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10個(gè)電涌保護(hù)器SPD常見(jiàn)問(wèn)題

出處:維庫(kù)電子市場(chǎng)網(wǎng) 發(fā)布于:2022-12-28 16:20:15

    簡(jiǎn)稱SPD(Surge Protective Device),是一種限制瞬態(tài)過(guò)電壓和泄放電涌電流,從而保護(hù)電氣或電子設(shè)備的器件。電涌保護(hù)器SPD作為的防電涌產(chǎn)品,作用是什么?總結(jié)了10個(gè)電涌保護(hù)器SPD常見(jiàn)問(wèn)題供大家參考。
    Q1:電涌保護(hù)器SPD作用是什么?
    雷擊發(fā)生、大功率設(shè)備啟停、靜電放電時(shí),會(huì)產(chǎn)生瞬時(shí)過(guò)電壓(電涌),造成設(shè)備損壞。電涌保護(hù)器SPD安裝在需保護(hù)的設(shè)備前端,當(dāng)電涌產(chǎn)生時(shí),電涌保護(hù)器SPD能迅速導(dǎo)通,將電涌泄放到地,將電壓限制在安全水平,從而保護(hù)后端設(shè)備。
    Q2:電涌保護(hù)器SPD要不要配置,依據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)有哪些?
    是否安裝電涌保護(hù)器SPD,一般從兩個(gè)方面來(lái)考慮:一是設(shè)備遭受電涌入侵的概率,如當(dāng)?shù)氐睦妆┤諗?shù)、系統(tǒng)所處的環(huán)境、設(shè)備安裝位置等;二是設(shè)備的重要性,如設(shè)備自身的價(jià)值、系統(tǒng)的安全性要求、設(shè)備在系統(tǒng)控制中的重要性等。
    電涌保護(hù)器SPD配置相關(guān)標(biāo)準(zhǔn):
    1、通用標(biāo)準(zhǔn)
    GB/T21714.4-2008(IEC 62305-4 2006)雷電防護(hù)第4部分:建筑物內(nèi)電氣和電子系統(tǒng);
    GB50057-2010建筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范;
    GB50343-2012建筑物電子信息系統(tǒng)防雷技術(shù)規(guī)范。
    2、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)
    SHT3164-2012 石油化工儀表系統(tǒng)防雷工程設(shè)計(jì)規(guī)范;
    YD5068-1998 移動(dòng)通信基站防雷與接地設(shè)計(jì)規(guī)范;
    TB10180-2016 鐵路防雷及接地工程技術(shù)規(guī)范;
    DLT 381-2010 電子設(shè)備防雷技術(shù)導(dǎo)則。
    Q3:電涌保護(hù)器SPD的使用壽命有多長(zhǎng)?
    電涌保護(hù)器SPD內(nèi)部電子元器件如氣體放電管、壓敏電阻、瞬態(tài)抑制二極管、二極管等,承受電流沖擊時(shí),會(huì)對(duì)性能產(chǎn)生一定影響,當(dāng)電涌保護(hù)器SPD累計(jì)承受放電沖擊次數(shù)過(guò)多時(shí),會(huì)造成性能下降、劣化。
    另外元器件受溫度、濕度等影響,性能會(huì)逐步下降,存在壽命限制。依據(jù)GB/T20438.2-2017(等同IEC61508-2 2010)標(biāo)準(zhǔn)7.4.9.5條:電子元器件使用壽命往往在8-12年之間。如果長(zhǎng)期在接近規(guī)范極限下工作,其壽命可能大大降低。
    如在室外高溫高濕條件下,電涌保護(hù)器SPD預(yù)計(jì)使用壽命是3-5年。而如果系統(tǒng)電壓接近電涌保護(hù)器SPD的持續(xù)工作電壓,或系統(tǒng)頻繁出現(xiàn)工頻過(guò)電壓,則電涌保護(hù)器SPD的使用壽命會(huì)更短。
    應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況(雷暴日數(shù)、溫濕度、供電電壓質(zhì)量等因素),定期更換電涌保護(hù)器SPD。如在南方雷暴日較多、應(yīng)用于溫濕度環(huán)境較惡劣的室外等場(chǎng)所,建議3-5年進(jìn)行更換;如在北方雷暴日較少、溫濕度環(huán)境較好且供電質(zhì)量較好的地方,可使用5-8年以上進(jìn)行更換。而對(duì)于有狀態(tài)指示的電涌保護(hù)器SPD,如果指示電涌保護(hù)器SPD失效,需馬上更換。
    另外,電涌保護(hù)器SPD可以通過(guò)專門(mén)的檢測(cè)設(shè)備(斷線檢測(cè))來(lái)判斷是否失效,也可以安裝在線雷電監(jiān)測(cè)系統(tǒng)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè),根據(jù)環(huán)境、雷電沖擊情況來(lái)評(píng)估。
    Q4:電源電涌保護(hù)器SPD如何選型?
    電源電涌保護(hù)器SPD選型主要考慮以下三個(gè)要素:
    1、根據(jù)電源系統(tǒng)、相數(shù),選擇對(duì)應(yīng)的電涌保護(hù)器SPD組合模式。

