Flera heta problem i den nuvarande överspänningsskyddsanordningen SPD

Flera heta problem i den nuvarande överspänningsskyddsanordningen SPD

1. Klassificering av testvågformer

För SPD-test för överspänningsanordningar finns det hårda debatter hemma och utomlands om testkategorierna i klass I (klass B, typ 1), främst om metoden för att simulera direkt blixtimpulsutsläpp, tvisten mellan IEC- och IEEE-kommittéerna :

(1) IEC 61643-1, i klass I (klass B, typ 1) överspänningsströmstest av den överspänningsskyddande anordningen, 10/350 µs vågform är en testvågform.

(2) IEEE C62.45 'IEEE Överspänningsskydd för lågspänning - Del 11 Överspänningsskyddsanordningar anslutna till lågspänningssystem - Krav och testmetoder' definierar vågformen 8/20 µs som testvågform.

Omklagare av vågformen på 10/350 µs tror att för att säkerställa 100% skydd under blixtnedslag måste de allvarligaste blixtparametrarna användas för att testa blixtskyddsutrustning. Använd 10/350 µs vågform för att upptäcka LPS (Lightning Protection System) för att säkerställa att den inte skadas fysiskt av blixtnedslag. Och förespråkarna för 8/20 µs vågform tror att vågformen efter mer än 50 års användning visar en mycket hög framgångsgrad.

I oktober 2006 samordnade och listade relevanta representanter för IEC och IEEE flera ämnen för forskning.

GB18802.1 strömförsörjning SPD har testvågformer i klass I, II och III klassificeringar, se tabell 1.

Tabell 1: Testkategorier på nivå I, II och III

USA har beaktat två situationer i följande tre senaste 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 rekommenderad praxiskaraktärisering av överspänningar i lågspänning (1000V och mindre) växelströmskretsar', 2002
IEEE C62.41. 2 'IEEE om rekommenderad praxis för överspänningstest för utrustning ansluten till lågspänning (1000V och mindre) växelströmskretsar', 2002

Situation 1: Åska är inte direkt stroke byggnaden.
Situation 2: Det är en sällsynt händelse: blixtnedslag på en byggnad direkt eller marken bredvid en byggnad drabbas av blixtnedslag.

Tabell 2 rekommenderar tillämpliga representativa vågformer, och tabell 3 ger intensitetsvärdena som motsvarar varje kategori.
Tabell 2: Plats AB C (fall 1) Tillämplig vågformer för standard- och ytterligare påverkanstest och parametersammanfattning av fall 2.

Tabell 3: SPD-situation vid utgång 2 Testinnehåll ^{A, B}

Notera:
A. Detta test är begränsat till SPD installerad vid utgången, vilket skiljer sig från de standarder och ytterligare vågformer som nämns i denna rekommendation, förutom SPD.
B. Ovanstående värden gäller för varje fasprov av flerfas SPD.
C. Den framgångsrika fältoperationsupplevelsen för SPD med C lägre än exponeringsnivå 1 indikerar att lägre parametrar kan väljas.

”Det finns ingen specifik vågform som kan representera alla överspänningsmiljöer, så den komplexa verkliga världen måste förenklas till några lättanvända standardtestvågvågformer. För att uppnå detta klassas överspänningsmiljöerna för att ge överspänning och ström. Vågformen och amplituden väljs så att de är lämpliga för att utvärdera de olika uthållighetskapaciteterna hos utrustningen som är ansluten till lågspänningsströmförsörjningen och utrustningens uthållighet och överspänningsmiljön måste samordnas ordentligt. ”

”Syftet med att specificera klassificeringstestvågformer är att förse utrustningsdesigners och användare med standard- och ytterligare överspänningstestvågformer och motsvarande nivåer för överspänningsmiljöer. De rekommenderade värdena för standardvågformer är förenklade resultat erhållna från analysen av en stor mängd mätdata. Förenklingen möjliggör en repeterbar och effektiv specifikation för överspänningsmotståndet hos utrustning ansluten till lågspänningsströmförsörjning. ”

Spännings- och strömvågorna som används för SPD-impulsgränsspänningstest för telekommunikation och signalnät visas i tabell 4.

Tabell 4: Spänning och strömtest för kollisionstest (Tabell 3 i GB18802-1)

Obs! Påverkan tillämpas mellan linjeterminalen och den gemensamma terminalen. Huruvida man ska testa mellan linjeterminaler bestäms utifrån lämplighet. SPD för strömförsörjning och SPD för telekommunikation och signalnät bör formulera en enhetlig standard testvågform som kan matchas med utrustningens motståndsspänning.

2.Spänningsomkopplare typ och spänning gräns typ

I den långsiktiga historien är spänningsomkopplingstypen och spänningsbegränsande typen utveckling, konkurrens, komplettering, innovation och ombyggnad. Luftgapstypen av spänningsbrytartypen har använts i stor utsträckning under de senaste decennierna, men den exponerar också flera fel. Dom är:

(1) Den första nivån (nivå B) med användning av 10/350 µs gnistgap typ SPD orsakade ett stort antal basstationskommunikationsutrustningsposter av massiva blixtskador.

