obo防雷器及应用

防雷技术交流 孔德利,讲座内容和顺序,雷电流波型防雷器介绍防雷技术参数雷电保护系统浪涌保护器及分类标准不同供电系统防雷器的应用通信线防雷器介绍防雷器安装中要注意的几个问题,1 实测雷电流波形,-40,-20,0,0,200,400,600,800,t (s),100,300,500,700,900,经过几毫秒（ms）,在一个放电通道内的主放电和后续放电的能量效应与模拟雷电波形10/350 s相似，在 IEC 61024-1“建筑物防雷保护”，以及IEC 61312-1“雷电电磁脉冲防护”中提出和确认。,首次雷击,后续雷击,实测的雷电流脉冲波形雷电流脉冲模拟波形, 10/350 s,Iimp,1100,I (kA),1 雷电流波形定义,雷电流波型的含义： T1（波头时间）:越短感应能力越强， T2 （视在 半峰值时间）:越长雷电包含的能量越大。,1 直击雷波形与感应雷波形分析,直击雷电流脉冲波形, 10/350 s感应浪涌电流波形, 8/20 s,2 防雷器介绍,防雷器介绍,2 防雷器技术,2 放电间隙型（一）：放电间隙技术,两电极之间的距离大小决定了该火花间隙的工作电压。火花间隙型防雷器是由两片或更多的电极片串联在一起组成的。电极是由不燃性材料（例如石墨）构成。如果火花间隙点火，空气被击穿，两电极之间的电压由击穿电压迅速下降，直到阳极-阴极之间维持很小的电压。优点：耐流能力大；缺点：响应时间略长。,2 放电间隙型（二）：放电管技术,把一对相互隔开的冷阴电极，封装在玻璃或陶瓷管内，充以一定压力的惰性气体。放电电压的高低，在电极形状确定后，决定于极间距离与管内气体压力的乘积。一旦两端出现出现两端超过点火电压时，放电管便立即点火放电。从物理上看，是放在管内的火花间隙。,2 压敏电阻技术,中间相,电极,环氧树脂,烧结的氧化锌颗粒，添加了其它的金属氧化物,氧化锌颗粒,微变阻器,= 10 m,镀锡铜质电极,1) 资料来源：Siemens Publication “Metallic oxide varistor SIOV”,压敏电阻是阻值随着电压的改变而改变的电阻，具有很高的U/I非线性特性。压敏电阻的阻值可以改变是因为在该电阻内部存在大量串联和并联的微变阻器。 在过电压的影响下，内部的微变阻器将会逐渐老化。优点：响应时间比间隙型快；缺点：有漏电流，极间电容较大。,2 二极管技术,双向二极管（限压二极管）可以限制正方向和负方向的过电压。因为具有极快的开关特性，在皮秒（百亿分之一秒）级别内响应，因此特别适用于提供精细保护和数据线上的防雷保护。优点：响应时间极快，残压被精确箝制；缺点：通流量小。,3 表征防雷器技术参数,Iimp 脉冲冲击电流UN：标称电压UC：最大持续工作电压Up：电压保护水平In：额定放电电流Imax：最大放电电流,3 技术参数一：Iimp、UN、,脉冲冲击电流（Iimp）标准的10/350s雷电流模拟波型，它是模拟自然界直击雷的波形，B级防雷器必须承受适当雷电流的多次冲击而不发生损坏。标称电压UN：厂家设计该设备在正常工作下的电压，它可以用直流电压表示，也可以用正弦交流电压的有效值（r.m.s）来表示。最大持续工作电压UC：能够长时间在交流电压下工作不受影响的最大电压值。该值为防雷器稳定性的重要指标，在偏远地区虽然电压不稳定，产生异常高电压的机会较大，我们选用UC385V的防雷器仍不会有问题，但代价是残压也较高。,3 技术参数二：Up、In、Imax,UP ：电压保护水平，防雷器被触发后，在它的两端出现的最高瞬间电压值。In：额定放电电流，用来划分防雷器的等级，具有8/20s或10/350模拟雷电源的放电电流。防雷器应通过额定放电电流15次，其设计的额定值改变不超过10或20%。Imax：最大放电电流，防雷器不发生实质性破坏，每线或单模块对地通过规定次数、规定波形的最大限度的电流峰值。,4 雷电保护系统,4 电压浪涌的防护措施,按照EMC电磁兼容的概念规划和构建,1. 设置防雷保护分区 （防雷保护的分区概念）,3. 设置等电位连接,4. 屏蔽装置与等电位连接排的连接,2.在不同分区的交界处浪涌保护器（防雷器）的安装,目的定义受雷电电磁脉冲（LEMP）影响程度不同的空间.选择等电位连接点的适当位置。