电涌保护器的选择过程及安装方式.doc

电涌保护器的选择过程及安装方式摘 要 文章简述了为防护雷击电磁脉冲（电涌）对信息系统造成干扰破坏，在设计中如何选择电涌保护器（），及在选择使用电涌保护器时涉及的几个主要步骤。关键词 雷击电磁脉冲 电涌 电涌保护器（） 选择过程 安装全球每年因雷电灾害造成的人员伤害、财产损失不计其数，引起火灾、爆炸、信息系统瘫痪的事故频繁发生。因此对雷电的危害必须有充分认识，对雷电的危害种类加以区分，才能有效地防止灾害的发生。雷电的破坏除了直接雷的破坏外，还有感应雷的破坏、雷电波侵入引起的破坏等。-对于防护直接雷的破坏我们已有比较成熟的方法。随着社会经济和科学技术的发展，电子设备及微电子设备得到广泛的应用，我们在注意预防直接雷引起破坏的同时，还必须注意预防感应雷及雷电波侵入产生电 涌引起的破坏。电涌是微秒量级的异常大电流脉冲，它可使电子设备受到瞬态过电流电压的破坏。每年半导体器件的集成化都在提高，元件的间距在减小，半导体的厚度在变薄，这使得电子设备受瞬态过电流电压破坏的可能性越来越大。如果一个电涌导致的瞬态过电压超过一个电子设备的承受能力，那么这个设备或者被完全破坏，或者寿命大大缩短。雷电是导致电涌最大的原因。电涌保护器的防雷电是把因雷电感应而窜入电力线、信号传输线的高电压限制在一定的范围内，保证用电设备不被击穿。加装电涌保护器可把电器设备两端实际承受的电压限制在允许范围内，以起到保护设备的作用。下面仅介绍电涌保护器的选择及其应用，并结合一个在设计中的工程例子加以说明。实例工程为某综合楼，大楼地下层，地上层，共层，长，宽，高。大楼顶部已装设一套外部避雷设施，且按国家标准建筑防雷设计规范（年版）第六章“防雷击电磁脉冲”中的要求在建筑物内除作了防雷击电磁脉冲的保护措施，即屏蔽、接地、等电位联结等，还在低压电源交流系统中安装了电涌保护器，这样形成一个防雷击电磁脉冲的综合保护措施。选择电涌保护器应从以下几点加以考虑： 电涌保护方案等级的确定交流低压电源系统的电涌保护器的选择与配置首先应考虑其所处建筑物雷电环境、防雷状况和信息系统的重要性，进行雷击危险度分析，然后确定电涌保护等级。根据影响防雷状况和信息系统的重要性的各种因子（）的取值（见表），按公式（）决定信息系统设备损坏的可接受的最大年平均雷击次数（）次年（）根据表得出几种典型的建筑物的计算值（按公式（）及下列取值计算）： 普通民用二层住宅或小别墅类 商品住宅楼和普通办公楼类 智能化住宅或高档写字楼类 高层建筑取两种情况分析：（）（） 本次工程为高层建筑物取根据地区雷电日按公式（）决定地区雷击频度次年（）次年式中雷电日按南京地区根据地区雷击频度和建筑物等效接闪面积按公式（）决定建筑物年平均接闪次数：次年 （）其中为地形校正系数：一般情况取；旷野孤立的建筑取；金属屋面的砖木结构建筑物取；河边、湖边、山坡下，山地中土壤电阻率较底处，底下水露头处，土山顶部，山谷风口，特别潮湿的建筑物取。为建筑物等效接闪面积；当建筑物高度时（）（）当建筑物高度时（）（）其中、为建筑物的长、宽、高，为建筑物的扩大宽度。（以计）本次设计的工程高为，建筑物等效接闪面积按公式（）计算，即（）（）建筑物年平均接闪次数按公式（）计算，即次年（地形校正系数取）次年根据信息系统设备损坏的可接受的最大年平均雷击次数和建筑物平均接闪次数之比（），也就是要求用防雷设施将雷击频度减少的倍数按表决定需增加的防雷设施的等级（、）。根据表规定本工程按级要求设计防雷击电磁脉冲的设施。根据防雷设施的等级确定低压交流电源系统电涌保护方案（见表）确定低压交流电源系统级防雷电涌过电压保护方案（见图） 电涌电保护器的选择和配置 电涌保护器类型选择要点（）变压器低压侧的电涌保护器选择金属氧化物电涌保护器；（）对第一级可选限压型、开关型或复合型电涌保护器，但首选的应是以金属氧化物非线形电阻为核心元件的限压型电涌保护器；（）其余各级均应以金属氧化物非线形电阻为核心元件的限压型电涌保护器；（）对于“”接入方式（电涌保护器接于、和之间）中的中性线对保护地的电涌保护器应选择以气体放电间隙为核心元件的开关型电涌保护器。