(2) På grund av den långa responstiden för gnistgapet SPD mot blixt, när basstationen bara har gnistgap SPD, och ingen annan SPD används för skydd på andra nivå (nivå C), kan blixtströmmen orsaka blixtkänslig enheter i enheten skadas.

(3) När basstationen använder B- och C-tvånivåskydd kan gnistgapet SDP: s långsamma svarstid på blixtnedslag orsaka att alla blixtströmmar passerar genom C-nivåens spänningsbegränsande skydd, vilket får C-nivåskyddet att blixtnedslag.

(4) Det kan finnas en blind fläck för gnistutsläpp mellan energisamarbetet mellan spaltypen och den tryckbegränsande typen (blindpunkt innebär att det inte finns någon gnistutsläpp i utloppsgnistgapet), vilket resulterar i gnistgap typ SPD fungerar inte, och skyddet på andra nivå (nivå C) måste tåla högre. Blixtströmmen orsakade att C-nivåskyddet skadades av blixtar (begränsat av basstationens område, frikopplingsavståndet mellan de två polerna SPD kräver cirka 15 meter). Därför är det omöjligt för den första nivån att anta gap-typ SPD för att effektivt samarbeta med C-nivån SPD.

(5) Induktansen är kopplad i serie mellan de två skyddsnivåerna för att bilda en frikopplingsanordning för att lösa problemet med skyddsavståndet mellan de två nivåerna av SPD. Det kan finnas en blind fläck eller reflektionsproblem mellan de två. Enligt inledningen: ”Induktans används som en utarmningskomponent och vågform Formen har ett nära förhållande. För långa vågformer med halvvärde (t.ex. 10/350 µs) är induktansfrikopplingseffekten inte särskilt effektiv (gnistgapstypen plus induktorn kan inte uppfylla skyddskraven för olika blixtspektrum när blixtnedslag) Vid förbrukning av komponenter måste överspänningens stigningstid och toppvärde beaktas. ” Dessutom, även om induktansen läggs till, kan inte problemet med spaltstyp SPD upp till ca 4kV lösas, och fältoperationen visar att efter spaltyp SPD och gapkombinationstyp SPD är kopplade i serie, C- nivå 40 kA-modul installerad inuti strömbrytaren förlorar SPD. Det finns många register över att bli förstörda av blixtar.

(6) Di / dt- och du / dt-värdena för SPD av gap-typ är mycket stora. Effekten på halvledarkomponenterna inuti den skyddade utrustningen bakom första nivå SPD är särskilt märkbar.

(7) Gnistgap SPD utan funktion för försämrad indikation

(8) Gnistgapstypen SPD kan inte förverkliga funktionerna för skadelarm och fjärrsignalering (för närvarande kan den endast realiseras med LED för att indikera arbetsstatus för dess hjälpkrets och återspeglar inte försämringen och skadorna på blixtflödet protector), så är det för obevakade basstationer kan intermittent SPD inte tillämpas effektivt.

Sammanfattningsvis: ur perspektivet av parametrar, indikatorer och funktionella faktorer såsom resttryck, avkopplingsavstånd, gnistgas, responstid, inget skadelarm och fjärrsignalisering utan fel hotar användningen av gnistgap SPD i basstationen säker drift av kommunikationssystemet.

Men med den kontinuerliga utvecklingen av teknik fortsätter SPD-gnistgap-typen att övervinna sina egna brister, användningen av denna typ av SPD lyfter också fram de större fördelarna. Under de senaste 15 åren har mycket forskning och utveckling genomförts på typen av luftspalt (se tabell 5):

När det gäller prestanda har den nya generationen produkter fördelarna med låg restspänning, stor flödeskapacitet och liten storlek. Genom tillämpning av mikro-gap trigger-teknik kan den förverkliga "0" -avståndet som matchar den tryckbegränsande SPD och kombinationen av den tryckbegränsande SPD. Det kompenserar också för sin bristande lyhördhet och optimerar inrättandet av blixtskyddssystem avsevärt. När det gäller funktion kan den nya generationen produkter garantera en säker drift av hela produkten genom att övervaka utlösarkretsens funktion. En termisk urkopplingsanordning är installerad inuti produkten för att undvika att det yttre skalet brinner; en stor öppningsavståndsteknik används i elektroduppsättningen för att undvika kontinuerligt flöde efter nollkorsningar. Samtidigt kan den också tillhandahålla en fjärrsignallarmfunktion för att välja motsvarande storlek på blixtpulser och förlänga livslängden.

