电源SPD的安装使用技巧研究 毕业论文

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1、电源SPD的安装使用摘　要　文章主要介绍低压配电系统防雷保护方案设计中所遇到的SPD安装位置、SPD间的配合、SPD保护模式等问题，以及SPD安装中的注意事项和SPD的日常检查维护。关键词　防雷保护SPD安装设计SPD使用维护引言建筑物内电子设备使用的交流电源通常是出供电线路从户外交流电网引入的。当雷击于电网附近或直击于电网时，能够在线路上产生过电压波，这种过电压波沿线路传播进人室内，通过交流电源系统侵入电子设备，造成电子设备的损坏。随着各种先进电子设备广泛配备于各类建筑物中，对电子设备电源系统的防雷保护问题正普遍受到关注

2、。建筑物内的电源线需通过电涌保护器（简称SPD）等进行电位连接，对直接雷、雷电感应等引起的配电线路的浪涌电压，起到限制和释放作用,从而确保建筑物内电子设备的安全。但SPD设计安装不合理，不仅起不到对电子设备的保护作用，还可能影响电源系统的正常供电。了解SPD的安装设计方法与SPD的使用维护，才能设计出经济实效的低压配电系统防雷保护方案，充分发挥SPD的作用．1SPD安装位置电源线应实现多级防护，多级防护是以各防雷区为层次，对雷电能量的逐级减弱，使各级限制电压相互配合，最终使过电压值限制在设备绝缘强度之内（在下列情况下，多级

3、防护成为必须：安装的SPD的通流能力小于应转移的雷电流；单级SPD的残压高于设备的绝缘强度；线缆在建筑物内长度较长时）。在对一个较为复杂的电源系统进行防雷保护设计时，通常需要采用一些专门的计算机软件，对电源系统网络中的雷电暂态过程进行数值模拟，确定在电源系统中设置保护装置的具体个数、位置和各级SPD特性之间的配合关系，从而选择最佳的防雷保护方案。一般情况下，可按如下方法确定SPD的安装位置。为了达到有效的保护，可在各防雷区界面处设置相应的SPD，SPD可针对单个电子设备或一个装有多个电子设备的空间。所有穿过防雷区的导线，在

4、穿过防雷区界面处应接有SPD。也就是说,SPD应安装在防雷区的界面处，以符合防护的层次性原则，末级SPD则应靠近设备安装,设备外壳实际上也提供了一个防雷保护区的交界处。应注意的是，在某条支线上的SPD往往不能对其他支路上的设备提供保护。图1给出了一个例子，在该图中，设备A为脆弱电子设备，它的前面设置了保护装置，当雷电过电压侵入波沿干线袭来并达到保护装置时，保护装置将动作限压，设备A随即得到保护。从表面上看，设备B和C也能在保护装置动作限压时得到保护，但实际情况往往并不是这样。在保护装置尚未动作前，过电压波有可能已率先到达设

5、备B和C，并将它们损坏，另外，当该保护装置为一个多级保护装置时，它向设备A提供的是末级低水平钳位电压，设备A能够耐受，而它向设备B和C提供的是首级高水平钳位电压，设备B和C常常难以耐受。2SPD间的配合在使用电源SPD的多级防护中，如果不注意能量分配，则可能引入更多的雷电能量进入保护区域。这要求用于第一级的SPD根据实际估算，其通流能力要求较大，而后续SPD的通流能力可逐级减少。图1支线上保护装置的保护功能电压配合是通过各级SPD限制电压值的逐级控制，最终将过电压值限制在设备允许范围内。一般SPD都有通过雷电流越大，残压越

6、高的特点，通过能量分配后末级SPD流过的雷电流极小，有利于电压限制。在一条线缆上的过电压通过电压配合一级级降低，这要求SPD的残压逐级减小。在流过同样雷电流的情况下，SPD的残压与其响应时间有关，注意在这种情况下，不考虑电压配合而仅仅选择低响应时间的SPD作末级保护是危险的。比如末级SPD响应电压过低导致其响应提早，从而引入的雷电流增大，残压会过高。实现电压分配的要点在于利用线缆本身的分压作用，对其长度要求与能量分配一致。其原理如下：图2两级保护SPD图中隔离阻抗Zs可以是电感Ls，也可以是电阻Rs。若SPD1和SPD2的

7、导通电压分别是Un1和Un2，则所选元件总是Un1>Un2。有人认为，当过电压波到来时，SPD1先导通，这种认识是错误的。SPD1和SPD2谁先导通取决于过电压波波形、Un1和Un2的相对大小以及隔离阻抗Zs的性质。当Zs为电阻Rs时，一般第二级SPD2先导通。当入侵电流ｉ上升到ｉ*Rs+Un2>Un1时第一级SPD1才导通。第一级导通后，大部分经第一级泄放，而经第二级泄放的电流则要小得多。若第一级为气体放电管，导通后的残压通常低于Un2，于是第二级截止，全部电流由第一级泄放。若当Zs为电感Ls时，通常情况下，侵入电流一开

8、始的上升速度相当快，条件Ls*(di/dt)+Un2>Un１常常能够满足，于是第一级先导通．随着入侵电流的升速(di/dt)的下降，当条件Ls*(di/dt)+Un2＜Un１满足时，第二级才导通．第二级导通后，SPD2后的输出电压抑制在一个较低的水平上．在某些情况下，装上SPD反而会增加设备损坏的可能，