, og Tabell 3 gir intensitetsverdiene som tilsvarer hver kategori.
Tabell 2: Plassering AB C (tilfelle 1) Gjeldende standard- og tilleggseffekttestbølgeformer og tilfelle 2 Parametersammendrag.

Tabell 3: SPD-situasjon ved utgang 2 Testinnhold ^{A, B}

OBS:
A. Denne testen er begrenset til SPD installert ved utgangen, som er forskjellig fra standardene og tilleggsbølgeformene nevnt i denne anbefalingen, bortsett fra SPD.
B. Verdiene ovenfor gjelder for hver fasetest av flerfaset SPD.
C. Den vellykkede feltoperasjonserfaringen til SPD med C lavere enn eksponeringsnivå 1 indikerer at lavere parametere kan velges.

“Det er ingen spesifikk bølgeform som kan representere alle svingmiljøer, så den komplekse virkelige verden må forenkles til noen håndterbare standardtestbølgeformer. For å oppnå dette er overspenningsmiljøene klassifisert for å gi overspenning og strøm Bølgeformen og amplituden er valgt slik at de er egnet for å evaluere de forskjellige utholdenhetsegenskapene til utstyret som er koblet til lavspenningsstrømforsyningen, og utstyrets utholdenhet og overspenningsmiljøet må koordineres riktig. ”

“Formålet med å spesifisere klassifiseringstestbølgeformer er å gi utstyrsdesignere og brukere standard og tilleggsbølgetestbølgeformer og tilsvarende nivåer i overspenningsmiljøet. De anbefalte verdiene for standard bølgeformer er forenklede resultater hentet fra analysen av en stor mengde måledata. Forenklingen vil tillate en repeterbar og effektiv spesifikasjon for overspenningsmotstanden til utstyr som er koblet til strømforsyninger med lav spenning. ”

Spennings- og strømbølgene som brukes til SPD-impulsgrensespenningstesten for telekommunikasjon og signalnett, er vist i tabell 4.

Tabell 4: Spenning og gjeldende bølgetrykkstest (tabell 3 i GB18802-1)

Merk: Påvirkning påføres mellom linjeterminalen og den vanlige terminalen. Hvorvidt det skal testes mellom linjeterminalene bestemmes av egnetheten. SPD for strømforsyning og SPD for telekommunikasjon og signalnettverk skal formulere en enhetlig standard testbølgeform som kan matches med utstyrets motstandsspenning.

2. spenningsbryter type og spenning grense type

I den langsiktige historien er spenningsbyttetypen og spenningsbegrensende typen utvikling, konkurranse, komplementering, innovasjon og ombygging. Luftgap-typen av spenningsbryter-typen har vært mye brukt de siste tiårene, men den avslører også flere feil. De er:

(1) Det første nivået (nivå B) ved bruk av 10/350 µs gnistgap type SPD forårsaket et stort antall basestasjonskommunikasjonsutstyr som registrerte massive lynskader.

(2) På grunn av den lange responstiden for gnistgapet SPD til lyn, når basestasjonen bare har gnistgap SPD, og ​​ingen annen SPD brukes til andre nivå (nivå C) -beskyttelse, kan lynstrømmen forårsake lynfølsom enheter i enheten skader.

(3) Når basestasjonen bruker B og C to-nivå beskyttelse, kan gnistgapet SDPs langsomme responstid på lyn føre til at alle lynstrømmer passerer gjennom C-nivå spenningsbegrensende beskytter, noe som får C-nivå beskytteren til å være skadet av lyn.

(4) Det kan være en blind flekk av gnistutslipp mellom energisamarbeidet mellom gapetypen og den trykkbegrensende typen (blindpunkt betyr at det ikke er noe gnistutslipp i utslippsgnistgapet), noe som resulterer i gnistgapstypen SPD fungerer ikke, og det andre nivået (nivå C) -beskytteren må tåle høyere. Lynstrømmen førte til at C-nivåbeskytteren ble skadet av lynet (begrenset av området til basestasjonen, avkoblingsavstanden mellom de to polene SPD krever omtrent 15 meter). Derfor er det umulig for det første nivået å vedta gap type SPD for effektivt å samarbeide med C nivå SPD.

