电源系统SPD的选用和安装
2005/8/23 16:41:53 电源在线网
SPD主要参数的确定和安装要求：
(1)TN系统。当10/0.4KV变电所与低压电气装置不在同一建筑物内时，如电气装置采用TN系统，通常采用TN-C-S系统而不采用TN-S系统。在电源进线处PEN线以及中性线都是通过接地母排接地而带地电位，因此在TN-C-S系统中只有三根相线上需装设SPD，此等SPD安装在相线和地(地即PE线)之间。
由于沿线路传导来的远处落雷感应产生的雷电脉冲能量较小，此等SPD可采用压敏电阻SPD，它需通过8/20us波形的II类试验，其额定泄放电流isn不应小于5KA。
SPD的一个重要参数是最大持续运行电压U。它是指可持续施加在SPD上且不损坏SPD的最大交流方均根电压或直流电压。它应大于低压电气装置内可能出现的工频持续击穿损坏而引起对地故障短路。在TN-C-S系统中，PE线系统自PEN线引出，所以SPD承受的工频过电压即是电气装置标称电压Uo加上电网供电电压的正偏差。我国(GB12325-1990)《电能质量供电电压允许偏差》标准规定220V电网内的正偏差不大于7%，但我国一些电压质量差的地区电压正偏差往往超过此值，再加上SPD老化等因素，我国防雷标准取Uc≥1.15Uo。
(2)TT系统。TT系统内SPD的装用比较复杂。在TT系统内，中性线自变电所引出后不再重复接地而对地绝缘，因此它和相线一样能将线路感应产生的雷电脉冲过电压传导到建筑物电气装置中来。为此在TT系统电气装置内需在相线和中性线上共安装4个SPD。
在TT系统内，电气装置的保护接地与电源处系统接地，在电气上不相关联，电气装置的PE线引自单独的接地极，电气装置无故障时PE线为地电位，因此TT系统绝缘承受的工频过电压常比TN系统高，当一相发生接地故障时，另两非故障相对地电位将升高，其值一般不超过相电压的50%，SPD躲过此持续过电压，在此种情况下，我国取Uc≥1.55Uo。
目前一些大城市内因10KV电网电容电流剧增，为此将原先的不接地系统改为经小电阻接地系统，这样变电所高压侧接地故障电流Id将增大到数百安以至千安，它在变电所接地电阻RB上的电压降将达数百伏以至千伏以上，如果变电所只有一个共用接地，低压TT系统的相线和中性线将带此对地暂态高电压，其持续时间以百毫秒的放电热量烧毁。对此，较彻底的解决措施是将变电所低压侧中性点的低压系统接地单独设置。这样10KV侧的故障电压将无法由传导至低压系统，SPD也避免了烧坏的危险。
为防止上述变电所10KV侧接地故障引起的TT系统对地暂态过电压损坏低压电气装置的绝缘，变电所分设两个接极有困难时，也可不分设两个接地极，但必须限制变电所接地电阻RB的阻值和故障电流Id值，使RB上的故障电压降Uf=Id·RB≤1200V，这样做可以保护低压电气装置的绝缘。但因SPD的Uc值远小于1200V，它不能防止SPD被击穿导电且被过长时间导电的热量烧坏，类似这种TT系统内SPD被烧坏的事故已不少见。为避免SPD在这种情况下被烧坏需改变一下SPD的安装方式，将三个相线SPD接于中性线上，再经一放电间隙接于PE线上，此放电间隙的作用是在上述Uf过电压情况下阻止SPD的导通，SPD只能在更高幅值的雷电脉冲过电压冲击下放电间隙被击穿而导通。放电间隙的泄放电流应不小于三个相线SPD额定泄放电流之和。应该说明这一做法保护了相线SPD，但由于雷电残压的增大，对其后的电压敏感设备的保护则是不利的。为此需另补充防护措施，
