低压配电系统的电涌保护器SPD.docx
《低压配电系统的电涌保护器SPD.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《低压配电系统的电涌保护器SPD.docx（15页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
低压配电系统的电涌保护器SPD
低压配电系统的电涌保护器（SPD）
第一部分：
性能要求和实验方法
1总则
1．1使用范围
GB18802的本部分使用对于间接雷电和直接雷电影响或其他瞬时过电压的电涌进行保护的电器。
这些电器被组装后连接到交流额定电压不超过1000V（有效值）、50/60HZ或直流电压不超过500V的电路和设备。
本部分规定这些电器的性能特性、标准实验方法和额定值，这些电器至少包含一用来限制电涌电压和泄放电涌电流的非线性的原件。
1．2规范性引用文件
下列文件中的条款通过GB18802的本部分的引用而成为本部分的条款。
凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本部分，然而，鼓励根据本部分达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。
凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本部分。
GB2099.1—1996家用和类似用途插头插座第1部分：
通用要求（eqvIEC60884-1：
1994）
GB/T4207—1984固体绝缘材料在潮湿条件下相比漏电器痕指数和耐漏电起痕指数的测定方法（eqvIEC60112：
1979）
GB4208—1993外壳防护等级（IP代码）（evqIEC60529：
1989）
GB5013—1997（全部）额定电压450/750V及以下橡皮绝缘电缆（idtIEC620245）
GB5203—1997（全部）额定电压450/750V及以下聚氯乙烯绝缘电缆（idtIEC620227）
GB/T5169.10—1997电工电子产品着火危险试验试验方法灼热丝试验方法总则（idtIEC60695-2-1/0：
1994）
GB10963—1999家用及类似场所涌过电流保护断路器（idrIEC60947-1：
1999）
GB/T14048.1—2000低压开关设备和控制设备总则（eqvIEC60947-1：
1999）
GB14048.5—1993低压开关设备和控制设备控制电路电器和开关元件第1部分：
机电式控制电路电器（eqvIEC609947-5-1：
1990）
GB/T16927.1—1997高电压试验技术第一部分：
一般试验要求：
（eqvIEC60060-1：
1989）
GB/T16935.1—1997低压系统内设备的绝缘配合第一部分：
原理、要求和试验（idtIEV60664-1：
1992）
GB/T17627.1—1998低压电气设备的高电压试验技术第一部分：
定义和试验要求（eqvIEC61180-1：
1992）
IEC60364-4-442：
1993建筑物的电气装置第4部分：
安全性保护第44章：
防过电压保护第442节：
防高压系统对地之间故障的低压装置保护
IEC60364-4-442：
：
1993建筑物的电气装置第5部分：
电气设备的使选用第534节：
过电压保护装置
IEC60999（全部）连接设备与铜导线电气连接的螺钉和无螺钉夹紧器的安全要求
IEC61643-12连接低压配电系统的电涌保护器第12部分：
选择和使用原则
2使用条件
2．1．1频率：
电源的交流频率在48HZ和62HZ之间
2．1．2电压：
持续施加在SPD的连接线端子之间的电压不应超过其最大持续工作的电压。
2．1．3海拔：
海拔不应超过2000m。
2．1．4使用和储存温度：
——正常范围：
—5C～＋40C；
——极限范围：
—40C～＋70C。
2．１．５湿度－相对湿度：
在室温下应在３０％和９０％之间。
２．２异常使用条件
对异常使用条件下的ＳＰＤ，在设计和使用中可能需要作特殊考虑，并引起制造厂重视。
对置于日光或其它射线下的户外型ＳＰＤ，可能必须附加技术要求。
３定义
下列定义是用于本部分
３．１
电涌保护器（ＳＰＤ）surgeprotectivedevice
