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低壓配電系統(tǒng)電涌保護(hù)器的后備保護(hù)方案

發(fā)布日期:2022-04-17 點(diǎn)擊率:91

一,引言:
        雷電災(zāi)害是一種人類(lèi)目前還無(wú)法避免的自然災(zāi)害之一,電涌保護(hù)器(SPD)是抑制由雷電、電氣系統(tǒng)操作或靜電等所產(chǎn)生的沖擊電壓,電涌保護(hù)器是保護(hù)電子信息技術(shù)產(chǎn)品必不可少的器件。隨著各種電子信息技術(shù)產(chǎn)品越來(lái)越多地滲入到社會(huì)和家庭生活的各個(gè)領(lǐng)域,電涌保護(hù)器(SPD)的使用范圍日益擴(kuò)大,市場(chǎng)需求量日益增長(zhǎng)。電涌保護(hù)器是用于保護(hù)電氣、電子設(shè)備免受雷電電磁脈沖破壞的器件,被作為眾多高新科技產(chǎn)品的“保護(hù)神”,因此產(chǎn)品本身的安全性、可靠性顯得尤其重要。

 

二、電涌保護(hù)器故障情況

        限壓型電涌保護(hù)器(SPD)產(chǎn)品的核心元件為氧化鋅壓敏(MOV)元件,其失效后故障表現(xiàn)有短路和開(kāi)路兩類(lèi)形式。短路故障產(chǎn)生原因主要為電涌電流通過(guò)MOV產(chǎn)生的熱擊穿或電涌電流在MOV表面產(chǎn)生的放電造成兩極間金屬性短路,其工頻短路電流值因系統(tǒng)容量不同從幾百至幾千安培。SPD產(chǎn)品短路故障的另一類(lèi)表現(xiàn)即因?yàn)槭У腗OV并未完全短路且有一定阻抗,流過(guò)MOV的故障電流使其發(fā)熱燃燒,燃燒過(guò)程中在沒(méi)有完全開(kāi)路前故障電流在幾百毫安至幾安培間。對(duì)于低壓配電系統(tǒng)而言,系統(tǒng)故障主要表現(xiàn)是相線(xiàn)通過(guò)SPD對(duì)PE線(xiàn)或N線(xiàn)過(guò)流故障。

三、后備保護(hù)元件的作用

        脫離器失效后電涌保護(hù)器(SPD)有可能出現(xiàn)兩類(lèi)故障狀況,一類(lèi)熱擊穿造成L-N/PE線(xiàn)間接地短路,其電流值可使后備過(guò)電流保護(hù)元件動(dòng)作;另一類(lèi)由于接地故障電流小,過(guò)流保護(hù)元件不動(dòng)作,元件(MOV)因發(fā)熱起火,因此必須在位于電涌保護(hù)器(SPD)外部的前端,裝設(shè)后備保護(hù)元件。其作用當(dāng)電涌保護(hù)器(SPD)不能切斷工頻短路電流時(shí),過(guò)電流保護(hù)電器動(dòng)作,把電涌保護(hù)器(SPD)從并聯(lián)線(xiàn)路中斷開(kāi),使電涌保護(hù)器(SPD)不會(huì)引起過(guò)熱而導(dǎo)致火災(zāi)、爆炸等事故,同時(shí)可保證電源的持續(xù)供電。圖1分析了市場(chǎng)上多數(shù)SPD產(chǎn)品在MOV失效后,MOV通過(guò)故障電流與SPD脫離器、熔斷器、微型斷路器配合關(guān)系,從圖中可以看到多數(shù)SPD脫離器與熔斷器、微型斷路器等過(guò)流保護(hù)元件間存在一定盲區(qū)。對(duì)于此類(lèi)故障標(biāo)準(zhǔn)要求SPD產(chǎn)品的外殼材料通過(guò)相應(yīng)的耐非正常熱和耐熱試驗(yàn),如一定對(duì)此類(lèi)故障進(jìn)行保護(hù),其后備保護(hù)元件應(yīng)是具有接地故障保護(hù)的元件。

        正確、合理的先用后備保護(hù)元件,直接關(guān)系到系統(tǒng)及電涌保護(hù)器(SPD)的安全性和可靠性。

圖1電涌保護(hù)器(SPD)與熔斷器、斷路器保護(hù)配合

四、后備保護(hù)元件的特性

        1、熔斷絲的特性

        熔斷絲的保護(hù)特性亦可稱(chēng)熔化特性,它是熔斷絲的主要特性。熔化特性表征通過(guò)熔體的電流與熔體熔化時(shí)間的關(guān)系,它和熱繼電器的保護(hù)特性一樣,都是反時(shí)限的。

        熔斷器的保護(hù)特性中有一熔斷電流與不熔斷電流的分界線(xiàn),與此相應(yīng)的電流就是最小熔化電流IR。它是這樣一個(gè)電流值,當(dāng)通過(guò)熔體的電流等于它時(shí),熔體在額定電流下絕對(duì)不應(yīng)熔斷,故IR>Ie。

        2、斷路器的特性

        斷路器的作用是切斷和接通負(fù)荷電路,以及切斷故障電路,防止事故擴(kuò)大,保證安全運(yùn)行。

        斷路器的主觸點(diǎn)是靠手動(dòng)操作或電動(dòng)合閘的。主觸點(diǎn)閉合后,自由脫扣機(jī)構(gòu)將主觸點(diǎn)鎖在合閘位置上。過(guò)電流脫扣器的線(xiàn)圈和熱脫扣器的熱元件與主電路串聯(lián),欠電壓脫扣器的線(xiàn)圈和電源并聯(lián)。當(dāng)電路發(fā)生短路或嚴(yán)重過(guò)載時(shí),過(guò)電流脫扣器的銜鐵吸合,使自由脫扣機(jī)構(gòu)動(dòng)作,主觸點(diǎn)斷開(kāi)主電路。當(dāng)電路過(guò)載時(shí),熱脫扣器的熱元件發(fā)熱使雙金屬片上彎曲,推動(dòng)自由脫扣機(jī)構(gòu)動(dòng)作。當(dāng)電路欠電壓時(shí),欠電壓脫扣器的銜鐵釋放。也使自由脫扣機(jī)構(gòu)動(dòng)作。分勵(lì)脫扣器則作為遠(yuǎn)距離控制用,在正常工作時(shí),其線(xiàn)圈是斷電的,在需要距離控制時(shí),按下起動(dòng)按鈕,使線(xiàn)圈通電,銜鐵帶動(dòng)自由脫扣機(jī)構(gòu)動(dòng)作,使主觸點(diǎn)斷開(kāi)。

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