SPD后备保护用新型断路系统的设计.pdf

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1、现代建筑电气、IlS、I“^I、rlaI、‘·．n5l!l1lESPD后备保护用新型断路系统的设计李阳斌，杨伟民，潘叶镜(清远市防雷设施检测所，广东清远511510)摘要：基于电流．时间积分电路，设计了一种用于电涌保护器后备保护的断路系统，通过检测流经电涌保护器的电流值，对电流和电流通过的时间进行积分，来判定电涌保护器的运行状态，并在电涌保护器失效时及时形成断路，以提高低压配电线路及系统的安全性。李阳斌(1981一)。男．工程师。从事雷电防关键词：电涌保护器；过载保护；断路保护；积分电路护技术研究。中图分类号：

2、TL’856文献标志码：^文章编号：l674—84l7(20l5)05-0033．02备保护断路器。0引言1数学模型GB／T21431—2008《建筑物防雷装置检测技术规范》第5．8．1．3．5条规定：安装在电路上的电流一时间积分的电源SPD断路保护电路如电涌保护器(SurgeProtectiveDevice，SPD)，其前图1所示。端应有后备保护装置过电流保护器，如使用熔断器，其值应与主电路上的熔断电流值相配合，即应当根据SPD产品手册中推荐的过电流保护器的最大额定值选择。目前使用的过电流保护器一般为万能式断

3、路器和熔断器，其同时存在两方面缺点：①在大电流冲击下，万能式断路器会在SPD响应后跳闸，SPD不能持续工作；②当SPD图I电流-时]积分的电源sI’I】断路保护电路损坏后，通过的持续电流小于万能式断路器和熔令，【I为SPD的失效电流，为SPD可允许断器动作保护电流时，断路器没有起到断路保护持续失效时间，，n为SPD运行最大许可剩余电的作用。这些部使SPD的保护功能存在缺陷，突流，，=厂(，)为SPD失效逻辑电流，为SPD失出问题是没有主动检测SPD的运行状态，并进行效逻辑时间，Aspd=IT为SPD动作判别式。

4、当有效判断。Aspd≥1时，启动断路器。本文基于剩余电流开关的动作驱动电路的(1)电源SPD在正常使用时，流经电源SPD思想，设计_『具有检测和判定功能的电流采样和的电流为微安级。启动电路采样电流未达到启计时断路保护系统，形成主动检测的电源SPD后动电流值，，<，。，，，=(，I)：0，Aspd=0，则断杨伟民(1964一)．男，工程师，从事低压电器防雷方面的研究。潘叶镜(1965一)，男，工程师，从事雷电防护方面的研究。基金项目：广东省气象局气象科研项项目(2012B35)；广东省清远市气象局科研项目(201

5、301)·33··防雷技术·路系统不工作。(2)当启动电路检测到流经电源SPD的电流，>，。，，=I厂(，)=1。且持续时间大于设定时间时，启动断路系统。(3)基于电流一时间积分电路的断路器作为电源SPD的后备保护装置的工作过程是：雷电波为微秒级的高压冲击波，只要大于雷电波的冲击时间，则断路器在雷电电流冲击下不动作，图3时间积分电路但当流经电源SPD的电流大于，n、持续时间大于②若动作信号持续时间少于时间积分电路设定710时，电源SPD有损坏的可能，断路器自动启的时间，则SPD保护断路器不动作；③若动作信动。如

6、设定电流为10mA，持续时问为200ms，则号持续时间不小于设定时间，则断路器启动，从电源SPD所吸收的热量极小，不会对SPD造成损而保护SPD和电源线路。害。3结语2设计要求研究了具有检测和判定功能的SPD断路保为适应SPD的不同失效模式，基于电流。时护系统，通过测量流经电源SPD的持续电流和持间积分电路的电源SPD断路系统应实现以下续时间，主动启动断路器，在电源SPD受损坏前功能：隔离供电线路，有效保护电源线路，确保电源(1)可判别线路中出现的是浪涌电流还是SPD正常运行，对防御和减轻雷电灾害损失具有工频电

7、流。重要意义。(2)可承受浪涌电流的冲击。(3)工频电流流经SPD时，积分其能量，当达到额定值时，启动断路系统。电流比较电路如图2所示。测量流经SPD的电流，并把电流信号转换为SPD保护断路器需[1]GB／T21431-2008建筑物防雷装置检测技术规要的动作信号。通过采样流经SPD的电流值，并范[s]．输入到电流比较器，判别／SPD是否达到设定值。[2]徐四元，张荣焱。张琪，等．低压断路器选型若干问题的讨论(J]．电气应用，2009(7)：25-26．[3]叶青．电涌保护器及其应用[J]．电气安装技术，200

8、6(3)：41-43．[4]GB18802．1—20ll低压配电系统的电涌保护器(SPD)性能要求和试验方法[S]．[5]姜中民。刘磊，宫翠凤．关于电源SPD后备保护装置安装问题的分析[J]．现代建筑电气，2011(5)：图2电流比较电路59_61．【6]李庆君，秦兆军，李艳娜．电涌保护器与其断路保护时间积分电路如图3所示。设定SPD保护装置的能量配合[J]．内蒙古气象，2010【2)