雷电防护技术与产品20061221(1.5h).ppt

1、ABBGroup-1-10-Nov-22雷电防护技术及产品雷电防护技术及产品王宏民13601094782ABBGroup-2-10-Nov-22ABBLightningProtectionGroup直击雷防护产品直击雷防护产品OPR的研发和生产的研发和生产电涌保护器电涌保护器OVR系列产品的研发与生产系列产品的研发与生产2001年年6月月ABBLightningProtectiongroup成立，前身是创建于成立，前身是创建于120年前的法年前的法国国Soule防雷公司，在国际上具有相当规防雷公司，在国际上具有相当规模的电涌保护器和提前放电避雷针的制造模的电涌保护器和提前放电避雷针的制造商和销

2、售商，已成为商和销售商，已成为ABB全球销售网络的全球销售网络的防雷产品研发和生产中心。防雷产品研发和生产中心。ABBGroup-3-10-Nov-22过电压是电子设备产生故障和生产中断的主要原因，它可以由雷击、电网中的开关操作和相关干扰产生。电子设备破损保守统计过电压产生的后果雷电是一种常见的自然现象，全球每天形成44000个雷暴中心，发生800万次雷电，平均每秒放电100次。人类是无法制止的雷电。人们力所能及预防和限制雷电的侵入途径雷电的侵入途径ABBGroup-4-10-Nov-22雷电的侵入途径雷电的侵入途径直击雷直击雷n雷直击于外部雷电保护系统或建筑物接地的外部传导部件n雷直击架空线

3、ABBGroup-5-10-Nov-22闭环闭环n直接对地耦合（地之间的电阻耦合）：当雷电电流在设备附近放电时，流过地面的雷电电流将导致接地电压增加和PE的电压能高达几千伏。n雷击在外部保护设备上会在由电线形成的闭环上产生过电压n电感耦合雷击产生的磁场将在任何环形配线中导致过电压，在高空电线周围的雷击将在这些线上产生过电压附近雷击附近雷击雷电的侵入途径雷电的侵入途径ABBGroup-6-10-Nov-22操作过电压操作过电压断路器的开/关变压器、电机或电感、电阻突变皆可产生很快的电流变化(di/dt)和产生瞬时过电压。过电压雷电的侵入途径雷电的侵入途径ABBGroup-7-10-Nov-22S

4、PD的2个功能:-释放电涌电流-限制过电压(1.2kV).SPD至少包含一个非线性元件至少包含一个非线性元件正常情况下，SPD对应用系统没有任何影响。它在线路中起开路作用和保持相与地之间的绝缘。当电涌发生时，SPD将瞬间（纳秒级）降低其阻抗，同时传导电涌电流。当电涌发生后，SPD恢复高阻抗和起开路作用。雷电的术语雷电的术语ABBGroup-8-10-Nov-22n10/350s波形模拟具有高电能的直接雷击n8/20s波形模拟间接或远程雷击，或者模拟开关操作雷电的术语雷电的术语ABBGroup-9-10-Nov-22nType1(ClassB)SPD用于处理雷电冲击电流的波形10/350s。一般

5、推荐安装在高暴露的地方，例如：雷电保护系统保护的或架空线供电的建筑物进线端。nType2(ClassC)SPD测试波形8/20s时间比10/350s短，用于释放远处雷击或开关操作产生的低电能。一般建议安装在没有对直接雷击暴露的地方雷电的术语雷电的术语ABBGroup-10-10-Nov-22n冲击电流冲击电流Iimp：10/350s电流波形的最大值，用来描述Type1产品。Type1(classB)产品应该耐受10/350s电流波形5次增加的冲击(0.1Iimp,0.25Iimp,0.5Iimp,0.75Iimp,Iimp)。n最大放电电流最大放电电流Imax：8/20s电流波形的最大值，用来

6、描述Type2产品。Type2(classC)产品应该耐受8/20s电流波形5次增加的冲击(0.1Imax,0.25Imax,0.5Imax,0.75Imax,Imax)。n标称放电电流标称放电电流In流通SPD（有一个8/20s电流波形）的电流峰值。根据IEC61643-17.6.4和IEC61643-125.5.2.1标准，Type1(classB)和Type2(classC)SPD应耐受15次8/20s波形冲击电流的幅值In。雷电的术语雷电的术语ABBGroup-11-10-Nov-22雷电电涌开关电涌230V 50 Hz瞬时过电压瞬时过电压暂时过电压暂时过电压Un=230VSPD目标目