确定浪涌保护器的选型及安装位置,4 设置 防雷保护分区,4 防雷保护分区的定义,防雷区应按下列原则划分（根据GB50057-2000）：,4 防雷保护分区举例,防雷保护区的概念,区= 防雷保护分区,4防雷器的设置,防雷保护分区概念,区= 雷电保护分区,4 雷电保护的等电位连接概念和目的,等电位连接的概念：将分开的装置、诸导电物体用等电位连接导体或电涌保护器连接起来以减小 雷电流在它们之间的电位差。 等电位连接的目的：是减小防雷保护区内金属构件和系统之间的电位差,0B区,0A区,1区,2区,3区,4 雷电保护的总等电位连接系统,浪涌保护器及分类标准,5. 浪涌保护器及分类标准,5. 浪涌保护器及分类标准,LPZ 0 1,等电位连接用的浪涌保护器.初级保护.测试:Iimp (10/350)In (8/20),等电位连接用的浪涌保护器.中级保护.测试:Imax (8/20)In (8/20),LPZ 1 2,移动使用或导轨安装.精细保护.测试:Uoc (1,2/50) (8/20),LPZ 2 3,5 电源防雷器介绍Up值的要求 （根据 GB 50343-2004）,B,C,D,1,2,3,4,6,kV,设备必须的脉冲耐受电压和OBO防雷器提供的保护水平之间的比较（ 230/400V交流电）。,电源线引入处的设备,作为固定装置的一个组成部分的设备,连接于固定装置上的设备,要求提供特殊保护的设备,安装在主配电柜,安装在分配电柜,安装于终端设备前端,过电压类别 IV,过电压类别 III,过电压类别 II,过电压类别 I,5 电源B级防雷器,防雷器等级 ：B级-根据 VDE 0675, part 6 防雷器等级 ：1级 -根据 IEC 61643-1工作原理 ： 火花间隙 / 多层石墨电极堆叠技术 峰值电流 Iimp ： 50 kA(10/350) 每相保护水平 Up ： 2 kV串联熔丝 ： 不需要串联熔丝（当电网中已经安装 有500 A的熔丝时）获得的认证标志 ： VDE, VE, KEMA, EZU, MEEI,雷电控制器 MC 50-B VDE,技术参数,5 浪涌保护器 B 级,5 电源防雷器 B级 / NPE,防雷器等级 ：B级 根据 VDE 0675, part 6 防雷器等级 ：1级 根据 IEC 61643-1工作原理 ： 火花间隙 / 多层石墨电极堆叠技术 峰值电流 Iimp ：125 kA(10/350) 保护水平 Up ： 2,5 kV认证标志 ： VDE, VE, KEMA, EZU, MEEI,雷电控制器 MC 125-B/NPE,技术参数,5 应用的优越性 / 密封的防雷器 MC 系列防雷器,使用 OBO 防雷器MC 50-B VDE 和 MC 125-B/NPE在安装中的优势,无需设置专门的箱体!,与其它电气设备之间无需采取隔离措施,3+1 结构TN-S-, TT-，IT-,采用隧道式连接 16 mm 铜线,通过了脉冲电流测试且容易安装!,5 MC 系列防雷器在安装中的优越性,怎么中间两个模块没有连接线?,5 新一代能量自调整B级防雷器 MCD,改进后的保护水平 1.3 kV,优势：对配电柜生产厂家来说，不再需要安装退耦器 LC 63 。,2,5 kV,2,0 kV,两级防雷器现在可以安装在一起了B级防雷器 MCD / C级防雷器 V20-C 这对移动通信基站以及配电控制柜的防雷配套非常重要！,5 能量自调整B级防雷器 MCD 和 C级防雷器 V20-C,直接并联的安装方式B级防雷器 MCD / C级防雷器 V20-C,不需要退耦器，不需要 C25-B+C/NPE 模块！,技术参数,5 电源B级防雷器,应用场合,应用领域: 在独立空间内的紧凑浪涌保护设计，以及需把B级和C级防雷器安装在一个配电屏内的场合。 例如：空间狭小的移动通信基站。,型号: MCD 50-B防雷器等级 : B级 或 I级工作原理 : 火花间隙最大峰值电流 : 50 kA (10/350)保护水平 : 1.3 kV串联熔丝: 不需要串联熔丝（当电网中已经安装 有500 A的熔丝时）,OBO 能量自调整B级防雷器,5 电源B级防雷器,技术参数,应用领域,有外部雷电保护系统的建筑物、电源线架空引入和对供电要求高的场所。民用建筑，根据 VdS 2031 Association of Property Insurers (Verband der Sachversicherer).,型号 : V 25-B+C防雷器等级 : B + C工作原理 : 压敏电阻技术放电容量 : 7 kA (10/350) 最大通流量 : 50kA(8/20)保护水平 : 1.5KV 串联熔丝:当电网中已有160 A的熔丝时，无需 串联熔丝。