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低压供电系统防雷防浪涌保护的研究

  楚雄供电局, (675000) E-mail: 摘要:本文通过对低压交流供电系统中的浪涌的来源做多元化的分析,提出供电系统中防雷、 防浪涌,保护用电设备的解决方案。 关键词:供电系统,防雷,防浪涌

  2.2内部浪涌发生的原因同供电系统内部的设备启停和供电网络运行的故障有 关

  供电系统内部由于大功率设备的启停、线路故障、投切动作和变频设备的运行等原因, 都会带来内部浪涌,给用电设备带来不利影响。特别是计算机、通讯等微电子设备带来致命 的冲击。 即便是没有造成永久的设备损坏, 但系统运行的异常和停顿都会带来很严重的后果。 比如核电站、医疗系统、大型工厂自动化系统、证券交易系统、电信局用交换机、网络枢纽 等[2]。 直接雷击是最严重的事件, 尤其是如果雷击击中靠近用户进线口架空输电线。 在发生这 些事件时,架空输电线电压将上升到几十万伏特,通常引起绝缘闪络。雷电电流在电力线上 传输的距离为一公里或更远,在雷击点附近的峰值电流可达100kA或以上。在用户进线kA。在雷电活动频繁的区域,电力设施每年可能有好几 次遭受雷电直击事件引起严重雷电电流。 而对于采用地下电力电缆供电或在雷电活动不频繁 的地区,上述事件是很少发生的。 间接雷击和内部浪涌发生的概率较高, 绝大部分的用电设备损坏与其有关。 所以电源防 浪涌的重点是对这部分浪涌能量的吸收和抑制。

  可在用电设备内部电源部分使用一个内置式的电源防浪涌保护器, 以达到完全消除微小 瞬态的瞬态过电压的目的。该处使用的电源防浪涌保护器要求的最大冲击容量为20KA/相或 更低一些, 要求的限制电压应小于1000V (比如美国EFI公司的 DR1P、 DR2P、 DR4P、 TITAN 65DR、 TITAN16DT等型号的电源防浪涌保护器)。 对于一些很重要或很敏感的电子设备, 具备第三级的保护是必要的。同时也可保护用电设备免受系统内部产生的瞬态过电压影 响。

  求该级电源保护器具备100KA/相以上的最大冲击容量,要求的限制电压应小于1500V。我们 称为CLASS I 级电源防浪涌保护器(比如美国EFI公司的TBP、ISE、IBP等型号电源防浪涌 保护器(简称SPD))。 这些电源防浪涌保护器是专为承受雷电和感应雷击的大电流和高 能量浪涌能量吸收而设计的,可将大量的浪涌电流分流到大地。它们仅提供限制电压(冲击 电流流过SPD时, 线路上出现的最大电压成为限制电压) 为中等级别的保护, 因为CLASS I 级 的保护器主要是对大浪涌电流的吸收。 仅靠它们是不能完全保护供电系统内部的敏感用电设 备。

  应该明确电源防浪涌保护的效果不仅决定于保护器的性能和容量, 还同用户的选型和分 级保护方案有着密切的关系。 参考文献

  [1]方瑜,《配电网过电压》,北京:中国电力出版社,1994.7 [2]解广润,《电力系统过电压》,北京:水利电力出版社,1997.2。

  直接雷击:雷电放电直接击中电力系统的部件,注入很大的脉冲电流。发生的概率Fra Baidu bibliotek对 较低。 间接雷击:雷电放电击中设备附近的大地,在电力线上感应中等程度的电流和电压。

  雷电放电有几率发生在云层之间或云层内部, 或云层对地之间; 另外许多大容量电气设备 的使用带来的内部浪涌,对供电系统(中国低压供电系统标准:AC 50Hz 220/380V)和用电 设备的影响以及防雷和防浪涌的保护,已成为人类关注的焦点。 云层与地之间的雷击放电, 由一次或若干次单独的闪电组成, 每次闪电都携带若干幅值 很高、维持的时间很短的电流。一个典型的雷电放电将包括二次或三次的闪电,每次闪电之间 大约相隔二十分之一秒的时间。 大多数闪电电流在10,000至100,000安培的范围之间降落, 其 维持的时间一般小于100微秒。 供电系统内部由于大容量设备和变频设备等的使用, 带来日益严重的内部浪涌问题。 我 们将其归结为瞬态过电压(TVS)的影响。任何用电设备都存在供电电源电压的允许范围。 有时即便是很窄的过电压冲击也会造成设备的电源或全部损坏。瞬态过电压(TVS)破坏作 用就是这样。 特别是对一些敏感的微电子设备, 有时很小的浪涌冲击就会造成致命的损坏

  应该是安装在向重要或敏感用电设备供电的分路配电设备处的电源防浪涌保护器。 这些 SPD对于通过了用户供电入口浪涌放电器的剩余浪涌能量进行更完善的吸收, 对于瞬态过电 压具有极好的抑制作用。该处使用的电源防浪涌保护器要求的最大冲击容量为45KA/相以 上,要求的限制电压应小于1200V。我们称为CLASS II 级电源防浪涌保护器(比如美国EFI 公司的MBP、OSW、DR4P等型号电源防浪涌保护器)。一般的用户供电系统作到第二级保 护就能够达到用电设备正常运行的要求了。

  对于低压供电系统,浪涌引起的瞬态过电压(TVS)保护,最好采用分级保护的方式来 完成。从供电系统的入口(比如大厦的总配电房)开始慢慢地进行浪涌能量的吸收,对瞬态过 电压进行分阶段抑制。

  应是连接在用户供电系统入口进线各相和大地之间的大容量电源防浪涌保护器。 一般要