用于限过时过电压河泄放电涌电流的电器，它至少包含一个非线性的元件。
３．２
一端口SPDone-portSPD
ＳＰＤ与被保护电路并连。
一段口分开输入和输出端，在这些端子之间没有特殊的串联阻抗。
３．３
二端口 ＳＰＤtwo-portSPD
有两组输入和输出接线端子的SPD，在这些断子之间有特殊的串联阻抗。
3．4
电压开关型SPDvoltageswitchingtypeSPD
没有电涌时具有高阻抗，有浪涌电压时能立即转变成低阻抗的SPD。
电压开关型SPD常用的元件有放电间隙、气体放电管、闸流管（硅可空整流器）和三端双向可控开关元件。
这类SPD有时也称“作断路型SPD”。
３．５
电压限制型SPDvoltagelimtingtypeSPD
没有电涌时具有高阻抗，但是随着电涌电流和电压的上升，其阻抗将持续地减小的SPD。
常用的非线性元件是：
压敏电组和抑制二极管。
这类SPD有时也称作“位型SPD”
３．６
复合型SPDcombinationSPD
由电压开关型元件和电压限制性元件组成的SPD。
其特性随所加电压的特性可以表现为电压开关型、电压限制型或两者皆有。
３．７
保护模式 modesofprotectin
SPD保护元件可以连接在相对相、相对地、相对中线、中线对地及其组合。
这些连接方式称作保护模式。
３．８
标称放电电流 nominaldischargecurrent
In
流过SPD具有8/20波形的电流峰值，用于记试验的SPD分级以及级级试验的SPD的预处理试验。
３．９
冲击电流impulsecurrent
Iimp
它由电流峰值Ipeak贺电荷量Q确定。
其试验应根据动作负载试验的程序进行。
这是用于级试验的SPD分类试验。
３．１０
级试验的最大放电电流 maximumdischargecurrentforclass
test
Imax
流过SPD，具有80/20波形电流的峰值，其值按按动作负载的程序确定。
Imax大于
３．１１
最大持续工作电压 maximumcontinuousoperatingvoltage
Uc
允许持久地施加在SPD上的最大交流电压有效值或直流电压。
其值等余额电压。
３．１２
待机功耗standbypowerconsumption
Pc
SPD按制造厂的说明连接，施加平衡电压和平衡相角的最大持续工作电压（Uc）并且不带负载时SPD所消耗的功率。
３．１３
续流followcurrent
If
冲击放电电流以后，由电源系统流入SPD的电流。
续流与工作电流Ic有明显区别。
３．１４
额定负载电流 ratedloadcurrent
IL
能对SPD的保护输出端连接负载提供的最大持续额定交流电流有效值或直流电流。
３．１５
电压保护水平 voltageprotectionlevel
Up
表征SPD限制接线端子间电压的性能参数，其值可从优先值的列表中选择。
该值应大于限制电压的最高值。
３．１６
限制电压measuredlimitingvoltage
施加规定波形和幅值的冲击电压时，在SPD接线段子监测得的最大电压峰值。
３．１７
残压residualvoltage
Ures
放电电流流过SPD时,在其端子间的电压峰值。
３．１８
暂态过电压（TOV）特性temporaryovervoltage（TOV）characteristic
SPD承受一个暂态过电压UT至规定时间tT时的工作状况。
注：
这特性或是能承受一个暂态过电压而不是特性或功能发生不可接受的变化，或是产生7．7．6．2所受的故障。
３．１９
二端口SPD的负载端电涌耐受能力。
Load-sidesurgewithstandcapabilityforatwo-portSPD
二端口SPD对负载侧输出接线端子产生电涌的耐受能力。
３．２０
电压降（用百分数表示）（inpercent）voltagedrop
式中：
U输入输出是输入电压，U输出是同一时刻在连接额定阻性负载条件下测量的输出电压,该参数仅适用于二端口SPD。
３．２１
插入损耗 insertionloss
在给定频率下，连接到给定电源系统的SPD的插入损耗定义为：
电源线上仅靠SPD接入之后，在被试SPD接入前后的电压比，结果用dB表示。
注：
、其要求和试验正在考虑中。
３．２２
1．2／50冲击电压1．2／50voltageimpulse
视在波前时间（从峰值的10%上升到90%的时间）为1．２ ，半峰值时间为50的冲击电压。
