电涌保护器的检测

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1、电涌保护器的检测黄克俭2006年 6 月于武汉1、什么是电涌保护器2、电涌保护器的检测1.1 电涌保护器的定义1.2 电涌保护器的原理1.3 电涌保护器的分类1.4 电涌保护器的主要技术参数1.1 电涌保护器的定义是一种保护电器。英文： Surge protective device ，简写 :SPD 目的在于限制瞬态过电压和分走电涌电流的器件， 它至少含有一非线性 元件。电涌保护器的一些不同的叫法： 电压限制器、过电压保护器、电流放电器、避雷器、防雷器、浪涌保护器等。 是利用某些物质或元器件的电阻非线性特性， 来限制瞬态过电压和分走电涌电 流，以达到保护用电设备的目的。1.2 电涌保护器的原

2、理如图 1: 线性电阻与非线性电阻的伏安特性IV线性电阻的伏安特性常用的非线性元件限压型非线性电阻的伏安特性V开关型非线性电阻的伏安特性开关型：放电间隙、放电管限压型：压敏电阻（阀片 Sic、ZnO MOV、瞬态抑制二极管（TVS）、固体放电管。传输线分流型SPD的原理高通滤波（用于高频信号）备低通滤波（电源系统）1.3电涌保护器的分类按性质分类：开关型、限压型、组合型 按用途分类：电源、信号和天馈 按外型分类：模块式、箱式按接线端口分类：一端口、二端口按接线方式分类（低压电源）：“ 3+1 ”模式、“ 4+0”模式 图2 二端口（串联SPDLiLoT1MOVLi y為j- Li入 MOV1

3、KmOV2PEPE PEPETT系统中采用“ 4+0”保护模式接线方式被保护设备故障电流RbRaTT系统中采用“ 3+1 ”保护模式接线方式I、川类试验等级的电涌保护器I级分类实验：用标称放电电流In、1.2/50us冲击和最大冲击电流limp 做的试验；级分类实验：用标称放电电流In、1.2/50us冲击和最大冲击电流Imax做的试验；川级分类实验：用混合波（1.2/50us、8/20us ）做的试验。低压电源系统电涌保护器的分类（进口产品）分A、B、C、D四种等级：A级，用于低压架空线路浪涌避雷器。B级，防雷保护等电位连接用雷电流避雷器。C级，用于保护永久性装置的浪涌避雷器。D级，用在电源

4、插座上的浪涌避雷器。1.4 电涌保护器的主要技术参数（ 1）标称放电电流 In 和最大放电电流 Imax（2 ）最大持续交流工作电压 VC与启动电压（ 3）限制电压 Ur 和电压保护水平 VP（ 4 ）响应时间针对限压型SPD的参数：（5）漏电流针对开关型SPD的参数：（6）冲击电流limp（ 7） 续流针对信号SPD的参数：（8）插入损耗和传输速率（ 1）标称放电电流 ln 和最大放电电流 lmax是指明SPD的耐电涌能力的一个参数。流过 SPD具有8/20us波形的电流峰 值。一般情况 lmax=2ln 。也称为通流容量。注意： 1、标称和最大的区别。2 、通流容量与其使用寿命的关系，在同

5、数量级雷电流冲击的情 况下，通流容量越大，其寿命越长。女口 20KA和10KA的电源 SPD在冲击电流为 20KA时，10KA可放电1-2 次。20KA可放电10次（2 ）最大持续交流工作电压 VC与启动电压最大持续交流工作电压是指可以连续施加于SPD上的最大交流有效值电压。启动电压就是 SPD的动作电压，对于 MOV来说，就是压敏电压，即在 1mA 电流时MOVt所加载的电压。两者之间有一个近似的换算关系。V 启=1.1 X 2VC其中， V 启 启动电压VC- 最大持续交流工作电压启动电压与最大持续交流工作电压是电源SPD的主要参数。每一种SPD一般只标称一种。启动电压多用于国产spd而最

6、大持续交流工作电压多用于进口 SPD。几组常用的启动电压（vlmA）和与之对应的最大持续交流工作电压VC对应值启动电压 (v1mA)最大持续交流工作电压 VC430V 275V470V 300V510V 320V560V 365V620V 385V680V 420V910V 550V（ 3）限制电压 Ur 和电压保护水平 VP限制电压Ur:是指雷电流通过 SPD时,SPD两端最咼瞬时电压，是衡量防雷效果好坏的重要标志，对于 MOV来说，是SPD的残压电压保护水平 VP:表征SPD限制接线端子间电压的性能参数，该值应大于限制电压的最高值，一般指标称放电电流下的限制电压。限制电压的大小，不仅与SP

7、D的启动电压、MOV器件残压比等参数有关， 还与冲击电流的大小有关，在标称限制电压参数时应注明冲击电流的大小， 冲击电流一般量级为 1KA 1.5KA、3KA等，公安部GA-173标准采用的是3KA 冲击电流来制定限制电压标准。而国标GB-11032采用的是1.5KA冲击电流来制定限制电压的标准。因此，在参看限制电压参数时，一定要注意其冲击电流的有无和大小，只有在标有冲击电流的大小情况下的限制电压才有意 义。GB-110321.5KA1300V（20KA 容量）GA-1733KA1500V 2 级1000V 3 级 500V 4 级限制电压与启动电压、冲击电流的关系F面是一种SPD启动电压，冲

