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智能型浪涌保护器专用后备保护器分析

发表日期:02月07 2022 文章编辑:原创 浏览次数:466次

浪涌保护器需要配备专用后备保护装置,共同确保线路及设备的防雷安全。而智能型浪涌保护器专用后备保护器与被保护对象的运行特性匹配具有通信功能,可与既有的低压配电管理网络连接,可使断路器、SPD 受监管平台监控,进一步提高运行可靠性,且能减轻运维人员现场巡视的工作量。钧和电子今天为您分享该产品应用的必要性及结构。


钧和电子分享智能型浪涌保护器专用后备保护器分析

一是,SPD 故障类型

SPD 主要故障现象是异常发热,原因是电网故障,出现超过其最高持续运行电压UC的暂态工频过电压,泄漏电流产生的热效应SPD老化( 劣化) ,非线性拐点( 导通电压) 降低,同样使泄漏电流增加,产生热效应。异常发热加速其老化( 劣化) ,二者互为因果。

因雷电强度超预期,泄放电流大于其额定值( Iimp 、Iimx ) ,SPD被击穿或炸裂,导致电网短路。SPD 在老化( 劣化) 阶段运行,待机功耗增加,长期运行的能耗不容忽略,不符合节能减排的大趋势。

由于上述原因,或 MOV 本身的工艺技术质量缺陷,导致 SPD 内部引线脱落、电阻体断裂等故障,造成保护失效的隐形虚假运行,也需引起关注。

二是,SPD后备保护装置现状

NB /T 42150《低压电涌保护器专用保护装置》规定专用保护装置性能。专用保护器主要由一个具有非线性的放电间隙( T) 和一个脱扣线圈( L) 并联的断路器组成,其有如下二种运行状态。

1.当低压配电系统遭雷击,发生脉冲过电压时,放电间隙击穿导通,经SPD 释放雷电流,以限制过电压。而脱扣线圈对脉冲电流呈高阻抗,避免脱扣断路器分闸。但此状态下低压系统的过电压限制值是放电间隙的残压和 SPD 的残压叠加,降低钳制电压的性能,也增加被保护的电子设备击穿损害的风险。

2.当低压配电系统电压正常,放电间隙截止呈高阻抗。SPD 劣化时,工频故障电流经脱扣线圈形成回路,达到设定动作值(0.515 A) 时,驱动断路器分闸,切断故障电流。或当电网电压波动,出现工频暂态过电压,导致 SPD 产生故障电流时,也由脱扣线圈驱动断路器分闸。

这类 SPD 后备保护装置,过电流保护的( 最小) 动作值为0.5A,SPD 的待机功耗达110 W。同时也没有对 SPD 退出运行的故障( 开路状态)采取监控措施。

三是,智能型 SPD 专用保护器的结构

智能型SPD专用保护器是一个特殊结构的单极断路器与控制器的组合。每个单极对应一个SPD,在三相电路中,3个单极断路器与控制器组合,分别检测、控制、保护3 SPD。

1.专用断路器的结构

断路器的外壳及形式、操作机构、触头系统及灭弧系统与 100 A 的小型断路器( MCB) 基本相似。断路器内部的主电路直通导体用于SPD与低压配电系统,是泄放雷电流的导电途径,没有线圈结构不会对雷击冲击电流产生高频阻抗,不会产生残压,也不会对 SPD 的运行性能产生不利影响。拍合式瞬动电磁脱扣器在SPD 发生电击穿短路时,驱动断路器脱扣机构动作,切断短路故障电流。

电流检测线圈( 环型电流互感器) 与控制器连接,用于检测 SPD 运行中的泄漏电流。脱扣线圈是由控制器驱动。

2.智能型控制器的结构

控制器的核心部件是 N76E003AT20 型中央处理器( CPU)其由辅助电源模块供电,电流信号经放大器输入 CPU。当信号强度达到设定的阈值时,通过脱扣线圈,驱动断路器分闸,并驱动指示灯、蜂鸣器发出声光报警或预警。另有一个温度传感器( 热敏电阻) 接口,如果需要,可连接SPD 外壳上的温度传感器。

控制器内置的通信模块经 RS-485 接口,可与低压配电系统的管理网络连接,将电流、温度信息及预警、报警信号传送至上位机,使运维人员、管理人员直观了解SPD运行的全周期,使SPD 运行的管理方式与低压配电自动化管理系统配套一致。

SPD 专用保护装置实现保护特性与被保护对象的运行特性匹配具有通信功能,可与既有的低压配电管理网络连接,可使断路器、SPD 受监管平台监控,进一步提高运行可靠性,且能减轻运维人员现场巡视的工作量。

 

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