建筑物电气系统防雷设计

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1、建筑物电气系统防雷设计,德国OBO 最新防雷技术交流会,欧洲大型防雷器生产厂 100年的制造历史 防雷产品超过1000种 拥有国家级实验中心 产品依据VDE标准 获ISO9001品质认证 在中国设有八个中心,德国OBO Bettermann公司简介,检测中心 - BET,独立的测试研究机构 成立于 1995年 拥有人： Ulrich L. Bettermann 常务董事： Ing. (grad) E. G. Jordan 科学顾问: Prof. Dr.- Ing. J. Meppelink 实验室/测试站：Dipl. Ing. M. Benzin 地址： BET Blitzschutz & E

2、MV Technologiezentrum58710 Menden, Germany 网址： www.bet-menden.de E-mail: infobet-menden.de,BET 雷电防护 & EMV 技术中心,OBO中国用户服务方式,OBO地区分销商,OBO中国培训中心（广州）,OBO中国培训中心（深圳）,中国用户,OBO中国培训中心（南京）,OBO中国培训中心（北京）,OBO中国培训中心（长沙） 武汉沈阳上海成都,OBO中国服务机构及性质,培训中心 1.用户售前技术咨询 2.顾问工程师设计方案 3.分销商与技术人员培训 4.产品宣传与技术支援,地区分销商: 1.提供优质售前、售后

3、服务 2.提供优良的工程服务 3.五年免费品质保证更换维护 4.产品退货更换服务,Chapter 1.0,电子系统的雷电保护体系,国际 / 德国 / 中国国家防雷标准（建筑物防雷）,IEC 61024-1 DIN V VDE 0185 Part 1 to 4 GB 50057-94 （2000年版）,外部防雷保护,内部防雷保护,防雷保护系统 (LPS),接闪器,引下线,接地体,房间屏蔽,安全距离,防雷等电位 连接,GB 50057-2000标准对建筑物防雷设计的要求,GB 50057-2000的第六章 6.1.4中要求，在工程的设计阶段不知道信息系统的规模和具体位置的情况下，若预计将来会有信息

4、系统，应在设计建筑物时，考虑等电位连接保护。,等电位连接保护,带电金属体（如电力线等）采用 防雷器与接地系统进行等电位连接,非带电金属体（如金属水管等）采用 金属导线与接地系统进行等电位连接,雷电保护的总等电位连接系统,把电源线和数据线连接进防雷等电位连接系统,防雷保护分区概念,区= 雷电保护分区,Chapter 2.0,电源防雷器的应用介绍,电源防雷器的分类：火花间隙技术,两电极之间的距离大小决定了该火花间隙的工作电压。 火花间隙型防雷器是由两片或更多的电极片串联在一起组成的。 电极是由不燃性材料（例如石墨）构成。 如果火花间隙点火，空气被击穿，两电极之间的电压由击穿电压迅速下降，直到阳极-

5、阴极之间维持很小的 电压。,BET 测试,用50 KA的雷电冲击电流Iimp作测试 (10/350),电源防雷器的分类：压敏电阻技术,中间相,电极,环氧树脂,烧结的氧化锌颗粒，添 加了其它的金属氧化物,氧化锌颗粒,微变阻器,= 10 m,镀锡铜质电极,1) 资料来源：Siemens Publication “Metallic oxide varistor SIOV”,压敏电阻是阻值随着电压的改变而改变的电阻，具有很高的U/I非线性特性。压敏电阻的阻值可以改变是因为在该电阻内部存在大量串联和并联的微变阻器。 在过电压的影响下，内部的微变阻器将会逐渐老化。,直击雷波形与感应雷波形的区别,直击雷电流

6、脉冲波形, 10/350 s 感应浪涌电流波形, 8/20 s,电源防雷器的参数：Uc,电源防雷器的参数:Ures或Up,对不同设备的脉冲耐受电压的要求 (根据 IEC 60364-4-443/1995),B,C,D,1,2,3,4,6,kV,设备必须的脉冲耐受电压和OBO防雷器提供的保护水平之间的比较（ 230/400V交流电）。,电源线引入 处的设备,作为固定装置的 一个组成部分的设备,连接于固定 装置上的设备,要求提供特殊 保护的设备,安装在 主配电柜,安装在 分配电柜,安装于 终端设备前端,过电压 类别 IV,过电压 类别 III,过电压 类别 II,过电压 类别 I,建筑物电子信息系

7、统雷电防护等级的选择表,电源防雷器的参数:In或Imax,电源线路浪涌保护器标称放电电流参数值,电源防雷器的参数:In或Imax,UL = -L x,防雷器之间的配合： B类和C类防雷器之间的相互作用,两级防雷器之间能量配合的基本模式，例如： MC 50-B VDE 和 V 20-C （等级分别为 B 和 C）。,部分雷电流进入到接地系统：,因为C级防雷器响应快，它首先导通。,C级防雷器可能因为有较大的雷电流 流过而损坏。,当包含线路上的电感时,1米导线长度的电感大约是 1 H，所以有5米的线长就足够了。,UL + UC = UB,UB,UC,电源防雷器保护模式的选择： TN-C-S 制式,供

8、电线路在进入建筑物主配电柜之前，零线和保护地线是共用一条PEN线。在建筑物内，PEN线被分成 N线和PE线。 应用范围：主要应用于人员密度大的场所以及新建设施。,主等电位连接排,主配电屏,导线长度,导线长度,分路配电屏,用户设备端,局部等电位连接排,电源防雷器保护模式的选择： TN-S 制式,电气设备的机壳通过保护地线接地，该保护地线是由户外（如变压器接地端）单独引来。 在这种情况下，雷电放电要通过5条线。 应用范围： 主要用在按照电磁兼容EMC概念设计的工业设施。,主等电位连接排,主配电屏,导线长度,导线长度,分路配电屏,用户设备端,局部等电位连接排,电源防雷器保护模式的选择： TT 制式,