(5) Induktansen er koblet i serie mellom de to beskyttelsesnivåene for å danne en frakoblingsanordning for å løse problemet med beskyttelsesavstanden mellom de to nivåene av SPD. Det kan være en blind flekk eller et refleksjonsproblem mellom de to. I følge innledningen: “Induktans brukes som en uttømmingskomponent og bølgeform Formen har et nært forhold. For lange bølgeformer med halv verdi (for eksempel 10/350 µs), er induktorens frakoblingseffekt ikke veldig effektiv (gnistgapstypen pluss induktoren kan ikke oppfylle beskyttelseskravene til forskjellige lynspekter når lyn slår til). Når du bruker komponenter, må økningstiden og toppverdien til overspenningen vurderes. ” Dessuten, selv om induktansen er lagt til, kan ikke problemet med spaltespalte SPD opp til ca. 4kV løses, og feltoperasjonen viser at etter spaltypen SPD og spaltekombinasjonen SPD er koblet i serie, vil C- nivå 40kA-modul installert inne i strømforsyningen, mister SPD. Det er mange poster som har blitt ødelagt av lyn.

(6) Di / dt- og du / dt-verdiene for SPD i gap-typen er veldig store. Effekten på halvlederkomponentene inne i det beskyttede utstyret bak SPD på første nivå er spesielt merkbar.

(7) Gnistgap SPD uten funksjon for forverringsindikasjon

(8) Gnistgapet type SPD kan ikke realisere funksjonene til skadealarm og fjernsignalering (for øyeblikket kan den bare realiseres av LED for å indikere arbeidsstatusen til hjelpekretsen, og gjenspeiler ikke forringelse og skade på lynstrømmen protector), slik det er For uovervåket basestasjon kan intermitterende SPD ikke brukes effektivt.

Oppsummert: fra perspektivet til parametere, indikatorer og funksjonelle faktorer som resttrykk, frakoblingsavstand, gnistgass, responstid, ingen skadealarm og feilfri ekstern signalering, truer bruken av gnistgap SPD i basestasjonen sikker drift av kommunikasjonssystemet.

Imidlertid, med den kontinuerlige utviklingen av teknologi, fortsetter gnistgap-typen SPD å overvinne sine egne mangler, bruken av denne typen SPD fremhever også de større fordelene. I løpet av de siste 15 årene har det blitt utført mye forskning og utvikling på typen luftgap (se tabell 5):

Når det gjelder ytelse, har den nye generasjonen produkter fordelene med lav restspenning, stor kapasitet og liten størrelse. Gjennom anvendelsen av mikrogaputløserteknologi kan den realisere "0" -avstanden som samsvarer med den trykkbegrensende SPD og kombinasjonen av den trykkbegrensende SPD. Det kompenserer også for manglende respons og optimaliserer etableringen av lynbeskyttelsessystemer. Når det gjelder funksjon, kan den nye generasjonen av produkter garantere sikker drift av hele produktet ved å overvåke utløserkretsens drift. En termisk frakoblingsinnretning er installert inne i produktet for å unngå at det ytre skallet brennes; en stor åpningsavstandsteknologi er brukt i elektrodesettet for å unngå kontinuerlig strømning etter null kryssinger. Samtidig kan den også tilby en ekstern signalalarmfunksjon for å velge tilsvarende størrelse på lynimpulser, og forlenge levetiden.