３．２３
8/20冲击电流 8/20curretimpulse
视在波前时间为8的冲击电流。
３．２４
复合波combinationwave
复合波由冲击发生器产生，开路实施加1.2/50冲击电压，短路实施加8/20冲击电流。
提供给SPD的电压、电流幅值及其波形由冲击发生器和冲击作用的SPD的阻抗而定。
开路电压峰值和短路电流峰值之比为2；该比值定义为虚拟阻抗Z。
短路电流用符号表示。
开路电压用符号表示。
３．２５
热崩溃thermalrunaway
当SPD承受的功率损耗超过外壳和连接件的散热能力，引起内部元件温度逐渐升高，最终导致其损坏的过程。
３．２６
热稳定thermalstability
在引起SPD温度上升的动作负载试验后，在规定的环境温度条件下，给SPD施加规定的最大持续工作电压，如果SPD的温度能随时间而下降，则认为SPD是热稳定的。
３．２７
劣化degradaion
由于电涌、使用或不利环境的影响造成SPD原始性能参数的变化。
３．２８
耐受短路电流short-circuitwithstand
SPD能够承受的最大预期短路电流值。
３．２９
SPD的脱离器SPDdisconnector
把SPD从电源系统断开所需要的装置（内部的和或外部的）
注：
这种断开装置不需要具有隔离能力，它防止系统持续故障并可用来给出SPD故障的指示。
除了具有脱离其功能外，还可具有其他功能，例如过电流保护功能和热保护功能。
这些功能可以组合在一个装置中或由几个装置来完成。
３．３０
外壳防护等级（IP代码）degreesofprotectionprovidedbyenclosure（IPcode）
外壳提供的防止触及危险的部件、防止外界的固体异物进入和/或防止水的进入壳内的防护程度（见GB/T4208）。
３．３１
型式试验typeteses
一种新的SPD设计开发完成时所进行的试验，通常用来确定典型性能，并用来证明它符合有关标准。
试验完成后一般不需要再重复进行试验，但当设计改变以致影响其性能时，只需重复做相关项目试验。
３．３２
常规试验routinetests
按要求对每个SPD或其部件和材料进行的试验，以保证产品符合设计规范。
３．３３
验收试验acceptancetest
经供需双方协议，对订购的SPD或其典型样品所作的试验。
３．３４
去耦网络decouplingnetwork
在SPD通电试验时，用来防止电涌能量反馈到电网的装置。
有时称“反向滤波器”。
３．３５
冲击试验的分类
３．３５．１
I级试验classItest
按３．８定义的标称放电电流In，３．２２定义的１．２／５０冲击电压和３．９定义Ｉ级试验的最大冲击电流Iｉｍｐ进行的试验。
３．３５．２
Ⅱ级试验classⅡtest
按３．８定义的标称放电电流Ｉｎ，定义的１．２／５０冲击电压和３．１０定义的Ⅱ级试验的最大放电流Ｉｍａｘ进行的试验。
３．３５．３
按3.24定义的复合波（1.2/50,8/20）进行的试验。
３．３６
过电流保护overcurrentprotection
位于SPD外部的前端，作为电器装置的一部分的过电流装置（如：
断路器或熔断器）。
３．３7
剩余电流装置（RCD）residualcurrentdevice（RCD）
在规定的条件下，当剩余电流或不平衡电流达到给定值时能使触头断开的机械开关电器或组合电器。
３．３8
电压开关型SPD的放电电压sparkovervoltageof avoltageswitchingSPD
在SPD的间隙电极之间，发生串放电前的最大电压值。
３．３９
Ⅰ级试验的比能量specificenergyforclassItest
W/R
冲击电流Ijmp流过1单位电阻时消耗的能量。
它等于电流平方对时间的积分W/R
３．４０
供电电源的预期短路电流 prospectiveshort－circuitcurrentofapowersupplu
Ip
在电路中的给定位置，如果用一个阻抗可忽略的导体短路时可能流过的电流。
３．４１
额定断开续流值followcurrentinterruptingrating
SPD本身能断开的预期短路电流。
３．４２
残流residualcurrent
Ires
SPD按制造厂的说明连接，不带负载，施加最大持续工作电压（Uc）时，流过PE接线端子的电流。
３．４３
状态指示器statusindicator
指示SPD工作状态的装置。
