電湧保護器SPD在230-400 V系統中的應用示例，術語和定義

電湧保護器SPD在230-400 V系統中的應用示例，術語和定義

EMC雷電防護–符合IEC 62305-4：2010的區域概念

防雷區（LPZ）

外區：
LPZ 0：由於未衰減的雷電電磁場而造成威脅的區域，並且內部系統可能會遭受全部或部分雷電浪湧電流的區域。

LPZ 0細分為：
LPZ 0A：可能由於直射雷電和完整的雷電電磁場而造成威脅的區域。 內部系統可能會承受全部的雷電浪湧電流。
LPZ 0B：防直擊雷區，但是威脅是完整的雷電電磁場的區域。 內部系統可能會受到部分雷電浪湧電流的影響。

內部區域（防止直接雷擊）：
LPZ 1：浪湧電流受邊界共享電流和隔離接口和/或SPD限制的區域。 空間屏蔽可能會削弱雷電電磁場。
LPZ 2…n：浪湧電流可能會因均流而進一步受到限制的區域
以及隔離界面和/或通過邊界處的附加SPD。 可以使用附加的空間屏蔽來進一步減弱雷電電磁場。

術語和定義

電湧保護器（SPD）

電湧保護裝置主要由與電壓有關的電阻器（壓敏電阻，抑制二極管）和/或火花隙（放電路徑）組成。 電湧保護裝置用於保護其他電氣設備和裝置免受不允許的高電湧和/或建立等電位聯結。 電湧保護器分為以下幾類：

a）根據其用途分為：

• 用於電源裝置的電湧保護設備和額定電壓範圍高達1000 V的設備

–根據EN 61643-11：2012分為類型1/2/3 SPD
–根據IEC 61643-11：2011分為I / II / III級SPD
符合新EN 61643-11：2012和IEC 61643-11：2011標準的LSP產品系列將於2014年內完成。

• 信息技術裝置和設備的電湧保護器
  用於保護標稱電壓高達1000 Vac（有效值）和1500 Vdc的電信和信號網絡中的現代電子設備免受雷擊和其他瞬態的間接和直接影響。

–符合IEC 61643-21：2009和EN 61643-21：2010。

• 隔離用於接地系統或等電位連接的火花隙
  用於光伏系統的電湧保護器
  適用於高達1500 Vdc的標稱電壓範圍

–根據EN 61643-31：2019（將替代EN 50539-11：2013），IEC 61643-31：2018分為類型1 + 2，類型2（I + II類，II類）SPD

b）根據其脈衝電流放電容量和保護作用分為：

• 避雷器/協調避雷器，用於保護安裝和設備免受直接或附近的雷擊（安裝在LPZ 0A和1之間的邊界）造成的干擾。
• 避雷器，用於保護裝置，設備和終端設備免受遠程雷擊，開關過電壓以及靜電放電（安裝在LPZ 0B下游的邊界）。
• 組合式避雷器，用於保護安裝，設備和終端設備免受直接或附近雷擊的干擾（安裝在LPZ 0A和1以及0A和2之間的邊界處）。

電湧保護器技術數據

電湧保護器的技術數據包括根據以下條件使用的信息：

• 應用（例如安裝，電源條件，溫度）
• 發生干擾時的性能（例如，脈衝電流放電能力，跟隨電流消除能力，電壓保護水平，響應時間）
• 運行期間的性能（例如，標稱電流，衰減，絕緣電阻）
• 發生故障時的性能（例如備用保險絲，隔離開關，故障保護，遠程信號選項）

標稱電壓UN
標稱電壓代表要保護的系統的標稱電壓。 標稱電壓的值通常用作信息技術系統的電湧保護器的類型標記。 表示為交流系統的均方根值。

最大連續工作電壓UC
最大連續工作電壓（最大允許工作電壓）是在工作期間可以連接到電湧保護裝置相應端子的最大電壓的均方根值。 這是在已定義的非導電狀態下避雷器上的最大電壓，在避雷器跳閘和放電後，它會恢復到該狀態。 UC的值取決於要保護的系統的標稱電壓和安裝程序的規格（IEC 60364-5-534）。