Tabell 5: Typisk utvikling av gnistgap

S / N	År	Hovedtrekkene	Merknader
1	1993	Etablere et "V" -formet gap som endres fra lite til stort, og sett opp en tynn utladningsisolator langs dalen som isolasjon for å oppnå en lav driftsspenning og utladning til gapet, ved hjelp av elektroder og romstruktur og materialegenskaper i 1993 Før buen utover, danner en periodisk tilstand og slukker lysbuen. Tidlige gassutladere hadde høy sammenbruddsspenning og stor spredning.
2	1998	Bruken av en elektronisk utløserkrets, spesielt bruken av en transformator, realiserer hjelpeavtrekksfunksjonen. Det tilhører det aktive utløste utslippsgapet, som er en oppgradering av det passive utløste utslippsgapet. Reduserer sammenbruddsspenningen effektivt. Den tilhører pulsutløseren og er ikke stabil nok.
3	1999	Gaputløpet stimuleres av et gnistende stykke (aktivt utløst av en transformator), strukturen er utformet som en halvlukket struktur, og det hornformede sirkulære eller bueformede gapet endres fra lite til stort, og luftføreren sporet er tilveiebrakt på siden for å gjøre det lettere å trekke og bli langstrakt. Lysbuen slukkes og den lukkede strukturen kan fylles med lysbue. Det er utviklingen av elektroden med tidlig utladning. Sammenlignet med det tradisjonelle lukkede utløpsgapet optimaliserer den bueformede eller sirkulære rillen rommet og elektroden, noe som bidrar til et mindre volum. Elektrodegapet er lite, den intermitterende evnen er utilstrekkelig,
4	2004	Samarbeid med mikroutløserutløsende teknologi, vedta elektrodeinnstillingen for stor avstand og kjøling av lysbue-slukkingsteknologi, Forbedre utløserteknologien og intermitterende evner, bruken av energitriggerteknologi er mer stabil og pålitelig.
5	2004	Optimaliser lynbeskyttelsesinnretningen for å danne en sammensatt overspenningsbeskyttelsesenhet som oppfyller kravene i klasse B og klasse C-beskyttelse. Moduler laget av utløpsgap, moduler laget av spenningsbegrensende elementer, baser og forringelsesinnretninger kombineres på forskjellige måter for å danne overspenningsbeskyttelsesanordninger

Utvikling sporkart

3. Likheter og forskjeller mellom SPD for telekommunikasjon og SPD for strømforsyning

Tabell 6: Likheter og forskjeller mellom telekommunikasjon SPD og strømforsyning SPD

Tabell 7: Felles arbeidsspenning for kommunikasjon SPD

4. Samarbeid mellom ekstern overstrømsbeskyttelse og SPD

Krav til overstrømsbeskyttelse (strømbryter eller sikring) i frakoblingen:

(1) Overhold GB / T18802.12: 2006 “Overspenningsbeskyttelsesenhet (SPD) Del 12: Valg- og bruksretningslinjer for lavspenningsfordelingssystem”, “Når SPD og overstrømsbeskyttelsesenhet samarbeider, er den nominelle under utladningsstrømmen I anbefales det at overstrømsbeskytteren ikke fungerer; når strømmen er større enn In, kan overstrømsbeskytteren fungere. For en tilbakestillbar overstrømsbeskytter, for eksempel en strømbryter, bør den ikke bli skadet av denne bølgen. "

(2) Merkestrømverdien til overstrømsbeskyttelsesapparatet bør velges i henhold til den maksimale kortslutningsstrømmen som kan genereres ved SPD-installasjonen og SPD-kortslutningsstrømmen (levert av SPD-produsenten ), det vil si “SPD og overstrømsbeskyttelsen som er koblet til den. Enhetens kortslutningsstrøm (produsert når SPD svikter) er lik eller større enn den maksimale kortslutningsstrømmen som forventes ved installasjonen. ”

(3) Det selektive forholdet må oppfylles mellom overstrømsbeskyttelsesinnretningen F1 og den eksterne SPD-frakoblingen F2 ved strøminntaket. Koblingsskjemaet for testen er som følger:

Forskningsresultatene er som følger:
(a) Spenningen på strømbrytere og sikringer
U (strømbryter) ≥ 1.1U (sikring)
U (SPD + overstrømsbeskytter) er vektorsummen av U1 (overstrømsbeskytter) og U2 (SPD).

(b) Overspenningsstrømkapasiteten som sikringen eller strømbryteren tåler

Under den forutsetning at overstrømsbeskyttelsen ikke fungerer, finn den maksimale overspenningsstrømmen som sikringen og strømbryteren med forskjellige nominelle strømmer tåler. Testkretsen er som vist i figuren ovenfor. Testmetoden er som følger: den påførte inngangsstrømmen er I, og sikringen eller strømbryteren fungerer ikke. Når 1.1 ganger startstrømmen I påføres, fungerer den. Gjennom eksperimenter fant vi noen minimum nominelle strømverdier som kreves for at overstrømsbeskyttere ikke skal fungere under inngangsstrøm (8/20 µs bølgestrøm eller 10/350 µs bølgestrøm). Se tabell:

Tabell 8: Minimumsverdien av sikringen og strømbryteren under inngangsstrømmen med en bølgeform på 8/20 µs

Tabell 9: Minimumsverdien til sikringen og strømbryteren fungerer ikke under overspenningsstrømmen på 10 / 350µs