注：
这些指示器可以是本体的可视和/或音响报警，和/或具有遥控信号装置和/或输出触头能力。
３．４４
输出触头outputcontact
包括在与主电路分开的电路里并与SPD脱离器或状态指示器连接的触头。
３．４５
暂态过电压（ＴＯＶ）故障性能 temporaryoverovltage（TOV）failurebehaviour
连接在相/中线端子和接地端子之间的SPD在IEC60364-4-442规定的TOV（高压系统的接地故障影响低压系统）条件下的性能。
注：
暂态过电压可能超过SPD的暂态过电压耐受能力UT。
３．４６
系统的标称交流电压nominala.c.voltageofthe system
Uｏ
系统标称的相对中性线的电压（交流电压的有效值）。
４分类
制造厂应按照下列参数对SPD分类
４．１ 端口数
４．１．１ 一端口
４．１．２ 二端口
４．２ SPD的设计类型
４．２．１ 电压开关型
４．２．２ 电压限制型
４．２．３ 复合型
４．３ ＳＰＤ的Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ级试验
Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ级试验要求的试验项目见表１。
４．４ 使用地点
４．４．１ 户内
４．４．２ 户外
４．５ 易触及性
４．５．１ 易触及的
４．５．２ 不易触及的（碰不到的）
注：
碰不到的是指不使用工具或其他设备不会碰到带电部件。
４．６ 安装方式
４．６．１ 固定的
４．６．２ 移动的
４．７ ＳＰＤ的脱离器
４．７．１ 脱离器的位置
４．７．１．１ 内部的
４．７．１．２ 外部的
。
４．１．１．３ 二者都有（一部分内部和一部分外部）
４．７．２ 保护功能
４．７．２．１ 热保护
４．７．２．２ 泄漏电流保护
４．７．２．３ 过电流保护
注：
脱离器不是必需的
４．８ 过电流保护
４．８．１ 规定的过电流保护
４．８．２ 不规定的过电流保护
４．９ 按ＧＢ4208的IP代码的外壳防护等级
4．10 温度范围
４．10．1 正常温度范围
４．10．2 极限温度范围
５ 标准的额定值
5．1Ⅰ级试验的冲击电流Iimp优选值
峰值Ipeak：
1.0、2、5、10和20kA。
电荷量Q：
0.5、1、2.5、5、和10As。
5．2Ⅱ级试验的标称放电电流In优选值
0.05、0.1、0.25、0．5、1．0、1.5、2.0、2.5、3.0、5.0、10、15、和20kA
5．3Ⅲ级试验的开路电压Uoc优选值
0.1、0.2、0.5、1、2、3、4、5、6、10和20KV。
５．４电压保护水平Up优选值
0.08、0.09、0.10、0、12、0.15、0.22、0.33、0.4、0.5、0.6、0.7、0.8、0.9、1.0、1.2、1.5、1.8、2.0、2.5、3.0、4.0、5.0、6.0、8.0和10Kv.
５．５交流有效值或直流的最大持续工作电压Ｕｃ的优选值
52、63、75、95、110、130、150、175、220、230、240、250、260、275、280、320、420、440、460、510、530、600、630、690、800、900、1000、和1500V。
６技术要求
６．１一般要求
６．１．１标识
制造厂至少应提供下列信息。
试验按照第７章进行。
ａ）制造厂名或商标和型号；
ｂ）安装位置类别；
ｃ）端口数量；
ｄ）安装方法；
ｅ）最大持续工作电压（每种保护模式有一个电压值）和标称额定频率；
ｆ）制造厂规定的每种保护模式的试验类别和放电参数；
———Ⅰ级试验Iimp
———Ⅱ级试验Imax
———Ⅲ级试验Uoc
ｇ）Ⅰ级和Ⅱ级的标称放放电电流In（每种保护模式有一个电流值）；
ｈ）电压保护水平Up（每种保护模式有一个电压值）；
i）额定负载电流IL（如果需要）；
ｊ）外壳防护等级（当IP代码>20时）；
ｋ）短路电流耐受能力；
ｌ）过电流保护推荐的最大额定值（如果使用时）；
ｍ）脱离动作指示（如果有的话）；
ｏ）正常使用的位置（如果重要）；
Ｐ）安装说明（例如：
连接、机械尺寸、导线长度等等）；
ｑ）电流类型：
交流频率或直流，或二者都行；
ｓ）温度范围；
ｔ）额定断开续流值（除电压限制SPD外）；
ｕ）外部SPD脱离器的技术要求应由制造厂规定；
ｖ）残流Ires可选的；