9、电气设备的机壳与建筑物的地连接，建筑物地与变压器地（N线）是分开的，互相没有连接。 应用范围： 主要用在农村，离城镇较远的地方。,主等电位连接排,主配电屏,导线长度,导线长度,分路配电屏,用户设备端,局部等电位连接排,当防雷模块出现问题（例如内部短路），而建筑物接地电阻很高时，在建筑物的接地排上就会产生一个很高的接触电压。特别是在TT制式中，建筑物接地电阻值可能很高。当然，仅当防雷器安装于剩余电流断路器的前边时，这种情况才可能发生。 解决这个问题用以下的方式，即在电源相线与中线之间使用电源防雷模块，而在中性线与地线之间连接放电间隙。,1) 防雷器的类别,防雷器有绝缘问题,z.B. 1A,1A,

10、RA x Ifault = Uon 保护接地,电源防雷器选择3+1保护模式的原因,电源防雷单元起火的原因分析,1、反应时间是怎么得来的？ 2、影响防雷器寿命的因素？ 3、开关型防雷器续流遮断能力 的重要性。 4、为什么防雷器前端需要串联 安装空气开关？ 。,有关电源防雷器的其他常用问题,Chapter 3.0,电源防雷器的选型,电源防雷器快速选型,1、基础环境条件，选择： a、建筑物类型 工业建筑、商业大楼、孤立（大于20m）的大楼 第一级防雷器选择MC50/3+1，MCD50/3+1,民用建筑、非孤立（小于20m高）楼宇 第一级防雷器选择V25/3+1,b、 对于工业建筑、商业大楼等大楼 第

11、二级防雷器选择V20/3+1（三相） 或V20/1+1（单相）,电源防雷器快速选型,2、防雷器安装位置的设计 依据分区防雷的原理，防雷器属等电位连接器件，需要 在两个分区之间的交界出安装防雷器。 在实际的设计中，一般的： 在大楼的主配电屏位置设计第一级防雷器 在大楼的楼层配电屏位置设计第二级防雷器 在房间的配电箱对应供给插座的断路器位置安装第三级防雷器,电源防雷器快速选型,信息系统大楼-安装有外部雷电保护系统,建筑物内安装防雷器的例子,1) 防雷器的等级 根据DIN VDE 0675 Part 6.,电源防雷器 B 级,防雷器等级 ：B级-根据 VDE 0675, part 6 防雷器等级 ：

12、1级 -根据 IEC 61643-1 工作原理 ： 火花间隙 / 多层石墨电极堆叠技术 峰值电流 Iimp ： 50 kA(10/350) 每相 放电电流 Imax ：120 kA(8/20) 每相 保护水平 Up ： 2 kV 串联熔丝 ： 不需要串联熔丝（当电网中已经安装 有500 A的熔丝时） 获得的认证标志 ： VDE, VE, KEMA, EZU, MEEI,雷电控制器 MC 50-B VDE,技术参数,应用的优越性 / 密封的防雷器 MC 系列防雷器,使用 OBO 防雷器 MC 50-B VDE 和 MC 125-B/NPE 在安装中的优势,无需设置专门的箱体!,与其它电气设备之间

13、无需采取隔离措施,3+1 结构TN-S-, TT-, IT- 制式,采用隧道式连接 16 mm 铜线,通过了脉冲电流测试且容易安装!,MC 系列防雷器在安装中的优越性,怎么中间两个模块没有连接线?,新一代能量自调整B级防雷器 MCD,改进后的保护水平 1.3 kV,优势：对配电柜生产厂家来说，不再需要安装退耦器 LC 63 。,2,5 kV,2,0 kV,两级防雷器现在可以安装在一起了B级防雷器 MCD / C级防雷器 V20-C 这对移动通信基站以及配电控制柜的防雷配套非常重要！,能量自调整B级防雷器 MCD 和 C级防雷器 V20-C,直接并联的安装方式B级防雷器 MCD / C级防雷器

14、V20-C,不需要退耦器，不需要 C25-B+C/NPE 模块！,安装指导 / 防雷器之间的配合 当使用新型B级防雷器(能量自调整)时：,新型能量自调整防雷器MCD的主要应用领域： 在独立空间内的紧凑浪涌保护设计，以及需把B级和C级 防雷器安装在一个配电屏内的场合。 例如： 移动通信基站,具有很低( 1.3 kV)的保护水平，所以在B与C级防雷器之间不用加装退耦器，也不需要保持一定的线长。 具有按照EMC概念设计的紧密结构，节省 45%的空间。 内部多层石墨电极堆叠技术。防雷器中没有敏感的电子元件。 C级防雷器无需再加额外的NPE模块。,能量自调整模式-使用 MCD 与 V 20-C,技术参数

15、,B级防雷器,应用场合,应用领域: 在独立空间内的紧凑浪涌保护设计，以及需把B级和C级防雷器安装在一个配电屏内的场合。 例如：空间狭小的移动通信基站。,型号: MCD 50-B 防雷器等级 : B级 或 I级 工作原理 : 火花间隙 最大峰值电流 : 50 kA (10/350) 保护水平 : 1.3 kV 串联熔丝: 不需要串联熔丝（当电网中已经安装 有500 A的熔丝时）,OBO 能量自调整B级防雷器,MC系列防雷器,雷电控制器 MC,MC 50-B VDE,MC 125-B/NPE,测试是依据：,E DIN VDE 0675Teil 6 + A1 + A2,IEC 61643-1 +37 A/95/CDV,V25-B+C 级防雷器,技术参数,应用领域,有外部雷电保护系统的建筑