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防雷保護級別的劃分
 

一、建筑物防雷分類

 1、雷擊保護系統(LPS):是對建筑物或屋內防雷擊保護的全部系統的統稱,包括外部防雷系統和內部防雷系統。

 2、雷擊保護分區(LPZ):通過對雷擊電磁環境的定義,進行區域劃分。

 二、防雷分區的目的

 相對于不同的要求,根據安裝位置、保護級別和沖擊流通容量,浪涌保護器分為B、C、D三級(式按IEC分類方法,順次序對應為Ⅰ、Ⅱ及Ⅲ級)。分級的目的是提供有選擇的浪涌保護,保證一個高的能量吸收能力和盡可能最低的保護水平。

 這個分類符合DIN VDE 0675 第六部分(草案11.98)A1和A2的要求。這個標準提出了應用于額定電壓最大不超過1000V、額定頻率在50Hz到60Hz之間的交流電網的浪涌抑制器的設計的指導方針、要求和測試方法。

 三、分級防護:使過電壓減小至無害的水平

 在國際標準IEC 61312-1中描述的分區防雷的觀念已被證實是合理的、有效的。這個理論的基本思想是在過電壓到達終端設備造成損害之前,逐級地減少它至無害的水平。為了達到這個目的,建筑物的整個保護空間被分到了幾個防雷分區(LPZs)。在線路由一個分區進入到另一個分區的地方安裝浪涌抑制器,按照不同分區的具體要求安裝相應等級的浪涌抑制器。

 分區防雷理論的主要優點:

 包含高能量的有害的雷電流在導線進入建筑物處直接被轉向泄入大地,使得進入到其他系統的過電壓值最小化。 避免由于磁場的干擾對于新建、擴建和改造的建筑物都可以通過一個單獨的防護理念來設計。

 由外到內,防雷分區(LPZs)被定義如下:

 LPZ 0A:在建筑物外部,不受外部保護裝置保護的區域??赡茉馐苤睋衾?,對雷電磁脈沖沒有任何屏蔽防護。

 LPZ 0B:在建筑物外部受外部防雷裝置保護的區域。對雷電磁脈沖沒有任何屏蔽防護。

 LPZ 1:建筑物內部區域。有小部分雷電能量進入的可能性。

 LPZ 2:建筑物內部區域。有低的浪涌過電壓進入的可能性。

 LPZ 3:建筑物(也可能是設備的金屬外殼)內部區域。沒有雷電磁脈沖產生的干擾,也沒有浪涌過電壓。

 分區防雷理論的必要條件是正確安裝的等電位連接系統,然后在各分區之間安裝電涌保護器作為補充,因而對于防雷來說,建立等電位連接系統同樣重要。

 防雷技術名詞解釋

 1、等電位連接:

 將電器設備與外部導體作出連接,以達到相同或相近電位的電氣連接器件。電涌保護器為保護帶電導體的其中一大類。

 2、故障分類

 1)電涌:電涌在導線與導線之間或導線與地之間發生一個瞬態的過電壓,時間少于1ms,該電壓遠遠超過設備的最高允工作電壓峰值,但它并無工作頻率。電涌的成因為雷擊或者開關誤操作(如空氣開關過流跳閘)而引起的操作過電壓。

 2)瞬時過電壓:瞬時過電壓是在某地區的波動,時間相對來說比較長,可視為1ms—20ms之間。

 3、電涌保護器分類

 1)SPD:Surge Protection Device的縮寫,其功能是對電涌產生保護功能的器件。

 2)開關(限流)型 SPD:按照IEC61312-3的要求,一般用在LPZOB-LPZ1區中,用于電源系統的防雷器,可最大限度的消除電網后續電流,疏導10/350us的模擬雷電沖擊電流。

 3)限壓型 SPD:按照 IEC61312-3的要求,一般用在 LPZ1區和 LPZ2區的防雷器,可較大程度減低電網上的殘壓,疏導8/20us 的模擬雷電沖擊電流。

 4)電涌保護器(第一級):由于特殊設計,能夠承受直擊雷的能量和釋放部分直接雷擊電流的電涌保護器。

 5)電涌保護器(第二級):能夠釋放由遠距離或傳導雷擊以及開關轉換而引起的電涌的電涌保護器。

 6)電涌保護器(第三級):為了保護使用插座的單個負載而設計的電涌保護器。

 7)電涌保護器前端的保護熔絲(后備保險熔絲):在所有的電涌保護器前端都必須安裝前級保險絲。如果電路中的熔絲的額定值高于電涌保護器元件的最大容許熔絲,電涌保護器必須選擇符合要求的前級熔絲串聯在前端,進行保護。

 4、電涌保護器參數分類

 1)最大持續工作電壓 Uc:對于內部沒有放電間隙的電涌保護器,該電壓值表示最大可允許加在電涌保護器兩端的工頻交流均方根(rms)。在這個電壓下,電涌保護器必須正常工作,不可出現故障,同時該電壓連續加載在電涌保護器上,不會改變電涌保護器的工作特性。

 2)額定電壓UN :廠家設計該設備在正常工作下的電壓,它可以用直流電壓表示,也可以用正弦交流電壓的有效值(rms)來表示。

 3)最大通流量Imax:SPD不發生實質性破壞,每線或單模塊對地,過規定次數、規定波形的最大限度的電流峰值。沖擊通流容量一般大于標稱放電電流的2.5倍。

 4)額定放電電流(In)(標稱放電電流):廠家出廠時標稱電涌保護器的8/20雷電流波形的電流峰值,它是用來劃分C類等級(Ⅱ級)電涌保護器。

 5) 脈沖沖擊電流(Iimp)

 標準的10/350us雷電流模擬波形,主要參數:

 *電流峰值

 *電量

 *比能

 它是模擬自然界直接雷擊的波形,B級雷擊放電器必須能承受適當雷電流的多次沖擊而不發生損壞。

 6)電壓保護水平 Up:電涌保護器被觸發前,在它的兩端出現的最高瞬間電壓值。本書第19頁表格中列出了符合DIN VDE0110-1(04/97)標準的各類設備的保護電壓水平的要求及對應保護水平電壓。

 7)殘壓:雷電放電電流通過SPD時,其端子間呈現現的電壓。

 8)100%雷擊脈沖箝位電壓:在1.2/50us的雷擊脈沖電壓波形的沖擊下,電涌保護器的動作電壓,在這個電壓波的測試中,對電涌保護器進行十次沖擊,保護器均必須動作。

 9)額定頻率(fn):廠家設計該設備在正常工作下的頻率

 10)反應時間 (tA):在本質上,反應時間是依賴于電涌保護器內部所采用的元器件的特性來確定的。反應時間有可能由于浪涌電壓的du/dt(電壓上升速度)或浪涌電流的di/dt(電流上升速度)陡度而有所限制。

 11)短路承受強度:電涌保護器必須在依靠外部或內部的斷路器或電路的過流保護裝置斷開,短路中流前所能承受的短路電流(如保險絲或斷路器)將該電流遮斷。

 12)后續電流(If):

 在電涌保護器放電后,流經它的電流,它依賴于不同的電網,后續電流是屬于持續開路電流,它的大小是和電涌保護器到變壓器的距離及變壓器容量有關系。

 13)傳輸頻率

 通信線路電涌保護器的插入損耗<3dB時的頻率

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