基站电源防雷器SPD接线方式ppt课件.ppt

基站电源 380V 220V 防雷器 SPD 接线方式 防雷器图例及接线方式要求 局站防雷接地设计5098 2005第9 2 7条规定 凯文接线会造成供电系统中断要慎用 局站防雷接地设计5098 2005第9 2 4条规定 什么是SPD SPD介述 SPD这一名词英语全称是surgeprotectiyedevice其译意为电涌保护器 是限制雷电反击 侵入波 雷电感应和操作过电压而产生的瞬时过电压和泄放电涌电流 沿线路传送的电流 电压或功率的暂态波 其特性是先快速上升后缓慢下降 的器件 一端口SPD与被保护电路并联 能分开输入和输出端 在这些端子之间设有特殊的串联阻抗 二端口SPD有两组输入和输出端子 在这些端子之间有特殊的串联阻抗 电压开关型SPD在没有电涌时具有高阻抗 有电涌电压时能立即变成低阻抗 电压开关型SPD常用的元件有放电间隙 气体放电管 闸流管 硅可控整流器 和三端双向可控硅开关元件 这类SPD有时也称 短路型SPD 电压限制型SPD在没有电涌时具有高阻抗但随着电涌电流和电压的上升其阻抗将持续地减小 常用的非线性元件有压敏电阻和抑制二极管 这类SPD有时也称为 箝位型SPD 复合型SPD是由电压开关型元件和电压限制型元件组成的 其特性随所加电压的特性可以表现为电压开关型 电压限制型或两者皆有 无限流元件的SPD在信息线路中的使用只有一个或数个用于限制过电压的元件 而无限流元件 有限流元件的SPD在信息线路中使用既有限制过电压的元件 又有限流元件 SPD限压元件可分为电压开关型和限压型 保护模式modesofprotection 定义 用于描述配电线路中SPD保护功能配置情况 3 3 1在交流配电系统中分为相线与相线 L L 相线与地线 L PE 相线与中性线 L N 中性线与地线 N PE 之间等四种保护模式 3 3 2在直流配电系统中分为正极与负极 V V 正极与地线 V PE 负极与地线 V PE 之间等三种保护模式 注 限压型SPD和具有限压特性的组合型SPD可用于任一保护模式 电压开关型SPD和具有开关特性的组合型SPD因存在尚待进一步研究的续流遮断能力及其试验方法问题 不宜在除N PE外的其它保护模式中推广使用 保护模式的选用主要依据通信局站低压配电系统的供电方式 通信局站常采用两种供电方式 a 一种是TN系统 包含TN S系统 TN C S系统和TN C系统 对于TN系统供电方式可选用4模式或7模式限压型SPD或者3 1模式的SPD L N为3个限压型SPD N PE为1个开关型SPD b 另一种是TT系统 对于TT系统供电方式必须选用3 1模式的SPD 以上内容在 通信局站在用防雷系统技术要求和检测方法 中已经给予了详细讲解 因此不再赘述 变压器 配电柜 A B C N 变压器 配电柜 A B C N 变压器 配电柜 A B C N 常见交流供电系统的供电方式 TN供电系统变压器接地与机房接地使用同一地网 TT供电系统变压器接地与机房接地使用不同地网 TN C供电系统变压器接地与机房接地使用不同地网 但中性线在机房入口接地 多级浪涌保护器配合使用时 各浪涌保护器之间应保持必要的退耦距离或增加退耦器件 一般要求退耦距离 电缆长度 不小于5米 如果退耦距离过短 其导线形成的分布电感小 感抗低 前一级的浪涌可能会在前级SPD还未有效动作前达到后一级SPD造成后一级SPD损坏 在TN S及TT交流供电系统内 即我们基站交流的常用供电系统 现今均采用 3 1 保护方式的SPD连接 如下图 SPD不能进行模块并联的方式来提高通流量 间隙型及间隙组合型SPD不能用于通信局站 防雷器接线规范要求 配电电源线 SPD交流引线 SPD接地线的线径应符合下表要求 SPD应安装在被保护设备附近 其电源引线和接地线长度均应小于1 5米 内容摘抄 为了确保SPD发生故障时不影响通信系统的正常供电和引起火灾事故 在电源SPD的引接线上 应串接保护空开或保险丝 保护空开的标称电流不能大于前级供电空开的1 1 6倍 修改 为保护通信设备 降低雷灾影响 同时为防止SPD因故障或长时间泄流引发引接线发热着火 应将SPD引接线接于交流供电空开下端口 且其它被保护设备的交流引接线应按下述凯文接法进行连接 防雷器接线规范要求 续 普通并联式接线方式与采用凯文式接线方式对设备保护效果的不同 A点为交流配电箱 B点为机房接地母排 假设A点到防雷箱的距离为1米 则L1的电感量大约为1uH 假设防雷箱到B点的距离为5米 则L2的电感量大约为5uH 开关电源交流输入侧得到的剩余电压 残压 L1的残压 防雷箱的残压 L2的残压 并不仅仅是防雷箱的残压 假设通过防雷箱的雷电流为20KA 防雷箱的残压为1500VL1的残压 