額定放電電流In
標稱放電電流是8/20μs脈衝電流的峰值，在特定測試程序中會對該電湧保護器進行評級，並且該電湧保護器可以放電幾次。

最大放電電流Imax
最大放電電流是設備可以安全放電的8/20μs脈衝電流的最大峰值。

雷電衝擊電流Iimp
雷電衝擊電流是具有10/350μs波形的標準衝擊電流曲線。 它的參數（峰值，電荷，比能）模擬自然雷電流引起的負載。 雷電電流和組合的避雷器必須能夠多次釋放這種雷電衝擊電流而不會被破壞。

總放電電流
在總放電電流測試期間，流經多極SPD的PE，PEN或接地的電流。 如果電流同時流過多極SPD的多個保護路徑，則可以使用此測試確定總負載。 該參數對於總放電容量具有決定性作用，總放電容量由SPD的各個路徑之和可靠地處理。

電壓保護等級UP
電湧保護器的電壓保護級別是電湧保護器端子上的最大電壓瞬時值，由標準化的單個測試確定：
–雷電脈衝擊穿電壓1.2 / 50μs（100％）
–跳火電壓，上升速率為1kV /μs
–在額定放電電流In下測得的極限電壓
電壓保護級別表徵了電湧保護設備將電湧限製到殘餘電平的能力。 電壓保護等級根據IEC 60664-1在電源系統中定義了有關過電壓類別的安裝位置。 對於要在信息技術系統中使用的電湧保護設備，電壓保護等級必須與要保護的設備的抗擾等級相適應（IEC 61000-4-5：2001）。

短路電流額定值ISCCR
來自SPD的電源系統的最大預期短路電流
與指定的隔離開關配合使用，額定值

短路承受能力
短路耐受能力是當相關最大備用保險絲連接到上游時，電湧保護設備處理的預期工頻短路電流的值。

光伏（PV）系統中SPD的短路額定ISCPV
SPD單獨或與其斷開設備一起能夠承受的最大不受影響的短路電流。

臨時過電壓（TOV）
由於高壓系統中的故障，電湧保護設備可能會在短時間內出現暫時的過電壓。 這必須與由雷擊或開關操作引起的瞬態現像明顯區分開，持續時間不超過約1 ms。 振幅UT和此臨時過電壓的持續時間在EN 61643-11中指定（200 ms，5 s或120分鐘），並根據系統配置（TN，TT等）單獨測試了相關的SPD。 SPD可以a）可靠地失效（TOV安全）或b）耐TOV（耐TOV），這意味著它可以在操作期間和之後完全運行
暫時的過電壓。

標稱負載電流（標稱電流）IL
額定負載電流是可能永久流過相應端子的最大允許工作電流。

保護導體電流IPE
根據安裝說明，在沒有負載側負載的情況下，保護導體電流是當電湧保護設備連接到最大連續工作電壓UC時流經PE連接的電流。

電源側過流保護/避雷器備用保險絲
一旦超過電湧保護器的分斷能力，位於饋電側避雷器外部的過電流保護器（例如保險絲或斷路器）將中斷工頻跟隨電流。 不需要額外的備用保險絲，因為備用保險絲已經集成在SPD中（請參閱相關部分）。

工作溫度範圍TU
工作溫度範圍表示可以使用設備的範圍。 對於非自熱設備，它等於環境溫度範圍。 自熱設備的溫升不得超過指示的最大值。

響應時間tA
響應時間主要表徵避雷器中使用的單個保護元件的響應性能。 取決於脈衝電壓du / dt或脈衝電流di / dt的上升速率，響應時間可能會在一定範圍內變化。

熱斷路器
用於配備壓控電阻器（壓敏電阻）的電源系統中的電湧保護器大多具有集成的熱斷路器，以在過載時將電湧保護器與主電源斷開，並指示該工作狀態。 隔離開關對壓敏電阻過載產生的“當前熱量”作出響應，如果超過一定溫度，則將電湧保護裝置與主電源斷開。 隔離開關設計用於及時斷開過載的電湧保護裝置，以防止火災。 並不旨在確保防止間接接觸。 可以通過模擬的避雷器過載/老化來測試這些熱斷路器的功能。

