浪涌保护器SPD的后备保护选用原则Word文档下载推荐.docx

1、10/350A级20804010建筑电气低压配电系统中通常在SPD支路中接入一个限流元件作为SPD故障短路的后备保护。此限流元件可以是熔断器、延时型空气开关、剩余电流短路器。采用熔断器来切断续流的接线如图所示：其中熔断器的额定电流应高于被保护系统的正常运行电流，它的熔断电流应小于SPD电子固态保护器件在电弧区的续流。现有市面上的大部分SPD产品其内部均带有一个熔断器（或热断路器），该熔断器（或热断路器）主要起保护SPD的电子固态保护器件作用，由于SPD使用场所条件恶劣，其内部也可能出现短路，因此在现有的工程实际应用中都要求在SPD线路上加装一组熔断器或断路器、剩余电流保护器（剩余电流保护器，价

2、昂贵实际工程中较少采用），以保护SPD。（Surge protective devices） 笔者现将对用于不同保护等级的三相电涌保护器后备保护用的熔断器、断路器的选用做一个定量的分析。 熔断器作后备保护是一种常用的方案，其特点是熔断体为易熔金属，呈电阻性，电阻为R。电感量很小，可以忽略。当雷电流（10/350s或 8/20us）冲击时，在线路两端的限制电压为：U熔=Ri+L（di/dt） L为连接导线电感，限制电压主要由L（di/dt）决定，R上压降较小。断路器作后备保护时，因断路器线路中有双金属热敏元件和串联的电磁脱扣器，呈感性阻抗，电感为LAB。s或 8/20us）冲击时在线路两端电压为

3、 ： U断=Ri+L（di/dt）+LAB（di/dt） ，其中L为连接导线电感，LAB为断路器电感，一般情况LABL,附加电压要大于连接导线上的压降。因为RiLAB（di/dt），所以U熔U断。 熔断器的附加限制电压要小于断路器的附加限制电压，用熔断器作为SPD的后备保护要比用断路器作为SPD后备保护时SPD线路的电压保护水平要低，更好的发挥SPD的保护效果。 上海电器科学研究所测得：对同一型号SPD进行测试： In=20KA Imax=40KA时， 串联RTl463熔断器， 在198KA大电流冲击时（820us），熔断器断开。测得限制电压U熔为2674V。串联DZ4763断路器，在1829

4、KA大电流冲击时，断路器脱扣断开。测得限制电压为u断为5014V，其中断路器附加电压为3KV。 从上述分析和实验表明：用断路器作后备保护时，线路上的限制电压要高于用熔断器作后备保护的线路上的限制电压，故大多数专业SPD供应厂家都采用熔断器作后备保护的原由，另一方面由于断路器电感的存在，其响应时间长，这也是系统不希望的。我们来讨论使用熔断器的情况。SPD支路上熔断器的主要作用是在SPD设备内部短路情况下能有效的切断短路电流，同时能保证在额定的雷电过电流的情况下SPD起到正常的泄流作用。这就要求熔断器的熔断电流躲过额定波形下额定幅值的雷电流作用，同时小于上级主开关的整定电流，并保证一定的级差，以实

5、现其选择性。熔断器在瞬时大电流的作用下，其弧前熔断过程没有，因此在瞬时大电流作用下，熔体的熔化过程可以看成一个绝热过程，熔体的额定电流选择应根据It值来选择，因此我门只要算出在不同雷电波形和雷电流幅值的It就能确定：建筑中常用的短十雷击波形如下图所示：（建筑物防雷设计规范P64页附图6.2）I2t=其简化公式为：I2t=（1/2）（1/0.7）I2 T2 （建筑物防雷设计规范P64页附6.2） I雷电流幅值（A） T2半值时间（）由此查图 可知不同电流波形和不同电流幅值下所须配最小熔体额定电流和最小导线截面，各计算结果见下表：最大放电电流（10/350s）下后备保护熔体选择表：最大放电电流幅值

6、Ipeak（KA）（10/350）I2（A2s）后备保护熔体最小额定电流（A）GL导线截面（mm2）60900000250A120506250002007035306250160A20100000100A155625012.539062.58010250006325标称放电电流（8/20s）下保护熔体选择表：标称放电电流幅值In（KA）（8/20）160365714100142857125A91428100 A700005142880 A3571480A402285763A3012857 50 A5714.332A6321425A142820 A46.051416A四 建筑电气设计中SPD后备

7、保护的选用经过以上分析可以得出两个结论；SPD后备保护宜采用熔断器而不宜采用断路器；当采用熔断器作为SPD的后备保护时，SPD后备保护熔断器额定电流值不应低于下表中的推荐值，否则在雷电浪涌的冲击下熔断器的溶体会先与SPD熔断，SPD将没法发挥作用。电源线路浪涌保护器后备保护熔体额定电流的推荐值第二级第三级第四级100A63A32A10AB级80AC级D级20A 在实际建筑电气设计中SPD后备保护熔断器熔体额定电流值宜小于主开关的额定电流值，并满足级差配合的要求，以免SPD短路故障时扩大事故面。以下是笔者统计的市面上常用厂商后备保护最大允许推荐值以供设计中参考。市面上常用厂商后备保护（最大允许保

8、险丝）推荐值：厂商第一级最大放电电流peak（KA）第一级标称放电电流In（KA）第二级标称放电流In（KA）第三级标称放电流In（KA）第四级标称放电流In（KA）菲尼克斯FLT 35（35KA）125A GL易雷斯LS4-100（KA）63125A GLLS2-30（KA）/420250A GLLS1-40（KA）/32032A GLLS1-10（KA）/216A GLMoELLerVFB-1 （60KA）VFB-1（25KA）VR7 （20KA）VD7（2.5KA）63A GL雷 威DR3 40KADR3 20KADR3 5KADR3 3KA易普康HL60 （60KA）160A GLXX

9、-100（100KA）80A GLXX-65（65KA）XX-40（40KA）40A GLXX-15 （15KA）25A GLISKRAPR0TEC（25KA）100A GLPR0TEC（70KA）PR0TEC B2 （60KA）PR0TECC （10KA）PR0TECD （3KA）SIEMENS5SD7056（50KA）5SD7078（40KA）5SD7053（15KA）安世杰CLASS- （40kA）50A GL （20kA） （10kA）32A GL参考文献：（1）IEC61643-12：2002 低压配电系统的电涌保护器（SPD）第12部分：选用和使用导则（2）GB50343-2004 建筑物电子信息系统防雷技术规范（3）GB50057-94 （2000年版） 建筑物防雷设计规范（4） 工厂常用电气设备手册