L1 di dt 1uH 20KA 10uS 2KVL2的残压 L2 di dt 5uH 20KA 10uS 10KV则最终开关电源交流输入侧得到的剩余电压 残压 2 1 5 10KV 13 5KV 远远大于防雷箱的1500V电压 也远远超过开关电源2500V的耐压 结果失去了防雷的保护效果 导致开关电源会因雷击损坏 A点为交流配电箱 B点为机房接地母排 采用凯文式接法后 虽然A点到防雷箱的距离为6米 而开关电源交流输入侧得到的剩余电压 残压 防雷箱的残压 也就是说把L1和L2的长度变为0 假设通过防雷箱的雷电流为20KA 防雷箱的残压为1500V L1的残压 L1 di dt 0uH 20KA 10uS 0KV L2的残压 L2 di dt 0uH 20KA 10uS 00KV 则最终开关电源交流输入侧得到的剩余电压 残压 1 5KV 基本上等于防雷箱的1500V残压 也远小于开关电源2500V的耐压 结果防雷的保护效果很好 开关电源不会因雷击损坏 如果现场无法满足防雷器连接线的长度要求 0 5m根据VDEV0100 Part534 那么就不要用跳线的连接方式 而改用V形连接方式 凯文式接线法 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 当然 凯文式接线方法只是缩短SPD引线的一种较好的方法 如果有条件采用应尽可能采用 但是并不是所有地方都可以采用该方式 它的最大的缺陷是在大容量的配电系统中由于母线线径很大 或采用铜排 而SPD的接线端子容量有限 无法作此种方式连接 另外 由于电源线要先到SPD 再由SPD到配电设备或用电设备 不可避免地增加了两个接头 如果处理不得当 例如接触不良 接点氧化 松脱等 在电流较大时导致接点发热 轻者导致供电中断 严重的还会造成起火燃烧等恶性事故 这是有先例教训的 因此 凯文式接线方式并不是万能良药 还需要根据实际情况选择性地利用 电源SPD应以最短 最直的路径接地 SPD的接地引线的弯曲角度应不得小于90o 严格避免出现 V 型和 U 型这种小于90o的弯曲 SPD的引接线和接地引线必需通过连接端子 空开的连接端子 或铜算子连接牢固 防止雷电流通过时产生的线芯收缩造成连接松动 连接接地SPD引接线的空开应检查端子连接是否牢固 其安装方向应是往上为合上空开 禁止空开倒置安装 这有可能因为空开合匣手柄因轻微重力在空开遇保护需上跳开时不能及时跳开 防雷器接线规范要求 续 防雷器几种接法的可靠性 最有效的连接方式 凯文接线 次有效的连接方式 并接 空开 空开 空开 断路器 空开 断路器 防雷器几种接法的可靠性 续 错误的连接方式一 错误的连接方式二 空开 空开 空开 断路器 空开 断路器 例如某地基站加装的B级防雷器采用错误的 凯文 接法 实例和接线图如图所示 这种凯文接法实际上使得防雷器串接的空开串联到了主回路中 当雷电脉冲使空开调闸后就会导致整个机房断电 经过调查 使用这种接法的地区在雷击时机房断电频繁 给供电安全和运维工作带来了极大的困难 普通并联式接线方式与采用凯文式接线方式在基站环境的具体应用 上图是普通并联式接线 由于安装前没有仔细考虑安装位置和布线 结果SPD的连线长度远远大于规范要求的0 5m的要求 开关电源进线端的残压等于防雷箱的残压加上6 9m导线的残压 防雷箱肯定起不到应有的保护效果 许多基站安装防雷箱后 雷击过后防雷箱也动作了 有雷击计数 但开关电源还会被雷击损坏 用户在厂家的误导下认为防雷箱容量太小 然后再加装大容量的防雷箱 实际改善效果并不明显 可以说 这与防雷箱的安装施工不规范有很大的关系 上图是采用凯文式接线的实例 这样安装有几个好处 1 配电系统和设备的接地线不用改动 工程量小 2 防雷箱在最前端可以保护后面所有的负载 保护最全面 3 防雷箱安装在总接地母排旁边 引线最短 残压最低 雷电流入地通道最合理 保护效果最好 4 所有设备的接地均连接到总接地母排上 参考电位一致 无地电位反击的风险 当然 上图的例子是比较理想情况下的 如果配电线线径过大 配电线不够长 室外无断路器 防雷箱无合适安装空间等 都会阻碍凯文式接线的实施 工程中应把握全局 合理设计 遵循标准 灵活应用 细心施工 严守规范 凯文式接线在工程中要多加以利用 以期得到最好的保护效果 但忽视具体应用环境 一味强调采用凯文式接线 也是不切实际的做法 TT供电系统单相1 N型避雷器1 1接线方式 TT供电系统三相380V3P N型避雷器3 1传统接线方式 TT供电系统380V3P N型避雷器传统接线方式 220V单相两线对地2P避雷器接线方式 380V三相供电系统四线对地4P避雷器传统接线方式 380V三相供电系统SPD引接线上电断路器 熔断器