    常用的電源系統(tǒng)有TN-S,TN-C,TN-C-S,TT、IT。





    TN-S系統(tǒng) TN-C系統(tǒng)
    TN-C-S系統(tǒng) TT系統(tǒng)
    IT系統(tǒng)
    對(duì)應(yīng)的組合模式:
    單相TN:2P,1P 1
    單相TT:1P 1
    三相TN-S:4P,3P 1
    三相TN-C、IT:3P
    三相TT:3P 1
    TN-C-S系統(tǒng),即前半部分是TN-C系統(tǒng),后半部分是TN-S系統(tǒng)。
    2、根據(jù)系統(tǒng)的工作電壓,選擇Uc值。
    電涌保護(hù)器SPD應(yīng)用時(shí),Uc必須大于電源系統(tǒng)的工作電壓Un(Un為相電壓,L-N或L-PE間的電壓)??紤]到電網(wǎng)波動(dòng),一般要求Uc至少大于1.15Un,在中國(guó),一般會(huì)選擇Uc大于1.35Un以上。
    3、根據(jù)防護(hù)等級(jí)設(shè)計(jì)要求以及電涌保護(hù)器SPD安裝位置,選擇電涌保護(hù)器SPD的放電能力。

    參考下方GB50343-2012《建筑物電子信息系統(tǒng)防雷技術(shù)規(guī)范》內(nèi)容:


    GB50343-2012標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容
    Q5:信號(hào)電涌保護(hù)器SPD如何選型?
    信號(hào)電涌保護(hù)器SPD采用35mm導(dǎo)軌安裝方式,選型時(shí),需要了解以下內(nèi)容:
    1、信號(hào)的類型是什么?
    根據(jù)信號(hào)類型,可以確定系統(tǒng)的工作電壓,從而確認(rèn)Uc。一般情況下:模擬量輸入輸出AI,AO:24V;數(shù)字量輸入輸出DI,DO:24V;RS485,熱電偶TC:5V;RS232:12V;熱電阻RTD:5V。
    2、回路的工作電流IL多大?
    信號(hào)電涌保護(hù)器SPD一般串聯(lián)在回路中,電路的工作電流會(huì)流過(guò)電涌保護(hù)器SPD,如果IL超出電涌保護(hù)器SPD耐受水平,會(huì)引起電涌保護(hù)器SPD燒壞。一般情況下IL都滿足要求。對(duì)于一些功耗較大的3線、4線儀表、DO等,需要確定其電源回路的電流大小。
    3、需要保護(hù)的線數(shù)?
    根據(jù)保護(hù)線數(shù)選擇對(duì)應(yīng)的2線、3線、4線產(chǎn)品。
    4、是否要求本安防爆?
    有,選擇本安型電涌保護(hù)器SPD;無(wú),選擇非本安電涌保護(hù)器SPD。
    Q6:現(xiàn)場(chǎng)儀表用電涌保護(hù)器SPD如何選型?
    現(xiàn)場(chǎng)儀表用電涌保護(hù)器SPD多采用螺紋安裝方式,選擇時(shí)確定以下內(nèi)容即可。
    1、保護(hù)線數(shù)
    2線、3線、4線,相應(yīng)選擇。注意保護(hù)線數(shù)不包含接地線。
    2、是否有備用電氣接口?
    有:并聯(lián)型電涌保護(hù)器;無(wú):串聯(lián)線電涌保護(hù)器
    3、螺紋形式?
    訂貨時(shí)需要指定,常用的螺紋類型有1/2'NPT,3/4’NPT,M20*15,G 1/2,G 3/4。
    Q7:安裝電涌保護(hù)器SPD有哪些注意事項(xiàng)?
    1、電涌保護(hù)器SPD應(yīng)盡量靠近被保護(hù)設(shè)備,距離應(yīng)在10m以內(nèi)。
    2、電涌保護(hù)器SPD必須可靠接地,應(yīng)將被保護(hù)設(shè)備的接地線連接至電涌保護(hù)器SPD,然后在電涌保護(hù)器SPD處接地。
    3、電涌保護(hù)器SPD應(yīng)以盡量短的距離接到總接地排或分組接地排,如電源電涌保護(hù)器SPD,要求接地線長(zhǎng)度小于0.5m。
    4、電涌保護(hù)器SPD的接地線需要保證一定的截面積,與電涌保護(hù)器SPD放電能力匹配。
    5、串聯(lián)型電涌保護(hù)器SPD(多為信號(hào)類電涌保護(hù)器SPD)安裝時(shí)需要注意方向,電涌保護(hù)器SPD的輸出端應(yīng)接被保護(hù)設(shè)備。
    Q8:Uc=320VAC的電源電涌保護(hù)器SPD為什么可以應(yīng)用在380VAC的電壓系統(tǒng)中?
    三相系統(tǒng)中,線電壓(L-L)是380V,而相電壓(L-N/PE/PEN)是220V,而電涌保護(hù)器SPD只用在L-N、L-PE、L-PEN之間,其Un是220VAC,Uc=320VAC。Uc=1.45Un,所以是適用的。
    Q9:電源電涌保護(hù)器SPD為什么要安裝后備保護(hù)器,如何匹配?
    電源電涌保護(hù)器SPD在運(yùn)行時(shí),如電涌保護(hù)器SPD承受超過(guò)其耐受能力的雷電流,或電網(wǎng)出現(xiàn)故障過(guò)電壓等,可能造成電涌保護(hù)器SPD短路故障,這時(shí)就需要過(guò)流保護(hù)裝置將電涌保護(hù)器SPD從線路上切除。
    過(guò)流保護(hù)裝置與電涌保護(hù)器SPD
    前置過(guò)流保護(hù)裝置F2的配置,應(yīng)該同時(shí)滿足以下要求:
    1、與電涌保護(hù)器SPD的放電能力匹配,在電涌沖擊時(shí)不動(dòng)作;
    2、在電涌保護(hù)器SPD出現(xiàn)“短路”故障時(shí)及時(shí)可靠地動(dòng)作;
    3、與主回路過(guò)流保護(hù)裝置F1配合。
    F2的額定電流既不能太小(無(wú)法滿足要求1),也不能太大(無(wú)法滿足要求2、3)。實(shí)際應(yīng)用中很可能出現(xiàn)無(wú)法同時(shí)滿足的情況,這就需要設(shè)計(jì)人員根據(jù)實(shí)際情況來(lái)決定。如要求供電連續(xù),則F2動(dòng)作而F1不動(dòng)作。如要求電涌保護(hù)器SPD保護(hù)連續(xù),則優(yōu)先保證F2與電涌保護(hù)器SPD放電能力配合。
    假定電涌保護(hù)器SPD的推薦后備保護(hù)熔絲的大小為A安培,根據(jù)不同的情況,F(xiàn)1、F2選擇如下(見(jiàn)下表):
    F1、F2選擇
    A值的選擇可以參考IEC61643-12附錄P,如電涌保護(hù)器SPD的In=10kA,A=40;電涌保護(hù)器SPD的Iimp=15kA,A=200。
    Q10:如何判斷電涌保護(hù)器SPD好壞?
    電涌保護(hù)器SPD是通過(guò)泄放電流到地的方式進(jìn)行保護(hù),并不是“一打雷就會(huì)壞”,除非電涌保護(hù)器SPD選型錯(cuò)誤,否則單次雷電流沖擊就造成電涌保護(hù)器SPD損壞的概率極低。
    電源電涌保護(hù)器SPD均設(shè)置脫扣裝置,如果電涌保護(hù)器SPD失效,可直接通過(guò)指示窗口發(fā)現(xiàn)。電涌保護(hù)器SPD脫扣裝置不是為了在其泄放雷電流時(shí)脫扣,而是為了在電涌保護(hù)器SPD劣化失效后,避免故障電流持續(xù)流過(guò)電涌保護(hù)器SPD引起電涌保護(hù)器SPD起火。
    信號(hào)電涌保護(hù)器SPD起火風(fēng)險(xiǎn)小,因此不要求設(shè)置脫扣裝置,多采用專門(mén)的防雷器件測(cè)試儀離線檢測(cè)。隨著技術(shù)的發(fā)展,信號(hào)電涌保護(hù)器SPD的狀態(tài)指示功能正在普及,也可以通過(guò)狀態(tài)指示來(lái)判斷其好壞。

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