8、击电流和限制电压的关系表冲击雷电流IS启动电压510V的MOV启动电压560的MOV1KA0.9KV1.0KV3KA1.0KV1.2KV10KA1.3KV1.5KV15KA1.5KV1.7KV(4 )响应时间响应时间是指SPD两端加上的电压大于等于启动电压时，SPD需经过一段时间后才能完全导通，这段时间叫做响应时间。SPD的响应时间与选用的保护元件性质及引线、接线端子等产生的分布参数有关。对于防雷效果来说，响应时间越短，限制电压越低，SPD的品质越高。以下是几种常见保护元件的响应时间。保护元件响应时间气体放电管 、放电间隙100ns压敏电阻v 50 nsTVS 二极管v 1 ns固体放电管v

9、1 ns针对限压型SPD的参数：（5）漏电流漏电流是指在无电冲击的情况下，接在电源回路中的 SPD两端流过的电流。但，通常用防雷元件测试仪所测试的漏电流是指施加75%的标称启动电压Un时流过SPD的电流。要注意这两种漏电流的区分。各种规范（GA173里漏电流的定义都是指按施加75%的启动电压时的漏电流。漏电流的大小以及变化量是判断SPD是否劣化的一个重要指标。 公安部GA173对避雷器的漏电流大小有如下规定：并联型电源避雷器 20uA串联型电源避雷器 0.1mA直流电源避雷器 80uA变化量的规定是指电源避雷器在进行两次时间间隔为5 分钟的通流容量测试并在室温下恢复 2 小时后，其漏流变化率不

10、得大于200%。针对开关型SPD的参数：（6）冲击电流limp 它由电流峰值Ipeak和电荷量Q确定，用于一级试验。 采用10/350卩s的波形测SPD的通流能力。一般开关型SPD冲击电流limp标称：limp （10/350 卩 s）: Ipeak/Q - 50kA/25AS针对开关型SPD的参数：（7）续流 当冲击放电电流后，由电源系统流入SPD的工频电流称为续流。（续流值应在几千安培，持续时间应小于或等于工频周波的半周） 。针对信号SPD的参数：（8）插入损耗和传输速率插入损耗：由于在传输系统中插入一个 SPD所引起的损耗。给定频率时， 在被测通道SPD接入线路前后在 SPD插入点处测得

11、的功率之比， 通常以分贝（dB）来表示。 传输速率：是指在满足一定插入损耗要求的情况下，信号可通过SPD的最高速率。 （ GA-173 规定插入损耗要小于 0.5dB ）这两个参数是互相关联 参数标注时，一般是合在一起标注。女口：传输速率 30MHZ插损0.5dB，或插损（30MHZ 0.5dB。如果只标注传输速率：则是在 0.5dB 插损下的传输速率 。 分离装置（脱扣装置）当SPD损坏时，使其与配电系统断开的一种装置。如熔丝、空开等。2、电涌保护器的检测2.1 有关电涌保护器的一些标准介绍2.2 电涌保护器的检查2.3 电涌保护器的测试2.1 有关电涌保护器的一些标准介绍 国际标准 :IE

12、C61312-3 （TC81 防雷 ）雷电电磁脉冲的防护 第三部分 : 浪涌保护器的要求IEC61643-1:1998 （TC37 避雷器 ） 低压配电系统的电涌保护器 第一部分 : 性能要求和实验方法IEC61643-2: 低压配电系统的电涌保护器 第二部分 : 选择与使用原则IEC60364-5-534 （TC64电气装置及防雷冲击保护 ）建筑物电气装置，第 5 部分：电气设备的选择和安装-隔离、开关和控制设备，第 534 节：过电压保护设备国家标准 :GB18802-1-2002 低压配电系统的电涌保护器 第 1 部分: 性能要求和 实验方法GB18802-12-2002 低压配电系统的

13、电涌保护器 第 12 部分: 选择与使用 原则GB50057-94（2000 年版 ） 建筑物防雷设计规范GB50343-2002 建筑物电子信息系统防雷设计规范GB11032-89（2002） 交流无间隙金属氧化物避雷器 行业标准 :GA173-2002 计算机信息系统保安器YD/T1235-2.2002 通讯局 （站） 低压配电系统用电涌保护器测试方法1. QX10-2002 电涌保护器 第一部分 : 性能要求和试验方法SJ/T10348 10349-93 电子元器件详细规范 浪涌型抑制型压敏电阻器MYG2MYGS过压保护用氧化锌压敏电阻器评定水平ESJ/T11280-2002 电子元器件

14、详细规范 MYS4、MYS5 MYS6 MYS8防雷 指示型过电压保护器评定水平 E2.2 电涌保护器的检查2.2.1 为什么要检查2.2.2 检查的依据2.2.3 电涌保护器的检查内容2.2.1 为什么要检查在现实中存在如下一些问题 :1 、没有按有关防雷标准安装 SPD2 、安装不当（包括接线方式、接线线径要求、配合要求等）3、SPD已损坏2.2.2 检查的依据依据一些有关SPD选择与安装设计要求的规范标准。依据的规范标准有 :GB50057-94（2000 年版 ） 建筑物防雷设计规范GB50343-2002 建筑物电子信息系统防雷设计规范 结合一些行业或国家标准女口 GB50156-2002汽车加油加气站设计与施工规范YD5068-98移动通信基站防雷与接地设计规范2.2.3 电涌保护器的检查内容1 、有无电涌保护器2、电涌保护器的安装是否正确1 、有无电涌保护器 检查在入户的电力线和信号线上是否安装电涌保护器（SPD）主要依据的标准有：GB50343-2002 建筑物电子信息系统防雷设计规范 结合一些行业标准女口 GB50156-2002汽车加油加气站设计与施工规范YD5068-98 移动通信基站防雷与接地设计规范2、电涌保护器的安装是否正确SPD外围情况