Tabell 5: Typisk utveckling av gnistgap

S / N	År	Huvuddrag	Anmärkningar
1	1993	Upprätta ett "V" -format gap som ändras från liten till stor, och sätt upp en tunn urladdningsisolator längs daländen som isolering för att få en låg driftspänning och urladdning tills gapet, med hjälp av elektroder och rymdstruktur och materialegenskaper 1993 Led bågen utåt, bilda ett intermittent tillstånd och släck bågen. Tidig urladdningstyp hade hög nedbrytningsspänning och stor spridning.
2	1998	Användningen av en elektronisk utlösarkrets, särskilt användningen av en transformator, realiserar hjälputlösarfunktionen. Det tillhör det aktiva utlösta urladdningsgapet, vilket är en uppgradering av det passiva utlösta urladdningsgapet. Minskar nedbrytningsspänningen effektivt. Den tillhör pulsavtryckaren och är inte tillräckligt stabil.
3	1999	Gaputloppet stimuleras av ett gniststycke (aktivt utlöst av en transformator), strukturen är utformad som en halvstängd struktur och det hornformade cirkulära eller bågformade gapet ändras från litet till stort och luftledaren spåret är anordnat på sidan för att underlätta dragning och förlängning. Elbågen släcks och den slutna strukturen kan fyllas med bågsläckningsgas. Det är utvecklingen av den tidiga urladdningselektroden. Jämfört med det traditionella slutna urladdningsgapet optimerar det bågformade eller cirkulära spåret utrymmet och elektroden, vilket bidrar till en mindre volym. Elektrodgapet är litet, den intermittenta förmågan är otillräcklig,
4	2004	Samarbeta med utlösande teknik för mikroavstånd, anta den stora avståndselektrodinställningen och spiralkanalens kylbågsläckningsteknik, Förbättra utlösningstekniken och intermittent förmåga, användningen av energitriggerteknik är mer stabil och pålitlig.
5	2004	Optimera blixtskyddsanordningen för att bilda en sammansatt överspänningsskyddsenhet som uppfyller kraven i klass B och klass C-skydd. Moduler gjorda av urladdningsluckor, moduler tillverkade av spänningsbegränsande element, baser och försämringsanordningar kombineras på olika sätt för att bilda överspänningsskyddsanordningar

Utveckling spårkarta

3. Likheter och skillnader mellan SPD för telekommunikation och SPD för strömförsörjning

Tabell 6: Likheter och skillnader mellan SPD för telekommunikation och SPD för strömförsörjning

Tabell 7: Gemensam arbetsspänning för kommunikation SPD

4. Samarbete mellan externt överströmsskydd och SPD

Krav på överströmsskydd (brytare eller säkring) i frånskiljaren:

(1) Följ GB / T18802.12: 2006 “Överspänningsskyddsenhet (SPD) Del 12: Riktlinjer för val och användning av lågspänningsfördelningssystem”, “När SPD och överströmsskyddsanordning samverkar, är den nominella Under urladdningsströmmen I rekommenderas att överströmsskyddet inte fungerar; när strömmen är större än In kan överströmsskyddet fungera. För ett återställbart överströmsskydd, till exempel en strömbrytare, bör det inte skadas av denna överspänning. ”

(2) Märkströmvärdet för överströmsskyddsanordningen bör väljas enligt den maximala kortslutningsströmmen som kan genereras vid SPD-installationen och SPD: s kortslutningsströmtålighet (tillhandahållen av SPD-tillverkaren ), det vill säga ”SPD och det överströmsskydd som är anslutet till det. Enhetens kortslutningsström (producerad när SPD misslyckas) är lika med eller större än den maximala kortslutningsströmmen som förväntas vid installationen. ”

(3) Det selektiva förhållandet måste uppfyllas mellan överströmsskyddsenheten F1 och SPD: s externa frånskiljare F2 vid strömintaget. Kopplingsschemat för testet är som följer:

Forskningsresultaten är som följer:
(a) Spänningen på brytare och säkringar
U (strömbrytare) ≥ 1.1U (säkring)
U (SPD + överströmsskydd) är vektorsumman av U1 (överströmsskydd) och U2 (SPD).

(b) Överspänningsströmkapaciteten som säkringen eller brytaren tål

Under förutsättning att överströmsskyddet inte fungerar, hitta den maximala överspänningsströmmen som säkring och brytare med olika märkströmmar tål. Testkretsen är som visas i figuren ovan. Testmetoden är som följer: den tillförda startströmmen är I och säkringen eller brytaren fungerar inte. När 1.1 gånger startströmmen I appliceras fungerar den. Genom experiment fann vi några minimivärden som krävs för att överströmsskydd inte ska fungera under startström (8/20 µs vågström eller 10/350 µs vågström) Se bordet:

Tabell 8: Minimivärdet för säkringen och strömbrytaren under startströmmen med en vågform på 8/20 µs

Tabell 9: Minimivärdet för säkringen och brytaren fungerar inte under överspänningsströmmen på 10/350 µs