遠程信號聯繫
遠程信號觸點可輕鬆進行遠程監控並指示設備的運行狀態。 它具有浮動轉換觸點形式的三極端子。 此觸點可以用作斷開和/或接通觸點，因此可以輕鬆集成到建築物控制系統，開關櫃的控制器等中。

N-PE避雷器
專為安裝在N和PE導體之間而設計的電湧保護器。

組合波
虛擬阻抗為1.2Ω的混合發電機（50 / 8μs，20/2μs）產生組合波。 該發電機的開路電壓稱為UOC。 UOC是3型避雷器的首選指示器，因為只有這些避雷器可以用組合波進行測試（根據EN 61643-11）。

防護等級
IP防護等級對應於IEC 60529中描述的防護類別。

頻率範圍
頻率範圍取決於所描述的衰減特性，表示避雷器的傳輸範圍或截止頻率。

保護電路
保護電路是多級，級聯的保護設備。 各個保護階段可能包括火花隙，壓敏電阻，半導體元件和氣體放電管。

回波損耗
在高頻應用中，回波損耗是指“超前”波的多少部分在保護裝置（浪湧點）處被反射。 這是保護設備與系統特性阻抗的協調程度的直接度量。

摘自國際標準 IEC 61643-11-2011低壓電湧保護器–第11部分連接到低壓電力系統的電湧保護器–要求和測試方法[1.0年第2011版]

術語，定義和縮寫

3.1術語和定義
3.1.1
電湧保護器SPD
包含至少一個旨在限制浪湧電壓的非線性組件的設備
並轉移浪湧電流
注意：SPD是一個完整的組件，具有適當的連接方式。

3.1.2
單端口SPD
無預期串聯阻抗的SPD
注意：一個端口SPD可能具有單獨的輸入和輸出連接。

3.1.3
兩端口防雷器
具有特定串聯阻抗的SPD連接在單獨的輸入和輸出連接之間

3.1.4
電壓開關型SPD
SPD在沒有浪湧時具有高阻抗，但是可以響應於電壓浪湧而將阻抗突然改變為低值
注意：電壓開關型SPD中使用的組件的常見示例是火花隙，氣管和晶閘管。 這些有時稱為“撬棍型”組件。

3.1.5
限壓型SPD
無浪湧時，SPD具有高阻抗，但會隨著浪湧而不斷減小
增加浪湧電流和電壓
注意：限壓型SPD中使用的組件的常見示例是壓敏電阻和雪崩擊穿二極管。 這些有時稱為“夾緊型”組件。

3.1.6
組合式SPD
包含電壓開關組件和電壓限制組件的SPD。
SPD可能顯示電壓切換，限製或同時出現

3.1.7
短路型SPD
根據II類測試對SPD進行了測試，由於浪湧電流超過其標稱放電電流In，因此將其特性更改為有意內部短路

3.1.8
SPD的保護模式
端子之間的預期電流路徑，該端子包含保護性組件，例如，線對線，線對地，線對中性線，中性線對地。

3.1.9
II類測試的標稱放電電流
通過SPD的電流波峰值，電流波形為8/20

3.1.10
I類測試Iimp的脈衝放電電流
在指定時間內通過SPD放電電流的峰值，具有指定的電荷轉移Q和指定的能量W / R

3.1.11
最大連續工作電壓UC
最大均方根電壓，可連續應用於SPD的保護模式
注意：此標準涵蓋的UC值可能超過1V。

3.1.12
遵循當前的If
由電力系統提供的峰值電流，在放電電流脈衝後流經SPD

3.1.13
額定負載電流IL
可以提供給連接到的電阻性負載的最大連續額定均方根電流
SPD的受保護輸出

3.1.14
電壓保護等級UP
在給定的振幅和波形下，由於具有定義的電壓陡度的脈衝應力和具有放電電流的脈衝應力，在SPD端子上預期的最大電壓
注意：電壓保護級別由製造商提供，並且不能超出以下範圍：
–為波前擊穿而確定的測量極限電壓（如適用）和由殘餘電壓測量確定的測量極限電壓，分別針對II類和/或I類測試，其幅度分別對應於In和/或Iimp；
–在UOC處測得的極限電壓，是針對III類測試的組合波確定的。