电涌保护器级位配置（）为建筑物供电的变压器低压侧应配置低压电涌保护器。如变压器和总配电柜距离小于，此电涌保护器可以和建筑物内部第一级电涌保护器合并。（）低压侧电涌保护器应按表的要求作分散的多级的配置。配置原则：首先应在任意两个防雷区的交接处设置，然后再考虑同一防雷区中电源线路是否过长以至需在该区中再加一级。（）在重要的设备电源端口设置电涌保护器。电涌保护器安装场所（见表）电涌保护器接入模式在制式中，一般情况下电涌保护器只需作共模接法，即接于相线中性线与保护地线之间（见图）。但在制式的起始位置，中性线与保护地线之间无须接入电涌保护器。只有对级防雷等级中的第三、四级和级防雷等级中的第三级上的特别重要设备的电源端口，才需做差模接入，即增加接于相线与中性线之间的电涌保护器，即全保护（见图）。在制式中，当第一级电涌保护器位于漏电保护器之后，可作上述共模接法（见图）。当第一级电涌保护器位于漏电保护器之前，且高压系统为中心点接地系统，电涌保护器应作“”接法，即三个相线对中性线各接一个电涌保护器，中性线对保护地线再接一个电涌保护器（见图）。在制式中，电涌保护器只作共模接法（见图）。单相电涌保护器接法见图。分三种方式（分别见图、）。本次工程为制式，参见图、图及图。电涌保护器最大放电电流选择根据国家标准建筑防雷设计规范（年版）附录六中一、二、三类防雷建筑物的首次雷电流幅值和二次雷电幅值和波头时间，并按该国家标准第条的内容及图（见图）所述的全部雷电流按流入建筑物防雷装置的接地装置计，另外按分配于引入建筑物的电力电缆，电缆按芯计算，则流入每芯电缆的雷电流为：（）（为雷电流幅值）（）式中雷电流幅值第一级按承受左右的雷击能量考虑，第二级按承受左右的雷击能量考虑，第三级按承受左右的雷击能量考虑，第四级雷击能量更小，但不应低于。按有关规范要求：对第一级电涌保护器，最大（冲击）放电电流必须按波形的通流要求选择。对其后几级电涌保护器，最大放电电流可以按波形的通流要求选择，但必须进行折算，即电涌保护器由波形的通流要求推算要求的波形的通流能力按保守的估计为倍。本次工程按倍计算。所以电涌保护器最大放电电流为：（）（）按以上公式计算，计算结果（计算过程略）可按表选择电涌保护器的规格。为保证系统遭受过电压时，前级保护优先后级保护起作用，应使前后级的安装距离大于，否则在其间串联协调电感。电涌保护器上端短路保护器件选择及其连接线的选择电涌保护器上端短路保护器件选择各级电涌保护应接在相应的断路器熔断器的负载端。一般可以根据不同的产品要求选择不同的保护方式及保护器件的型号规格。下面为某公司电涌保护器上端保护器件选择表（见表）。当线路负载大于或连续供电负载时，应在避雷器上端安装短路保护器件。当电涌保护器制造商没有上端熔断器的具体配置建议时，则按表选择。 电涌保护器的连接线的选择电涌保护器的连接线的截面积一般第一级应大于（多股铜线），第二级应大于（多股铜线）。当电涌保护器制造商有规定时可按其规定选择。下面为某公司电涌保护器连接线选择表，见表所示。 电涌保护器选择的其它技术要求（）最大持续工作电压：对于制式不低于，对于制式不低于，对于制式不低于（为额定相电压）；（）最大放电电流：按计算选择；（）保护水平（残压）：应小于设备耐受电压。按建筑物防雷设计规范（年版）表选择；（）电涌保护器响应时间：对第一级要求不大于，对第二级（中间级）要求不大于，对第三级（末级）要求不大于。通过以上的几个步骤，能很好地满足在设计中选择电涌保护器以及电涌保护器的保护和接线等，在实际工程中方便使用。总之，供电系统防止电涌采取下列防护措施即：在大楼低压配电室电源输入总开关后并联安装一组高能量电涌保护器，作为一级保护；在楼层配电箱的断路器后并联安装一组能量稍低的电涌保护器，作为二级保护；在电源终端配电