【设计】交流电气装置过电压保护设计要求及限制措.docx

13.2 沟通电气装置过电压爱护设计要求与限制措施DOC.13.2.1 过电压概述大气过电压表 13.2 － 1 低压系统过电压类别直击雷过电压感应雷击过电压雷电波侵入过电压操作容性负载过电压 电容器组 空载长线路空载变压器操作过电压操作感性负载过电压谐振引起的过电压并列或解列过电压负载的投入与切除电抗器电动机真空断路器IT 系统发生接地故障引起对地电压上升3U 0TN系统或 TT 系统中性线开路引起对地电压上升3U 0工频过电压低压系统相导体与中性导体间的短路时中性线对地电压上升1.45U 0低压系统故障相的接地故障电压不超过 50V，非故障相对地电压上升高压系统接地故障电压窜入低压侧〔高压为接地系统，变电所内一个接地系统〕 ；当切断时间大于 5 s 时，答应的工频过电压 U0+250 V ；当切断时间小于或等于 5 s 时，答应的工频过电压 U0+1200 V ；13.2.2 耐冲击类别〔过电压类别〕的划分1. 耐冲击类别〔过电压类别〕划分的目的耐冲击类别是依据对设备预期不连续供电和能承担的事故后果来区分设备适用性的不同等级； 通过对设备耐冲击水平的挑选， 使整个电气装置达到绝缘协作， 将故障的危害性降低到答应的水平，以供应一个抑制过电压的根底；耐冲击类别标识数字越高，说明设备的耐冲击性能越高，可供挑选的抑制过电压的方法越多；耐冲击类别这一概念适用于直接从电源线上接电的设备；2. 耐冲击类别〔过电压类别〕说明 Ⅰ类耐冲击设备是准备与建筑物固定电气装置相连的设备；爱护措施应在此设备之外，既可固定在电气装置内也可固定在电气装置和此设备之间，以限制瞬态过电压在规定的水平；Ⅱ类耐冲击设备是与建筑物固定电气装置相连的设备；注：此类设备举例：家用电器、便携式工具以与类似负荷； Ⅲ类耐冲击设备是固定电气装置的组成局部和其他预期具有较高适用性类别的设备； 注：此类设备举例：固定电气装置的配电盘、断路器、布线系统，包括电缆、母线、接线盒、开关、插座〕，工业用设备以与某些其他设备，如与固定电气装置永久相连的固定式电机；Ⅳ类耐冲击设备是用于建筑物电气装置主配电盘来电侧电源进线端或其邻近的设备；注：此类设备举例：电气测量外表、一次过电流爱护电器以与滤波器；13.2.3 过电压抑制的配置需装设电涌爱护器时，应符合以下各条：1. 自身抑制在电气装置全部由低压地下系统而不含架空线供电的情形下，依据表 13.2 － 2 所规定的设备耐冲击电压值便足够了，而不需要附加的大气过电压爱护；在电气装置由低压架空线供电或含有低压架空线供电的情形下，且外界环境影响为 AQ1〔雷暴日数 <25 日/ 年〕时，不需要附加的大气过电压爱护；2 爱护抑制一、 电气装置由架空线或含有架空线的线路供电， 且当地雷电活动符合外界环境影响条件AQ〔2 雷暴日数 >25 日/ 年〕时，应装设大气过电压爱护； 爱护装置的爱护水平不应高于表 2 列出的Ⅱ类过电压水平；二、 在 一、 条件下，建筑物电气装置的大气过电压爱护可实行以下措施：－依据 IEC 60364-5-534 〔过电压爱护电器〕安装具有 II 类爱护水平的电涌爱护器；－或通过其他方法供应至少等效的电压衰减量；电气装置标称电压V*要求的耐冲击电压值kV三相系统带中性点的单相系统电气装置电源进线端的设备〔 耐冲击类别Ⅳ 〕配电装置和末级电路的设备〔 耐冲击类别Ⅲ 〕用电器具〔 耐冲击类别Ⅱ 〕有特殊爱护的设备〔 耐冲击类别Ⅰ 