交流电气装置过电压保护设计要求及限制措施

第第页交流电气装置过电压保护设计要求及限制措施摘要：交流电气装置过电压保护设计要求及限制措施,SPD设置及接地线设计

本装置的接地电阻；RB－供电系统的接地电阻

注：当采用TN－C－S或TN－S系统时，在N与PE线连接处电涌保护器用三个，在其以后N与PE线分开处安装电涌保护器时用四个，即在N与PE线间增加一个，类似于图1－1

图1－3TT系统中电涌保护器安装在剩余电流保护器的电源侧

1－装置的电压；2－配电盘；3－总接地端或总接地连接带；4－电涌保护器（SPD）；4a－电涌保护器或放电间隙；5－电涌保护器的接地连接，5a或5b；6－需要保护的设备；7－剩余电流保护器，可位于母线的上方或下方；F－保护电涌保护器推荐的熔丝、断路器或剩余电流保护器；RA－本装置的接地电阻；RB－供电系统的接地电阻

注：当电源变压器高压侧碰外壳短路产生的过电压加于4a设备时不应动作。在高压系统采用低电阻接地和供电变压器外壳、低压系统中性点合用同一接地装置以及切断短路的时间小于或等于5s时，该过电压可按1200V考虑。

图1－4IT系统中电涌保护器安装在剩余电流保护器的负荷侧

1－装置的电压；2－配电盘；3－总接地端或总接地连接带；4－电涌保护器（SPD）；5－电涌保护器的接地连接，5a或5b；6－需要保护的设备；7－剩余电流保护器；F－保护电涌保护器推荐的熔丝、断路器或剩余电流保护器；RA－本装置的接地电阻；RB－供电系统的接地电阻

3.选择电涌保护器（SPD）标称放电电流（In）和冲击电流（Iimp）

在LPZ0A或LPZ0B区与LPZ1区交界处，在从室外引来的线路上安装SPD，应选用符合Ⅰ级分类试验的产品。

应通过SPD的10/350μs雷电流幅值。当线路有屏蔽时，通过每个SPD的雷电流可按上述确定的雷电流的30％考虑。SPD宜靠近屏蔽线路末端安装。以上述得出的雷电流作为Ipeak来选用SPD。

当按上述要求选用配电线路上的SPD时，其标称放电电流In不宜小于15kA。

安装的SPD所得到的电压保护水平加上其两端引线的感应电压以及反射波效应不足以保护距其远处的被保护设备的情况下，尚应在被保护设备处装设SPD，其标称放电电流In不宜小于8/20μs3kA。

当被保护设备沿线路距安装的SPD不大于10m时，若该SPD的电压保护水平加上其两端引线的感应电压小于被保护设备耐压水平的80％，一般情况在被保护设备处可不装SPD。

若第一级SPD的电压保护水平加上其两端引线的感应电压保护不了该配电盘内的设备，应在该盘内安装第二级SPD，其标称放电电流不宜小于8/20μs5kA。

在考虑被保护设备的耐压水平时宜按其值的80％考虑。

在一般情况下，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10m，限压型SPD之间的线路长度不宜小于5m。

4.选择电涌保护器（SPD）耐受的预期短路电流

电涌保护器（SPD）耐受短路电流（当电涌保护器（SPD）失效时产生）和与之相连接的过电流保护器（设置于内部或外部）一起承受等于和大于安装处预期产生的最大短路电流，选择时要考虑到电涌保护器（SPD）制造厂规定应具备的最大过电流保护器。

此外，制造厂所规定电涌保护器（SPD）的额定阻断续流电流值不应小于安装处的预期短路电流值。

在TT系统或TN系统中，接于中性线和PE线之间的电涌保护器（SPD）动作（例如火花间隙放电）后流过工频续流，电涌保护器（SPD）额定续流电流值应大于或等于100A。

在IT系统中，接于中性线和PE线之间的电涌保护器（SPD）的额定续流电流值与接在相线和中性线之间的电涌保护器（SPD）是相同的。

5.防止电涌保护器（SPD）失效的后果和过电流保护

防止电涌保护器（SPD）短路的保护是采用过电流保护器，应当根据电涌保护器（SPD）产品手册中推荐的过电流保护器的最大额定值选择。

如果过电流保护器的额定值小于或等于推荐用的过电流保护器的最大额定值，则可省去过电流保护器。

重点是要保证供电的连续性还是保证保护的连续性取决于在电涌保护器（SPD）故障时，断开电涌保护器（SPD）的过电流保护器所安装的位置。

在所有情况下，应当明确设置的保护器间的区别：

－若过电流保护器安装在电涌保护器（SPD）的回路中，则可保证供电的连续性，但再发生过电压时，无论是电气装置或是设备都得不到保护（见图1－5）。这些过电流保护器可以是设于内部的电涌保护器（SPD）脱离器。

图1－5重点保证供电连续性

－若过电流保护器接入设有电涌保护器（SPD）保护电路的电气装置进线前端，则电涌保护器（SPD）故障时可导致供电中断，要等到更换电涌保护器（SPD）后才能恢复供电（见图1－6）。

为了提高在同一时间内供电连续性和保护连续的概率和可靠性，允许使用图1－7所示的接线方式。

图1－6重点保证保护连续性图1－7供电连续性和保护连续性的结合

这种情况是将两个相同的电涌保护器（SPD1和SPD2）分别接到两个相同的保护器（PD1和PD2）。当一个电涌保护器（SPD1）发生故障，不会影响另一电涌保护器（如SPD2）工作，并且将使其本身的保护器动作（如PD1）。这种方式将显著提高供电连续性和保护连续性的概率。

6.间接接触防护

间接接触防护即使当电涌保护器（SPD）故障时，对所有电气装置的保护也应保持有效。

当采用自动切断供电时：

－在TN系统中，一般可在电涌保护器（SPD）的电源侧装设过电流保护器实现间接接触防护；

－在TT系统中可采用下述a)或者b)实现间接接触防护：

1)将电涌保护器（SPD）安装在剩余电流保护器（RCD）的负荷侧；

2)将电涌保护器（SPD）安装在剩余电流保护器（RCD）的电源侧，由于接在中性线和PE线之间的电涌保护器（SPD）也可能发生故障，因此，

a)应当符合外露可导电部分预期接地故障电压不大于50V的规定。和

b)根根据接线形式2来安装电涌保护器（SPD）。

－在IT系统中，不需要附加其它措施。

7.连接导线

连接导线是指相线与电涌保护器（SPD）之间的导线，和电涌保护器（SPD）与总接地端子或保护线之间的导线。

因为增加电涌保护器（SPD）连接导线的长度，会降低电涌保护器（SPD）过电压保护的效果，尽可能减少电涌保护器（SPD）所连接导线的长度并且不形成环路可获得最佳过电压保护效果（总引线长度最好不超过0.5m），见图1－8。如果图1－8所示a+b的长度不能小于0.5m，则可采用图1－9的接线方式。

图1－8电涌保护器（SPD）安装在或靠近图

1－9电涌保护器（SPD）安装在或靠近电气装置

电源进线端的示例电气装置电源进线端的示例

8.接地线的导体截面

安装在电气装置电