3.1.15
測得的極限電壓
在施加指定波形和幅度的脈衝期間，跨SPD端子測得的最高電壓值

3.1.16
剩餘電壓Ures
由於放電電流的通過而在SPD的端子之間出現的電壓的峰值

3.1.17
臨時過電壓測試值UT
在特定持續時間tT上施加到SPD的測試電壓，以模擬TOV條件下的應力

3.1.18
兩端口SPD的負載側浪湧承受能力
兩端口SPD承受來自SPD下游電路的輸出端子上的浪湧的能力

3.1.19
兩端口SPD的電壓上升率
在指定的測試條件下，在兩個端口SPD的輸出端子上測得的電壓隨時間的變化率

3.1.20
1,2 / 50電壓脈衝
額定虛擬前沿時間為1,2μs且達到半值的標稱時間為50μs的電壓脈衝
注意：IEC 6-60060（1）的第1989條定義了前沿時間，達到半值的時間和波形容限的電壓脈衝定義。

3.1.21
8/20電流脈衝
額定虛擬前沿時間為8μs且達到半值的標稱時間的電流脈衝為20μs
注意：IEC 8-60060（1）的第1989條定義了前沿時間，達到半值的時間和波形容差的當前脈衝定義。

3.1.22
組合波
在斷路條件下具有定義的電壓幅度（UOC）和波形的波形，在短路條件下具有定義的電流幅度（ICW）和波形的波形
注意：傳遞到SPD的電壓幅度，電流幅度和波形由組合波發生器（CWG）阻抗Zf和DUT的阻抗確定。
3.1.23
開路電壓UOC
被測設備連接點組合波發生器的開路電壓

3.1.24
組合波發生器短路電流ICW
在被測設備的連接點，組合波發生器的預期短路電流
注意：將SPD連接到組合波發生器時，流經設備的電流通常小於ICW。

3.1.25
熱穩定性
如果在指定的最大連續工作電壓和指定的環境溫度條件下通電時，SPD的溫度隨時間下降，而在工作佔空比測試期間升溫後，SPD是熱穩定的

3.1.26
性能下降
設備或系統的運行性能與預期性能永久不合需要的變化

3.1.27
短路電流額定值ISCCR
額定SPD與指定的隔離開關一起使用的電源系統的最大預期短路電流

3.1.28
SPD隔離開關（隔離開關）
用於將SPD或SPD的一部分與電源系統斷開連接的設備
注意：為安全起見，此隔離設備不需要具有隔離功能。 它用於防止系統上的持續性故障，並用於指示SPD的故障。 隔離開關可以是內部的（內置）或外部的（製造商要求）。 隔離開關功能可能不止一種，例如過電流保護功能和熱保護功能。 這些功能可以在單獨的單元中。

3.1.29
防護等級IP的防護等級
分類前面帶有IP符號，指示外殼提供的防護範圍，可防止觸及危險部件，防止固體異物進入並可能有害進水

3.1.30
型式試驗
對代表生產的一個或多個項目進行的一致性測試[IEC 60050-151：2001，151-16-16]

3.1.31
常規測試
對每個SPD或零件和材料進行必要的測試，以確保產品符合設計規格[IEC 60050-151：2001，151-16-17，已修改]

3.1.32
驗收測試
合同測試，向客戶證明該產品符合其規格的某些條件[IEC 60050-151：2001，151-16-23]