无论是TN系统或是TT系统，SPD两端的接线都应尽量缩短，IEC标准规定SPD接线总长不应超过0.5m。这是因为当SPD导通放电时，施加在被保护电气设备上的雷电脉冲残压为SPD上的残压加上其接线上的Ldi/dt电压降(L为SPD两端接线的电感，di/dt为雷电脉冲电流的陡度)。SPD上的残压由产品性能决定，无法减小，而接线上的Ldi/dt电压降则可借减少接线长度也即减少电感来减少。因此SPD最好直接安装在配电箱带电导体母排和PE线母排之间，以使其接线长度为最短。现在为减少接线长度，部分SPD产品已按配电箱内断路器的模数来制作，十分便于安装在配电箱内母排之间，这对减少残压十分有利。
如果因为各种原因难以做到这点，也可将SPD安装于他处，这时最好对SPD采用“V”形接法。从图可见配电线路与SPD按V形连接后再接往被保护设备，SPD的接线长度几乎为零。施加在被保护设备上的雷电残压只剩SPD两端间的残压，但这种接法在具体施工中有时会遇到困难和不方便。
SPD与RCD安装位置的协调：
在总配电箱内装有作用于跳闸或报警信号的RCD，它是用于防接地电弧火灾和作为下级RCD的后备RCD用的。RCD有的装在SPD的电源侧，有的RCD装在SPD的负载侧，这是IEC标准和我国GB50057-1994(2000年版)第六章内的规定，这一规定是必要的。压敏电阻SPD即使是新品，在施加正常的相电压后也会有微量的泄漏电流流通。随着时间的推移，此泄漏电流会渐增大，最终导致SPD短路失效而寿命终了。维护管理人员发现SPD显示行将失效的标志后应及时更换备品，否则，失效SPD的对地短路成为接地故障，将引发种种电气事故，例如流过SPD的对地短路电流在接地电阻Ra和接地引线上的电压降，使PE线带故障电压而引起间接接触电击事故。将RCD装在SPD的电源侧可检测出这一故障电流，防止这一危险的发生。这一要求也适用于为防接地电弧火灾而装设在电源线处的RCD。有放电间隙将SPD与PE线隔离，SPD的失效短路不会导致接地故障，故可将RCD装设在SPD的负荷侧，以避免电源进线处大幅值的雷电脉冲电流不必要地通过RCD的零序电流互感器。
(1)TN系统。当10/0.4KV变电所与低压电气装置不在同一建筑物内时，如电气装置采用TN系统，通常采用TN-C-S系统而不采用TN-S系统。在电源进线处PEN线以及中性线都是通过接地母排接地而带地电位，因此在TN-C-S系统中只有三根相线上需装设SPD，此等SPD安装在相线和地(地即PE线)之间。
由于沿线路传导来的远处落雷感应产生的雷电脉冲能量较小，此等SPD可采用压敏电阻SPD，它需通过8/20us波形的II类试验，其额定泄放电流isn不应小于5KA。
SPD的一个重要参数是最大持续运行电压U。它是指可持续施加在SPD上且不损坏SPD的最大交流方均根电压或直流电压。它应大于低压电气装置内可能出现的工频持续击穿损坏而引起对地故障短路。在TN-C-S系统中，PE线系统自PEN线引出，所以SPD承受的工频过电压即是电气装置标称电压Uo加上电网供电电压的正偏差。我国(GB12325-1990)《电能质量供电电压允许偏差》标准规定220V电网内的正偏差不大于7%，但我国一些电压质量差的地区电压正偏差往往超过此值，再加上SPD老化等因素，我国防雷标准取Uc≥1.15Uo。
(2)TT系统。TT系统内SPD的装用比较复杂。在TT系统内，中性线自变电所引出后不再重复接地而对地绝缘，因此它和相线一样能将线路感应产生的雷电脉冲过电压传导到建筑物电气装置中来。为此在TT系统电气装置内需在相线和中性线上共安装4个SPD。
在TT系统内，电气装置的保护接地与电源处系统接地，在电气上不相关联，电气装置的PE线引自单独的接地极，电气装置无故障时PE线为地电位，因此TT系统绝缘承受的工频过电压常比TN系统高，当一相发生接地故障时，另两非故障相对地电位将升高，其值一般不超过相电压的50%，SPD躲过此持续过电压，在此种情况下，我国取Uc≥1.55Uo。
