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DEHN供电系统(防雷)电涌防护解决方案



  2015年9月,安装标准IEC60364-4-44和IEC60364-5-53的发布使得电涌保护装置(SPD)的使用变成强制要求。
  一般来说,电涌保护装置要安装在设施的进线处(在进入建筑物的入口附近)。比如,主配电盘(MDB)/低压主配电。在MDB/低压总配电中,必须有一个SPD来防止共模干扰(有源线对地)。为了防止雷击电流和开关过电压,具有外部雷击保护的建筑也必须要有雷电流电涌保护器。考虑到放电能力、短路承受能力和电流熄灭能力,在主配电盘(MDB)/低压主配电中应当使用复合型1级SPD作为雷电流电涌保护器。
 
 表1:PVC绝缘导线的截面积取决于额定放电电流、雷击电流和主电源电流相关的最大5s的l2t值
  在这里,我们可以提供两种方案,自带集成熔断器的SPD(图1)和需要外部后备保护熔断器的SPD(图2)。如使用外部后备保护熔断器,在达到SPD的Iimp(10/350μs)或In(8/20μs)之时,所应用的过电流保护装置不能跳闸。gG保险丝的时间电流特性被用作过电流保护装置的参考值。如果SPD的上游有一个断路器,其特性必须与最大允许的gG保险丝的特性进行比较(表1)。由于系统实际承受的电压水平也与连接导线及外部过流保护装置上的电压降有关,因此带有集成熔断器的SPD具有明显优势,因为其接线长度可以显著减少,且电压保护水平(Up)已经考虑了内置熔断器上的电压降(图3)。
                                
    如果主配电盘(MDB)/低压主配电中的SPD不能达到所需的电压水平,则需要在下游配电盘中增加2级和3级SPD。这些SPD必须是相互能量协调的(图4)。如果SPD和需要保护的电气设备(如后续的配电盘、终端设备)之间的电缆长于10米,需要采取额外的保护措施。SPD的保护等级Up不应超过相关电气设备的额定冲击耐受电压等级的80%。其原因是在连接线上(最长为0.5米)产生的电压降(U=L·di/dt)(有源导体到SPD,再从SPD那里到PE/PEN导体)(图5)。不过,从SPD到主/接地母线的等电位连接导体,如果选择了与SPD电压保护水平无关的连接方式,即串联连接(图6),或者如图3所示,使用带有集成后备熔断器的SPD装置时,就不需要考虑这个问题。
  由于相关横截面积(16-50mm2)的圆形导线的电感量约为1μH/m,假设脉冲电流为10kA(8/20μs),电压降约为1kV/m。这意味着在一个额定脉冲耐压为4kV的主配电盘上,可以连接一个DEHNventil(Up=1.5kV),其电缆长度约为1米(图7)。当计算高于或低于25kA8/20μs的值时,电缆长度应线性减少或增加(表2)。这里需要注意的是,1级电涌保护器的保护水平,不能用于额定冲击耐受电压较低的电气设备时,必须增加电压保护水平较低的SPD来保证(图8)。
 
 
  •如果当地条件不允许实现这些要求,有以下推荐可用来解决这个问题。
 
  •选择一个保护等级较低的SPD。表2在选择和安排方面提供了帮助。所述的数值是根据IEC60364-5-53规定的8/20μs的脉冲电流值,用公式U=L·di/dt进行插值(表2)。
 
  •选择带有集后备熔断器的SPD,或在需要保护的设备上安装第二个协调的SPD。
 
  •采用串联连接。
 
  •额外的局部等电位连接,例如通过开关设备的金属外壳(图9)。
 
 
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