〕－230/400277/480400/6901000*依据 IEC60038 ：1983；表 13.2 － 2 要求的设备额定耐冲击电压值120～ 24042.51.50.8－642.51.5－8642.5－12864三、 在架空线上应用爱护抑制的导那么对过电压水平的爱护抑制可通过在电气装置中直接安装电涌爱护器， 或在架空线上安装电涌爱护器来获得；例如，可以实行以下措施：a〕 假如是架空供配电网，应在电网的结点，特殊在每个长度超过 500m 的线路末端建立过电压爱护；沿供配电线路每隔 500m就应安装过电压爱护器件；过电压爱护器件之间的距离应小于 1000m；b〕 假如供配电网中局部为架空线路，局部为地下线路，在架空电网应依据上述 a〕进展过电压爱护，并应在从架空线至地下电缆的转换点进展过电压爱护；c〕 在 TN 配电网供电的电气装置中，在由自动切断电源为间接接触供应爱护的地方， 连接到相导体的过电压爱护器件的接地导体与 PEN导体相连或与 PE导体相连；d〕 在 TT 配电网供电的电气装置中，在由自动切断电源为间接接触供应爱护的地方，要为相导体和中性导体供应过电压爱护器件； 在供电网的中性导体直接接地的地方， 不必为中性导体安装过电压爱护器件；13.2.4 建筑物电气装置中电涌爱护器〔 SPD〕的挑选和安装13.2.4.1 电涌爱护器〔 SPD〕的接线应在电气装置的电源进线端或其邻近设电涌爱护器 〔SPD〕，至少应在下面各点之间装设：1. 当在电气装置电源进线端或其邻近，中性线与 PE〔爱护线〕直接连接，或没有中性线时：接在每一相线与接地端子或总爱护线之间，取其路径最短者；注：在 IT 系统，中性线与 PE线之间接了阻抗，不能认为二者是直通的；2. 当在电气装置的电源进线端或其邻近，中性线与 PE〔爱护线〕不直接相连时： 接线形式 1：接在每一相线与接地端子或总爱护线之间，和接在中性线与接地端子或总爱护线之间，取其路径最短者；或接线形式 2：接在每一相线与中性线之间和接在中性线与总爱护端子或总爱护线之间， 取其路径最短者；13.2.4.2 电涌爱护器〔 SPD〕的挑选1. 电涌爱护器〔 SPD〕的电压爱护水平〔 UP〕电涌爱护器必需能承担预期通过它们的雷电流，并应符合以下两个附加要求：通过电涌时的最大钳压，有才能熄灭在雷电流通过后产生的工频续流；在建筑物进线处和其它防雷爱护区界面处的最大电涌电压， 即电涌爱护器的最大钳压加上其两端引线的感应电压应与所属系统的根本绝缘水平和设备答应的最大电涌电压和谐一致；为使最大电涌电压足够低，其两端的引线应做到最短；在不同界面上的各电涌爱护器仍应与其相应的能量承担才能相一样；假设用一套电涌爱护器〔 SPD〕达不到所要求的爱护电压水平常，应采纳附加的协作和谐的电涌爱护器〔 SPD〕，以确保达到要求的爱护水平；2. 挑选电涌爱护器〔 SPD〕连续运行电压〔 UC〕一、按图 13.2 － 1 接线的 TT 系统中， UC 不应小于 1.55U 0；二、按图 13.2 － 2 和图 13.2 －3 接线的 TN和 TT系统中， UC 不应小于 1.15U 0；二、按图 13.2 － 4 接线的 IT 系统中 UC不应小于 1.15U 〔U 为线间电压〕；注： U0 是低压系统相线对中性线的标称电压，在 220/380V 三相系统中， U0＝ 220V；图 13.2 － 1 TT 系统中电涌爱护器安装在剩余电流爱护器的负荷侧1－装置的电压； 2－配电盘； 3－总接地端或总接地连接带； 