目前一些大城市内因10KV电网电容电流剧增，为此将原先的不接地系统改为经小电阻接地系统，这样变电所高压侧接地故障电流Id将增大到数百安以至千安，它在变电所接地电阻RB上的电压降将达数百伏以至千伏以上，如果变电所只有一个共用接地，低压TT系统的相线和中性线将带此对地暂态高电压，其持续时间以百毫秒的放电热量烧毁。对此，较彻底的解决措施是将变电所低压侧中性点的低压系统接地单独设置。这样10KV侧的故障电压将无法由传导至低压系统，SPD也避免了烧坏的危险。
为防止上述变电所10KV侧接地故障引起的TT系统对地暂态过电压损坏低压电气装置的绝缘，变电所分设两个接极有困难时，也可不分设两个接地极，但必须限制变电所接地电阻RB的阻值和故障电流Id值，使RB上的故障电压降Uf=Id·RB≤1200V，这样做可以保护低压电气装置的绝缘。但因SPD的Uc值远小于1200V，它不能防止SPD被击穿导电且被过长时间导电的热量烧坏，类似这种TT系统内SPD被烧坏的事故已不少见。为避免SPD在这种情况下被烧坏需改变一下SPD的安装方式，将三个相线SPD接于中性线上，再经一放电间隙接于PE线上，此放电间隙的作用是在上述Uf过电压情况下阻止SPD的导通，SPD只能在更高幅值的雷电脉冲过电压冲击下放电间隙被击穿而导通。放电间隙的泄放电流应不小于三个相线SPD额定泄放电流之和。应该说明这一做法保护了相线SPD，但由于雷电残压的增大，对其后的电压敏感设备的保护则是不利的。为此需另补充防护措施，
无论是TN系统或是TT系统，SPD两端的接线都应尽量缩短，IEC标准规定SPD接线总长不应超过0.5m。这是因为当SPD导通放电时，施加在被保护电气设备上的雷电脉冲残压为SPD上的残压加上其接线上的Ldi/dt电压降(L为SPD两端接线的电感，di/dt为雷电脉冲电流的陡度)。SPD上的残压由产品性能决定，无法减小，而接线上的Ldi/dt电压降则可借减少接线长度也即减少电感来减少。因此SPD最好直接安装在配电箱带电导体母排和PE线母排之间，以使其接线长度为最短。现在为减少接线长度，部分SPD产品已按配电箱内断路器的模数来制作，十分便于安装在配电箱内母排之间，这对减少残压十分有利。
如果因为各种原因难以做到这点，也可将SPD安装于他处，这时最好对SPD采用“V”形接法。从图可见配电线路与SPD按V形连接后再接往被保护设备，SPD的接线长度几乎为零。施加在被保护设备上的雷电残压只剩SPD两端间的残压，但这种接法在具体施工中有时会遇到困难和不方便。
SPD与RCD安装位置的协调：
在总配电箱内装有作用于跳闸或报警信号的RCD，它是用于防接地电弧火灾和作为下级RCD的后备RCD用的。RCD有的装在SPD的电源侧，有的RCD装在SPD的负载侧，这是IEC标准和我国GB50057-1994(2000年版)第六章内的规定，这一规定是必要的。压敏电阻SPD即使是新品，在施加正常的相电压后也会有微量的泄漏电流流通。随着时间的推移，此泄漏电流会渐增大，最终导致SPD短路失效而寿命终了。维护管理人员发现SPD显示行将失效的标志后应及时更换备品，否则，失效SPD的对地短路成为接地故障，将引发种种电气事故，例如流过SPD的对地短路电流在接地电阻Ra和接地引线上的电压降，使PE线带故障电压而引起间接接触电击事故。将RCD装在SPD的电源侧可检测出这一故障电流，防止这一危险的发生。这一要求也适用于为防接地电弧火灾而装设在电源线处的RCD。有放电间隙将SPD与PE线隔离，SPD的失效短路不会导致接地故障，故可将RCD装设在SPD的负荷侧，以避免电源进线处大幅值的雷电脉冲电流不必要地通过RCD的零序电流互感器。
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