QX102电涌保护器第2部分:低压电气系统中的选择和使用原则

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资源描述

1电涌保护器第2部分:低压电气系统中的选择和使用原则1范围QX10的本部分规定了在低压电气系统中用于防直击雷、雷击电磁脉冲和其他瞬态和暂时过电压的SPD的选择和使用原则。本部分适用于交流(频率为48Hz~62Hz)额定电压不超过1000V(r.m.s)或直流电压不超过1500V的低压电气系统。2规范性引用文件下列文件中的条款通过QX10的本部分的引用而成为本部分的条款。凡是注日期的引用文件,其随后所有的修改单(不包括勘误的内容)或修正版均不适用于本部分,然而,鼓励根据本部分达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件,其最新版本适用于本部分。GB16895.4-1997建筑物电气装置第5部分:电气设备的选择和安装第53章:开关设备和控制设备(idtIEC60364-5-53:1994)GB16895.11-2001建筑物电气装置第4部分:安全防护第44章:过电压保护第442节:低压电气装置对暂时过电压和高压系统与地之间的故障的防护(idtIEC60364-4-442:1993)GB16895.12-2001建筑物电气装置第4部分:安全防护第44章:过电压保护第443节:大气过电压或操作过电压保护(idtIEC60364-4-443:1995)GB16895.16-2002建筑物电气装置第4部分:安全防护第44章:过电压保护第444节:建筑物的电气装置电磁干扰(EMI)防护(idtIEC60364-4-444:1996)GB16895.21-2004建筑物电气装置第4-41部分:安全防护电击防护(idtIEC60364-4-41:2001)GB16895.22-2004建筑物电气装置第5-53部分:电气设备的选择和安装隔离、开关和控制设备第534节过电压保护电器(idtIEC60364-5-534:2002)GB16916.1-2003家用和类似用途的不带过电流保护的剩余电流动作断路器(RCCB)第1部分:一般规则(MODIEC61008-1:1996)GB16917.1-2003家用和类似用途的带过电流保护的剩余电流动作断路器(RCBO)第1部分:一般规则(MODIEC61009.1:1996)GB/T16935.1-1997低压系统内设备的绝缘配合第1部分原理、要求和试验(idtIEC60664-1:1992)GB/T17626.5-1999电磁兼容试验和测量技术浪涌(冲击)抗扰度试验(idtIEC61000-4-5:1995)GB18802.1-2002低压配电系统的电涌保护器(SPD)第1部分性能要求和试验方法(idtIEC61643-1:1998)GB/T19271.1-2003雷电电磁脉冲的防护第1部分通则(idtIEC61312-1:1995)QX10.1-2002电涌保护器第1部分:性能要求和试验方法IEC60364-4-44:2003建筑物电气装置第4-44部分:过电压和电磁干扰的防护(修正件1)2IEC61643-12:2002低压配电系统的电涌保护器(SPD)第12部分:选择和使用导则IEC62305-2:2005雷电防护第2部分:风险评估IEC62305-3:2005雷电防护第3部分:建筑物的物理损害和生命危险IEC62305-4:2005雷电防护第4部分:建筑物内的电气系统和电子系统3术语和定义本部分采用下列术语和定义。本部分未特别给出的通用性定义,见GB18802.1和QX10.1的术语和定义。3.1电压开关型SPDVoltageswitchingtypeSPD无电涌出现时在线SPD呈高阻状态,当线路上出现电涌且电压达到一定的值时,SPD的阻抗突然下降变为低阻的SPD。电压开关型SPD常用的元件有:放电间隙、气体放电管、晶体闸流管和三端双向可控硅元件等。有时也称这类SPD为“短路型”SPD。3.2限压型SPDVoltagelimitingtypeSPD无电涌出现时在线SPD呈高阻状态,随着线路上的电涌电流及电压的增加,达到一定值时SPD的阻抗跟着连续变小的SPD。限压型SPD常用的元件有金属氧化物压敏电阻、雪崩二极管等。有时也称这类SPD为“箝压型”SPD。3.3混合型SPDcombinationtypeSPD由开关型元件和限压型元件组合而成的SPD。随着施加的电压特性不同,SPD时而呈现开关型SPD特性,时而呈现限压型SPD特性,时而同时呈现开关型和限压型特性。3.4冲击试验分类Impulsetestclassification3.4.1Ⅰ级分类试验classⅠtests对试品进行标称放电电流In,1.2/50μs冲击电压和冲击电流Iimp的试验。10/350μs波形是可能实现Iimp波形三个参数要求的波形之一。3.4.2Ⅱ级分类试验classⅡtests对试品进行标称放电电流In,1.2/50μs冲击电压和最大放电电流Imax试验。Ⅰn和Imax的波形为8/20μs。3.4.3Ⅲ级分类试验classⅢtests对试品进行混合波(1.2/50μs,8/20μs)试验。3.5最大持续运行电压maximumcontinuousoperatingvoltageUC可以持续加在SPD上而不导致SPD动作的最大交流电压有效值(A.Cr.m.s)或直流电压,等于SPD的额定电压。3.6电压保护水平voltageprotectionlevelUP一个表征SPD限制电压的性能参数,它可从一系列的优选值的列表中选取,该值应高于或等于实测限制电压的最大值。3.7暂时过电压耐受值temporaryovervoltageUTSPD能耐受的、持续短时间的直流过电压或最大工频过电压(r.m.s)。在规定时间内,UT大于UC。注:本定义根据GB18802.1定义3.18改写,并说明UT值应由SPD生产厂提供。SPD在经受UTOV后可3能承受,如SPD的性能参数没有改变,或虽出故障但对人、装置和设备没有损坏。