3.1.33
去耦網絡
用於在SPD通電測試期間防止浪湧能量傳播到電網的電路
注意：該電路有時稱為“反向濾波器”。

3.1.34
脈衝測試分類

3.1.34.1
一級考試
使用脈衝放電電流Iimp，峰值等於Iimp的峰值的8/20電流脈沖和1,2 / 50的電壓脈衝進行的測試

3.1.34.2
II級測試
在額定放電電流In和1,2 / 50電壓脈衝下進行的測試

3.1.34.3
III級測試
使用1,2 / 50電壓– 8/20電流組合波發生器進行的測試

3.1.35
剩餘電流裝置RCD
當剩餘或不平衡電流在指定條件下達到給定值時意圖引起電源電路斷開的開關設備或相關設備

3.1.36
電壓開關浪湧保護器的擊穿電壓
電壓開關浪湧保護器的觸發電壓
電壓切換SPD時從高阻抗突然變為低阻抗的最大電壓值

3.1.37
I類測試的比能量W / R
通過脈衝放電電流Iimp通過1 unit的單位電阻耗散的能量
注意：這等於電流平方的時間積分（W / R =∫i 2d t）。

3.1.38
電源IP的預期短路電流
如果通過可忽略的阻抗鏈路在電路中的給定位置短路的電流將在電路中的給定位置流動
注意：此預期對稱電流由其均方根值表示。

3.1.39
遵循當前中斷等級Ifi
SPD無需斷路器即可中斷的預期短路電流

3.1.40
剩餘電流IPE
根據製造商的說明進行連接時，以參考測試電壓（UREF）通電時流過SPD PE端子的電流

3.1.41
狀態指示器
指示SPD或SPD一部分的運行狀態的設備。
注意：此類指示器可能在本地，帶有視覺和/或聲音警報，並且/或者可能具有遠程信號和/或輸出觸點功能。

3.1.42
輸出接點
與SPD主電路分開的電路中包含的觸點，並與隔離開關或狀態指示器鏈接

3.1.43
多極SPD
具有多種保護模式的SPD類型，或作為一個單元提供的電互連SPD的組合

3.1.44
總放電電流ITotal
總放電電流測試期間流經多極SPD的PE或PEN導體的電流
注1：目的是考慮多極SPD的多種保護模式同時進行時發生的累積效應。
注2：ITotal與根據測試等級I測試的SPD特別相關，並用於根據IEC 62305系列進行雷電保護等電位連接的目的。

3.1.45
參考測試電壓UREF
用於測試的電壓均方根值，取決於SPD的保護模式，標稱系統電壓，系統配置以及系統內的電壓調節
注意：參考測試電壓是根據製造商根據7.1.1 b8）給出的信息從附件A中選擇的。

3.1.46
短路型SPD Itrans的過渡浪湧電流額定值
8/20脈衝電流值超過額定放電電流In，這將導致短路型SPD短路

3.1.47
間隙確定電壓Umax
根據8.3.3確定間隙的浪湧應用期間的最高測得電壓

3.1.48
最大放電電流Imax
通過SPD的電流的波峰值具有8/20波形和幅度
符合製造商規範。 Imax等於或大於In

3.2縮寫

表1 –縮寫列表

4服務條件
4.1頻率
頻率範圍是47 Hz至63 Hz ac

4.2電壓
在電湧保護器（SPD）的端子之間連續施加的電壓
不得超過其最大連續工作電壓UC。

4.3氣壓和高度
氣壓為80 kPa至106 kPa。 這些值分別表示+2 m至-000 m的高度。

4.4溫度

• 正常範圍：–5°C至+40°C
  注意：此範圍適用於在不受溫度和濕度控制的，不受天氣影響的室內室內使用的SPD，並且符合IEC 4-60364-5中外部影響代碼AB51的特性。
• 擴展範圍：-40°C至+70°C
  注意：此範圍適用於在不受天氣影響的室外使用的SPD。

4.5濕度

• 正常範圍：5％至95％
  注意：該範圍適用於室內既沒有溫度也沒有濕度控制的天氣條件下使用的SPD，並且符合IEC 4-60364-5中外部影響代碼AB51的特性。
• 擴展範圍：5％至100％
  注意：此範圍適用於在不受天氣影響的室外使用的SPD。

5分類
製造商應根據以下參數對SPD進行分類。
5.1端口數量
5.1.1一個
5.1.2二
5.2 SPD設計
5.2.1電壓切換
5.2.2電壓限制
5.2.3組合
5.3 I，II和III類測試
表2給出了I級，II級和III級測試所需的信息。

表2 – I，II和III類測試