7、标SPD对手对手n最大持续工作电压最大持续工作电压Uc最大r.m.s(均方根值)或直流电压可持续供电SPD，它相当于SPD的额定电压。典型电网为50Hz-230V（相-中性线），ABB开发了Un为255V或275V的产品。n暂态过电压暂态过电压UT在一个指定时间tT内，SPD可耐受的最大r.m.s.（均方根值）或暂时直流过电压（TOV）。当暂时过电压后，SPDs发生故障时，应该对人身、设备或设施没有危害。例如：对于230V的相-中性线TN电网，根据IEC60364-4-442标准，在5s内，它应该比相与地之间的电压334V高。雷电的术语雷电的术语ABBGroup-12-10-Nov-221ms

8、maxn电压保护水平电压保护水平Up是当释放冲击电流到地面时，由接线端子之间的电涌保护器给定的电压。它直接由变阻器和火花间隙产生，不可超过连接在下级设备的耐受电压值。n续流续流If.If是指SPD电涌电流流过（过电压消失）之后，在电力系统供电电压作用下流过SPD的电流。火花间隙或气体放电管会产生续流（电弧），非线性电阻不会产生续流。如果电弧不被切断，此电流将达到电力系统预期的短路电流Icc。n续流切断能力续流切断能力Ifi(或额定断开续流值或额定断开续流值)在Uc下SPD切断的续流If值。SPD的Ifi应该等于或大于安装点的预期短路电流(Icc)雷电的术语雷电的术语UocU(V)I(A)RAB

9、BGroup-13-10-Nov-22雷电保护区域(LPZ)LPZ0A：本区内的各物体都可能遭到直接雷击和导走全部雷电流；电磁场强度没有衰减。LPZ0B：本区内的各物体不可能遭到大于所选滚球半径对应的雷电流直接雷击，电磁场强度没有衰减。LPZ1：本区内的各物体不可能遭到直接雷击，流经各导体的电流比LPZ0A和LPZ0B要小；电磁场强度可能衰减。TypeI(ClassB)SPDs应该安装在LPZOA和LPZ1之间的界面处，阻止雷电冲击电流通过线路进入。LPZ2：本区内流经各导体的电流比LPZ1更小，电磁场强度会进一步衰减。Type2(ClassC)SPDs安装在LPZ1和LPZ2之间的界面处，用

10、于泄放剩余电涌电流和限制过电压。LPZ3：与LPZ2相比，装有灵敏设备的区域由振荡效应产生的过电压、电磁场强度和操作过电压被减少。SPD的配置的配置ABBGroup-14-10-Nov-22空调LPZ 1LPZ 2LPZ 3LPZ 1LPZ 1LPZ OALPZ OALPZ OBLPZ OBLPZ 1LPZ 2用于LPZOALPZ1界面处的电涌保护器用于LPZOBLPZ1界面和更多界面处的电涌保护器用于LPZOALPZ2界面处的组合型电涌保护器埋地电缆入口处安装的Type1SPD接至主汇流排，当外部雷电系统中发生直击雷时，此SPD将释放供电网络中的部分雷电流。空调系统引下线接地系统架空线入口处

11、安装的组合型电涌保护器接至接地汇流排，直接保护LPZ2的设备，使部分雷电流无法进入LPZ2。由于照明灯处于LPZ0A，用于照明的供电电缆应安装Type1SPD。LPZ OALPZ OB外部雷电防护系统的雷电保护区界面环形接地电极金属外壳屏蔽水泥墙钢筋地基的钢筋SPD的配置的配置ABBGroup-15-10-Nov-22TN-SL1L2L3NPE总配电室分配电室精确保护电涌保护器电涌保护器电涌保护器F2F1RCD总接地端子排局部接地端子排(如果存在)设备首端kWh1212LPZ0LPZ1LPZ2F2外部雷电保护系统SPD的配置的配置ABBGroup-16-10-Nov-22TN-C-SL1L2L