,OBO B+C级防雷器,技术参数,5 电源C 级防雷器,应用领域,安装于建筑物内交流供电分路配电盘或主配电屏上，通过35mm导轨卡槽安装。,型号: V 20-C防雷器等级 : C工作原理 : 压敏电阻技术额定通流容量 : 20 kA (8/20) 最大通流容量 : 40 kA (8/20)保护水平 : 1.5 kV认证标志: VDE, VE, KEMA, UL 串联熔丝:当电网中已有125 A的熔丝时， 无需串联熔丝。,OBO C级防雷器,技术参数,5 电源C级防雷器报警器,应用领域,适合防雷器型号 : V 25-B+C 和 V 20-C可选择信号接点 （常闭 NC / 常开 NO）最大开关电压 : 250 V (AC)最大开关电流 : 6 A,遥信装置与防雷器底座固定在一起，提供常开或常闭信号，用于对安装在无人值守或难以检查位置的防雷器进行集中监控。,OBO 遥信报警装置,技术参数,5 电源C级防雷器报警器,应用领域,适合防雷器型号 : V 25-B+C 和 V 20-C额定工作电压 : 230 V (AC)工作电流: 40 mA声音报警间隔时间: 24 小时,与防雷器底座固定安装在一起，适合于所有的有人值守的应用环境，例如：用于计算机机房、银行、办公室和行政建筑物等。,OBO 防雷器声光报警装置,直接安装于被保护设备前端，专门为中国标准插头/插座所设计。,5 D级防雷器,应用领域,型号 : CNS 3-D-PRC防雷器等级 : D额定放电电流 : 2.5 kA (8/20) 最大放电电流 : 7.0 kA (8/20)保护水平 L-N : 1.0 kV额定负载电流 : 10 A工作原理 : 压敏电阻与放电管组合技术。,技术参数,设备精细保护,技术参数,安装于35mm导轨上的D级防雷器，16A和20A的额定工作电流。,5 电源D级防雷器,应用领域,型号: VF 230-AC: VF 230-AC/20防雷器等级 : D额定放电电流 : 2.5 kA (8/20) 最大放电电流 : 7.0 kA (8/20)保护水平 L-N : 1.0 kV额定工作电流: 16 A / 20 A 工作原理 :压敏电阻与放电管组合技术。,精细保护 D级,安装于35mm导轨上，适用于电压控制及420mA工业控制电路，可在线测试防雷器性能,6 工业控制防雷器 厚度仅为8.7mm,应用领域,6 防雷器的应用,不同供电系统防雷器的应用,6 电源防雷器之于电网制式的选型TN-C-S制式,供电线路在进入建筑物主配电柜之前，零线和保护地线是共用一条PEN线。在建筑物内，PEN线被分成N线和PE线。应用范围：主要应用于人员密度大的场所以及新建设施。,主等电位连接排,主配电屏,导线长度,导线长度,分路配电屏,用户设备端,局部等电位连接排,6 电源防雷器之于电网制式的选型TN-S 制式,电气设备的机壳通过保护地线接地，该保护地线是由户外（如变压器接地端）单独引来。在这种情况下，雷电放电要通过5条线。应用范围： 主要用在按照电磁兼容EMC概念设计的工业设施。,主等电位连接排,主配电屏,导线长度,导线长度,分路配电屏,用户设备端,局部等电位连接排,6 电源防雷器之于电网制式的选型TT 制式,电气设备的机壳与建筑物的地连接，建筑物地与变压器地（N线）是分开的，互相没有连接。应用范围： 主要用在农村，离城镇较远的地方。,主等电位连接排,主配电屏,导线长度,导线长度,分路配电屏,用户设备端,局部等电位连接排,6 电源防雷器之于电网制式的选型IT 制式,该系统变压器中性点不接地或经阻抗接地 应用范围：供电系统适于三相对称负载，常用于工厂供电系统中给电动机供电 。,主配电屏,导线长度,导线长度,分路配电屏,7 通信线防雷器介绍,为了能够容易的选择正确的通信线防雷器， 我们把它分为三个等级。