ｗ）暂态过压；
６．１．２ 标志
６．１．１中的标识a）、e）、f）、h）、j）、I）、o）和q）必须位于SPD的本体上，或持久地标贴在SPD本体上。
对于某些一端口的SPD的设计，可不需要提供额定负载电流。
标志应不易磨灭且识别的，不应标在螺钉和可拆卸的垫圈上。
通过7．2的试验来检验其是符合要求。
注：
如果受空间限制，制造厂名称或商标和型号应标在电器上，其它标志可标在小包装上。
６．２ 电器性能要求
６．２．１ 电器连接
接线端子应设计成能连接制造厂规定的最小和最大的截面的电缆。
每项试验必须采用最严酷的配置（如按不同试验采用最大或最小截面（见第７章）。
ＳＰＤ应具有接线端子，可以用螺钉、螺母、插头、插座或等效的方法进行电器连接。
按７．３进行检查。
６．２．２ 电压保护水平
ＳＰＤ的限制电压不应超过有制造厂规定的的电压保护水平。
通过７．５的试验来检验其是否符合要求。
６．２．３ Ⅰ级冲击电流试验
当制造厂声明满足Ｉ级试验要求时，ＳＰＤ应按该要求进行试验。
通过７．６．５的试验来检验其是否符合要求。
6．2．4Ⅱ级冲击电流试验
当制造厂声明满足Ⅱ级试验要求时，ＳＰＤ应按该要求进行试验。
通过７．６．５的试验来检验其是否符合要求。
6．2．5Ⅲ级复合波试验
当制造厂声明满足Ⅲ级试验要求时，ＳＰＤ应按该要求进行试验。
通过７．６．７的试验来检验其是否符合要求。
6．2．6动作负载试验
在施加最大持续动作电压Ｕｃ时，ＳＰＤ应能承受规定的放电电流而使其特性没有不可接受的变化。
通过７．６的试验检验其是否符合要求。
６．２．７ ＳＰＤ的脱离器
ＳＰＤ可带ＳＰＤ脱离器（可以是内部或外部的，或两者都有）。
他们的动作应有指示。
注：
与ＳＰＤ无关的安装要求可要求附加的和／或较低额定值的过电流保护装置。
在形式试验程序中ＳＰＤ脱离器应与ＳＰＤ一起试验，除了ＲＣＤ在７．７．１动作负载试验过程中不进行试验外。
通过７．７和７．８．３的试验来检验其是否符合要求。
６．２．８ 电器间隙和爬电距离
ＳＰＤ应具有足够的电器间隙和爬电距离。
按７．９．５进行试验。
６．２．９ 耐漏电起痕
使载流部件保持在其位置上所必需的绝缘材料应是非漏电器痕材料，或它们应有足够的尺寸。
按７．９．６进行试验。
６．２．１０ 介电强度
考虑到绝缘损坏和防止直接接触，ＳＰＤ的外壳应有足够的介电强度。
按７．９．８试验。
６．２．１１ 短路电流耐受能力
ＳＰＤ应能承受电源短路电流直到由ＳＰＤ本身切断，或由一个内部或外部的电流脱离器或过电流保护切断路电流。
按７．７．３试验。
６．２．１２ 状态指示器的动作
一般要求
在整个形式试验过程中，指示器所显示的状态应清晰地给处与指示器连接部分的状态的标志。
对带有规定的中间状态指示的ＳＰＤ，不能认为中间状态是指示器的故障。
当多于一种状态指示方式时，例如本机的和遥控的指示，每种形式的指示均应检查。
制造厂应给出关于指示其功能以及状态指示变化后所采取措施的信息。
状态指示器可由两部分组成，这两部分由一个耦合机构连接，耦合机构可以是机械的、光学的、音响的和电磁的等。
在更换ＳＰＤ时被更换的这一部分，应如上所述试验，在更换ＳＰＤ时不更换的另一部分至少能增加５０次操作。
注：
耦合机构操作状态指示器不更换部分的作用可用其它方法来模拟，例如，一个分开的电磁铁或弹簧，而不用操作ＳＰＤ的可更换部分零件的方法。
当对所采用的指示型式有合适的标准时，状态指示器的非更换部分应符合这个标准，除了指示器仅需要５０次操作试验外。
６．２．１３ 分开电路之间的隔离
当ＳＰＤ包含一个与主电路电气上隔离的电路时，制造厂应提供关于电路之间隔离和绝缘耐受电压的信息，及制造厂声明符合的有关标准。
如果有两个以上的电路时，应对每个电路的组合进行说明。
分开电路之间的隔离和介电强度应按制造厂的说明进行试验。
６．３ 机械性能要求
ＳＰＤ应提供适当的安装方式以确保机械稳定性。
按７．９．２试验。
６．３．１ 一般要求
ＳＰＤ应具有接线端子，可用以下方法进行连接：
——螺钉接线端子；
——螺母；
——插头；
——插座；
————无螺钉接线端子；
——绝缘穿刺连接；
——或等效的方法。
６．３．２ 机械连接
ａ）接线端子应固定在ＳＰＤ上，即使加紧螺钉或锁紧螺母拧紧或拧松时，也不使其松动应使用工具拧松夹紧螺钉或拧紧螺母。
ｂ）插头和插座应符合国家标准的要求，ＧＢ２０９９．１的有关条款适用。
ｃ）螺钉、截流部件和连接
１）
升级会员 