12、3PEN总配电室分配电室精确保护电涌保护器Type1Type2,Imax=40kA/极,Up=1.5kVType3Up=0.8kV外部雷电保护系统电涌保护器电涌保护器F1RCD总接地端子排分接地端子排(如果存在)设备首端kWh1212LPZ0LPZ1LPZ2F2F2SPD的配置的配置ABBGroup-17-10-Nov-22TTL1L2L3NPE总配电室分配电室精确保护电涌保护器Type1Type2,Imax=40kA/极,Up=1.5kVType3,Up=0.8kV外部雷电保护系统电涌保护器电涌保护器F2RCD总接地端子排局部接地端子排(如果存在)设备首端kWh12LPZ0LPZ1LPZ2F

13、1F2SPD的配置的配置ABBGroup-18-10-Nov-22I=100kA(10/350s)50%Is=50%Is/3=16.3%Is/3=16.3%Is/3=16.3%金属煤气管金属煤气管金属水管金属水管n全部雷电流I的50%流入雷电保护系统的接地装置。n剩余的50%雷电流Is分配于引入建筑物的各种外来导电物、电力线、通信线。I=100%(10/350s)I=50%I=50%I=5x10%SPD的配置的配置ABBGroup-19-10-Nov-22水管和煤气管通讯网络24V 10 10 I=100 kA10 50 x10=500kV 50kA 50kA 28kA 2x11kA 14kA

14、 14kA 10 10 7x10=70kV 7kA 7kA 7kA 7x10=70kV 7kA 7kA SPD的配置的配置ABBGroup-20-10-Nov-22火花间隙和放电管火花间隙和放电管n当没有过电压（无电流流过）时，它具有高阻抗特性。n当有过电压时，阻抗在100ns内迅速降到0.1-1。SPD的技术的技术2.当电涌发生时，2极之间的电压将在几us内剧增。4.电涌电流流通电极.相和地短接，电涌电能流通火花间隙。UocU(V)I(A)RU(V)T(s)I(A)电火花过电压电火花过电压:火花间隙2极之间击穿放电之前的最大电压值转换电压转换电压1.没有电涌时，火花间隙具有高阻抗特性(一般1

15、000MOhms)，此时，SPD作为开路。3.当电压达到几千伏时（电火花过电压），电极之间的空气或气体将发生电离和将产生电弧ABBGroup-22-10-Nov-22自动触发电极自动触发电极产生小火花产生小火花 一旦浪涌入地一旦浪涌入地,电电弧会进入灭弧室弧会进入灭弧室并自动熄灭并自动熄灭热气通过排气通热气通过排气通道排出道排出,避免引起避免引起火险火险小火花导致主放小火花导致主放电间隙击穿电间隙击穿,把浪把浪涌能量引入大地涌能量引入大地电子触发装置电子触发装置感应到浪涌并感应到浪涌并进行放大进行放大SPD的技术的技术ABBGroup-23-10-Nov-22OVR T1OVR T1电涌保护器

16、电涌保护器技术特性技术特性Type 1-OVR T1Type 1-OVR T1Type1+2-OVR T1+2Type1+2-OVR T1+2（B+CB+C）Type 1-OVR T1 NType 1-OVR T1 N技术工艺技术工艺触发式火花间隙触发式火花间隙触发式火花间隙触发式火花间隙MOVMOV中性线火花间隙中性线火花间隙电气特性电气特性标准IEC 61643-1/EN 61643-11型号/测试等级T1/TypeT12/TypeTypeT1/Type极数1P/3P/4P1P+N3P+N1P1P电网型式TN-S/TN-C/TN-C-STTTTTT/TN-S/TN-C/TN-C-STT/TN-S/TN-C/TN-C-S电流类型ACACAC额定电压Un 230230/最大持续工作电压Uc V 255255255电压保护水平Up(L-PE)kV2,5/1.52.5/4电压保护水平Up(L-N/N-PE)kV/2.5/2.5 2.5/2.5/额定放电电流In(8/20)kA 2525252525每相冲击电流Iimp(10/350)kA25/2550/100冲击电流Iimp(10/350)