3.8暂时过电压temporaryovervoltageUTOV低压电气系统中给定区域持续时间较长的工频过电压。UTOV可能由低压(LV)或高压(HV)系统内部故障造成。注:UTOV典型的持续时间最长为5S。3.9设备耐冲击过电压额定值ratedimpulsewithstandvoltagelevelUW由低压电气设备生产厂给出的设备或设备主要部件耐受冲击过电压的最大值。其值主要与设备的绝缘水平有关。3.10系统最大连续工作电压maximumcontinuousoperatingvoltageofthepowersystemUcsSPD安装位置上最大工频电压(r.m.s)或直流电压,它不是谐振也不是故障状态的电压,而是配电盘的电压变及由于负载和共振影响的电压值升(降),且直接与低压系统的标称电压(Uo)相关。3.11标称电压nominalvoltageUo低压配电系统或设备标明的电压,某些特性与该电压值(如220V/380V)有关。在正常的标称系统中,供电终端的电压可能与供电系统标称的电压不同,一般允许有±10%的容差。注:系统中相线对中性线的电压用UO表示;相线对地线的电压用Un表示。3.12标称放电电流nominaldischargecurrentIn流过SPD的8/20μs电流波的峰值电流,用于II级分类试验,也用于对SPD做I级和II级分类的预试验。3.13冲击电流impulsecurrentIimp由幅值电流Ipeak,电荷量Q和比能量W/R三个参数来决定。用于低压电气系统的SPD的I级分类试验。冲击电流Iimp应在50μs内达到Ipeak,应在10ms内输送电荷量Q(AS)和应在10ms内达到比能量W/R。10/350μs波形是可能实现上述要求的波形之一。3.14多极SPDmultipoleSPD多于一种保护模式的SPD,或者电气上相互连接的作为一个单元供货的SPD组件。3.15总放电电流totalcurretITotal多极SPD生产厂在产品上标注的多极SPD放电电流之和。此值用于在型式试验中流过多极(如L1、L2、L3、N)SPD到PE线的电流之和的检验。3.16短路电流承受能力short-circultwithstandSPD能承受的最大预期短路电流值。3.17持续工作电流ContinuousoperatingcurrentIC在最大持续运行电压(UC)下,流过SPD的电流,其中流经接地端子(如PE)的电流为残流(Ires)。43.18续流followcurrentIf冲击放电电流结束瞬间,流过SPD的由供电电源提供的电流。在低压交流配电系统中,一般将此电流称为工频续流。3.19额定负载电流ratadloadcurrentIL流经连接至低压配电系统的双端口SPD输出端提供给负载允许的最大持续交流电流(r.m.s)或直流电流。注:本定义仅适用于双端口SPD或具有单独输入/输出端口的单端口SPD。3.20劣化degradation任何设备的工作性能偏离其预定性能的非期望偏差。在SPD性能中指当SPD长时间工作或处于恶劣工作环境时,或直接承受雷击电涌而引起其性能下降、原始性能参数的改变。也称退化或老化。3.21热崩溃thermalrunaway当SPD承受的持续功率损耗超过SPD外壳和连接件的散热能力,引起内部元件温度逐渐升高,性能下降,最终导致损坏的过程。3.22SPD脱离器SPDdisconnector当SPD发生故障时,一个能把SPD同电路脱开的装置。注:这种断开装置不需要具有隔离能力,它应能防止低压电气系统持续故障并可用于显示SPD故障状态。除了具有脱离器功能外,还可以具有过流保护或过热保护功能等。这些功能可由单一的或多个装置组合在一起实现。3.23剩余电流动作保护器residualcurrentdeviceRCD在规定的条件下,当剩余电流或不平衡电流达到给定值时能使电路触头断开的一种机械开关电器或组合电器。3.24后备过电流保护装置backupovercurrentprotection安装在SPD外部前端的一种防止当SPD不能阻断工频短路电流而引起发热和损坏的过电流保护装置(如熔丝、断路器)。3.25双端口SPD的负载端电涌耐受能力load-sidesurgewithstandcapabilityforatwo-portSPD双端口SPD对负载端输出接线端子产生的电涌的耐受能力。注:本定义仅适用于双端口SPD或具有单独输入/输出端口的单端口SPD。3.26保护模式modesofprotectionSPD的保护元件可以连接在低压配电系统线路的相线——相线、相线——中性线、相线——保护线、中性线——保护线之间及多种方式同时连接。这些连接方式称为保护模式。一般将相线——相线之间的保护称为横向(差模)保护,相线(或中性线)——保护线之间的保护称为纵向(共模)保护。在直流配电系统中可分为正负极之间,正极与保护线之间,负极与保护线之间。4受保护的系统和设备当需要采用SPD对低压电气系统和设备进行保护时,必须充分了解受保护的低压交流配电系统型式、低压直流配电系统和受保护电气设备耐冲击过电压额定值(UW)。54.1低压配电系统4.1.1低压交流配电系统4.1.1.1按带电导体根数分类带电导体是指工作时通过电流的导体,相线(L线)和中性线(N线)是带电导体,保护接地线(PE线)不是带电导体。按带电导体根数可分为:单相两线系统,两相三线系统,三相三线系统,三相四线系统等。低压配电系统按带电导体根数分类见本部分附录A(资料性附录)。4.1.1.2按接地系统分类低压交流配电系统分为TN(TN-C,TN-S,TN-C-S),TT,IT三类,这些接地系统的文字符号的含义是:第一个字母说明电源与大地的关系:T:电源的一点(通常是中性点)与大地直接连接。I:电源与大地隔离或电源的一点经高阻抗与大地直接连接。第二个字母说明电气装置的外露导电部分与大地的关系:T:外露导电部分直接接大地,它与电源的接地无联系。N:外露导电部分通过与接地的电源中性点的连接而接地。第三个字母说明N线与PE线的关系:(仅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