,通信线防雷器根据不同的防护等级，按照不同的颜色，分为以下三种类型:,精细保护(green),粗保护(red),综合保护(blue),7 通信线防雷器介绍,B类防雷器初级保护单元 应用于0区到1区之间C类防雷器综合保护单元 应用于0区到2区之间F类防雷器精细保护单元 应用于1区到3区之间,7 通信信号线介绍,7 信号线防雷器之于信号线的选型,根据网络设备所处位置确定保护类别(级别)设备之间的传输速率设备的工作电平接口的形式,7 信号线防雷器之于信号线的选型,通信网络类型?Ethernet? Token Ring?,保护级别?Base or Fine?,接口类型?RJ? BNC?,对照查出防雷器型号!,OBO 通信线防雷器选型表,7 信号线防雷器之于信号线的选型,RJ45S-E100/4-F100兆以太网网卡保护器RJ45-Tele/4-F电话拨号线保护器RJ45S-V24T/4-F数字专线DDN、X.25、帧中继线保护器KoaxB-E2/MF-F同轴线保护器,7 网络防雷器之于电脑网络的选型,7 防雷案例: 监控系统防雷案例,7 工控防雷器之于工控网络的选型,8 防雷击的安装,防雷器安装中要注意的几个问题,UL = -L x,8.0 多级防雷器的配合使用问题,两级防雷器之间能量配合的基本模式，例如： MC 50-B VDE 和 V 20-C （等级分别为 B 和 C）。,部分雷电流进入到接地系统：,因为C级防雷器响应快，它首先导通。,C级防雷器可能因为有较大的雷电流流过而损坏。,当包含线路上的电感时,UL + UC = UB,UB,UC,8.1 如何实现防雷器的多级配合,方法一：根据GB50057-94（2000）第6.4.11条中要求“当在线路上多处安装SPD且 无准确数据时，电压开关型SPD与限压型SPD之间的线路长度不宜小于10 米，限压型SPD之间的线路长度不宜小于5米。”,8.2 如何实现防雷器的多级配合,方法二：根据GB50343-2004所提到的，电压开关型SPD与限压型SPD之间的线路长 度小于10米时，或限压型SPD之间的线路长度小于5米时，需要在两级SPD 之间安装退耦装置。目的是为了满足他们之间能量分配的要求。,8.3 如何实现防雷器的多级配合,方法三：根据IEC 61312-3中所提到的，当多级SPD配合使用时如果电压开关型SPD 与限压型SPD线路长度小于10米时，或限压型SPD之间的线路长度小于5米 时，需要保证Ures（SPD1）Ures（SPD2）Ures（SPD3）,才能保证他 们之间的能量配合要求。,8.4 导线长度对防雷性能的影响,当雷电流通过时,加在设备两端的电压等于导线的电压加上防雷器两端的残压、即:U设备=Ul1+l2+Ures Ures与每支防雷器本身特性有关，可以在不影响SPD性能的基础上尽量选取Ures小的SPD；而Ul1+l2则是个变量可以根据不同环境来改变其值。,我们再来看 Ul1+l2=UR+UL =IR0+L*d I / d t由于两端导线距离很短，其电阻则可以忽略不计，则Ul1+l2= L*d I / d t,例子：20KA雷电流通过1米导线 时，在导线两端产生的电 位差约 为： （1*20000）/8=2500V,8.4 解决导线过长对防雷性能影响的方法,方法一：根据YD/T 5098-2001中4.0.4和4.0.5所提到的：“电源用模块式SPD的接线 端子与相线和零线之间的连接线长度应小于0.5m，SPD接地线的长度应小 于1m，且应就近接地。”电源箱式SPD可视具体情况适当放宽端子与相和 零之间连线长度，但必须增大截面积；SPD接地线长度小于1m,且就近接地。,8.4 解决导线过长对防雷性能影响的方法,方法二：凯文接线法。 如果现场无法满足防雷器连接线的长度要求（L1+L2 0.5 m 根据VDE V 0100, Part 534），那么就不要用跳线的连接方式，而改用V形连接方式。注意将已保护的线 和未保护的线尽可能的保持较远距离的布放。,8.4 解决导线过长对防雷性能影响的方法,方法三：等电位复接线。当L2的长度很长，不能满足标准中的要求，且现场环境不便更改时，需要 在防雷器的接地端与被保护设备的接地端之间增加一条等电位的复接线。这样在可以进一 步降低由于导线过长而对防雷性能造成的影响。,8.5 在安装中对导线截面积的一些要求,根据YD/T 5098-2001中4.0.2所要求，电源SPD连接线和接地线要满足下表中要求：,8.6 防雷器后备保护开关的作用及使用要求,在防雷工程中，为了确保浪涌保护器发生故障时，不影响正常的供电和防止引起火灾事故，规范要求必须在电源浪涌保护器的引接线上串接保护空开。 目前常用的63A和32A的空气保护开关，在通过较大的雷电流后，会产生跳闸现象。虽然空气开关的跳闸不影响浪涌保护器对本次雷击的防护作用（雷电脉冲的持续时间远小于开关的动作时间），但开关跳闸后使浪涌保护器从供电线路