4－电涌爱护器〔 SPD〕；5－电涌爱护器的接地连接， 5a 或 5b； 6－需要爱护的设备； 7－剩余电流爱护器，应考虑通雷电流的才能； F－爱护电涌爱护器举荐的熔丝、断路器或剩余电流爱护器； RA －本装置的接地电阻； RB－供电系统的接地电阻图 13.2 － 2 TN 系统中的电涌爱护器1－装置的电压； 2－配电盘； 3－总接地端或总接地连接带； 4－电涌爱护器〔 SPD〕；5－电涌爱护器的接地连接， 5a 或 5b；6－需要爱护的设备； 7－ PE与 N线的连接带； F－爱护电涌爱护器举荐的熔丝、断路器或剩余电流爱护器； RA－本装置的接地电阻； RB－供电系统的接地电阻注：当采纳 TN－ C－ S或 TN－S 系统时， 在 N与 PE 线连接处电涌爱护器用三个， 在其以后 N与 PE 线分开处安装电涌爱护器时用四个，即在 N与 PE线间增加一个，类似于图 13.2 －1图 13.2 － 3 TT 系统中电涌爱护器安装在剩余电流爱护器的电源侧1－装置的电压； 2－配电盘； 3－总接地端或总接地连接带； 4－电涌爱护器〔 SPD〕； 4a－电涌爱护器或放电间隙； 5－电涌爱护器的接地连接， 5a 或 5b；6－需要爱护的设备； 7－剩余电流爱护器，可位于母 线的上方或下方； F－爱护电涌爱护器举荐的熔丝、断路器或剩余电流爱护器； RA－本装置的接地电阻； RB－供电系统的接地电阻注：当电源变压器高压侧碰外壳短路产生的过电压加于 4a 设备时不应动作； 在高压系统采纳低电阻接地和供电变压器外壳、 低压系统中性点合用同一接地装置以与切断短路的时间小于或等于 5s 时，该过电压可按 1200V 考虑；图 13.2 － 4 IT 系统中电涌爱护器安装在剩余电流爱护器的负荷侧1－装置的电压； 2－配电盘； 3－总接地端或总接地连接带； 4－电涌爱护器〔 SPD〕；5－电涌爱护器的接地连接， 5a 或 5b； 6－需要爱护的设备； 7－剩余电流爱护器； F－爱护电涌爱护器举荐的熔丝、断路器或剩余电流爱护器； RA－本装置的接地电阻； RB－供电系统的接地电阻3. 挑选电涌爱护器〔 SPD〕标称放电电流〔 I n〕和冲击电流〔 I imp 〕在 LPZ0A 或 LPZ0B 区与 LPZ1 区交界处，在从室外引来的线路上安装 SPD，应选用符合Ⅰ 级分类试验的产品；应通过 SPD的 10/350 μ s 雷电流幅值；当线路有屏蔽时，通过每个 SPD的雷电流可按上述确定的雷电流的 30％考虑； SPD宜靠近屏蔽线路末端安装； 以上述得出的雷电流作为 I peak来选用 SPD；当按上述要求选用配电线路上的 SPD时，其标称放电电流 I n 不宜小于 15kA； 安装的 SPD所得到的电压爱护水平加上其两端引线的感应电压以与反射波效应不足以保护距其远处的被爱护设备的情形下， 尚应在被爱护设备处装设 SPD，其标称放电电流 I n 不宜小于 8/20 μ s 3kA ；当被爱护设备沿线路距安装的 SPD不大于 10 m 时，假设该 SPD的电压爱护水平加上其两端引线的感应电压小于被爱护设备耐压水平的 80％，一般情形在被爱护设备处可不装SPD；假设第一级 SPD 的电压爱护水平加上其两端引线的感应电压爱护不了该配电盘内的设备，应在该盘内安装其次级 SPD，其标称放电电流不宜小于 8/20 μ s 5kA ；在考虑被爱护设备的耐压水平常宜按其值的 80％考虑；在一般情形下， 当路上多处安装 SPD且无精。