GE 电涌保护气

1、电涌保护器电涌保护器Transient Voltage Surge Suppressor GE 工业系统工业系统Tranquell 陆国平陆国平2003年年3月月4日日电涌保护器概述电涌保护器概述电涌波形电涌波形8/20us10/350us感应雷波形感应雷波形8/208/20usus直击雷波形直击雷波形10/35010/350usus其它原因引起的过电压其它原因引起的过电压: : 电网的操作,工厂大功率设备的启动,电焊机的瞬间拉弧, 开关电源等等.电涌保护器的防护等级电涌保护器的防护等级防护等级防护等级 高高( (进线端进线端) )中中( (配电箱配电箱) )低低( (设备端设备端) )-国际

2、标准国际标准 IEC 61643-1 Classe I Classe IIClasse III -美国标准美国标准 UL 1449 Classe CClasse BClasse A GE, MCG, Joslyn-德国标准德国标准 VDE 0675 Classe BClasse CClasse D OBO, DEHN, SIMENS, Phoenix Contact-英国标准英国标准 BS 6651 Classe CClasse BClasse A Furse电涌保护器概述电涌保护器概述主要电涌抑制技术的特性比较设备类型V-I特性泄漏电流续流残压火花电容响应时间理想设备理想设备0 或低无低无低

3、或高快金属氧化物金属氧化物 (MOV)限压型限压型低无低或中无中- 高快火花间隙火花间隙开关型开关型0有点火电压高有低慢电涌保护器概述电涌保护器概述电电涌涌保保护护器器的的主主要要电电气气参参数数-最大通流容量Imax (Maximum Surge Current) 或 最大放电电流(Maximum Discharge Current)电涌保护器应至少经受一次最大放电电流而不损坏. 每模式模式/每线每线(per mode), 但有些厂家以每相每相(per phase) - 几个模式的总合表示, 如 L-G和L-N的总合-残压(Suppressed Voltage Rating/Residual

4、 Voltage/Protection Level)残压取决于雷电流的大小和波形残压取决于雷电流的大小和波形不同的测试标准的残压是不一样的不同的测试标准的残压是不一样的, ,取决于测试波形取决于测试波形. .-标称放电电流In (Nominal Discharge Current) 电涌保护器至少能经受住标称放电电流的规定冲击次数而不损坏-使用寿命 - 能经受住电涌冲击的最少次数 (Minimum Repetitive Surge Current Capacity)不同的标准有不同的测试方法不同的标准有不同的测试方法, ,取决于测试的波形取决于测试的波形. .使用寿命使用寿命 使用年数使用年数

5、-保护模式: L-G, L-N, N-G, L-L-最大持续工作电压Uc (Maximum Continuous Operating Voltage)电涌保护器概述电涌保护器概述GE Tranquell 电涌保护器电涌保护器Tranquell 系列系列THE100-200kATME65-100kATLE25-50kA()低低电电涌涌强强度度高高高高性能性能/规格规格金属氧化物变阻器金属氧化物变阻器电涌级熔丝电涌级熔丝滤波器滤波器监视设备监视设备GE Tranquell 电涌保护器组件电涌保护器组件 GE Tranquell 电涌保护器组件电涌保护器组件 在正常情况下,电涌保护器并联在供电线路上

6、,电涌经过熔丝和MOV后直接被导入大地.如果电涌超过其最大的通流容量,MOV就会牺牲自己,把电涌导入大地,此时的报警设备就会发出各种报警信号.典型的电涌保护器组件 (一)金属氧化物金属氧化物(MOV)GE Tranquell 电涌保护器组件电涌保护器组件 电涌级熔丝是用于防止金属氧化物变阻器失效而引起的过电流. 在过电流时熔丝自行熔断而开路, 同时引起报警装置发出各种信号.典型的电涌保护器组件 (二)电涌级熔丝电涌级熔丝监视设备包括以下几种组件, 提供电涌保护器的状态指示:- 状态指示灯- 声音报警- 电涌计数器- 远方报警触点(Form C)- 测试按扭典型的电涌保护器组件 (三)监视设备监

7、视设备GE Tranquell 电涌保护器组件电涌保护器组件 典型的电涌保护器组件 (四) 杂波过滤器杂波过滤器杂波过滤器提供高频杂波过滤功能,该功能可以过滤掉尖波,延长用电设备的使用寿命UL1283, EMI/RFI 滤波器滤波器 (NEMA LS 1-1992/MIL 220A) 100KHz, 1MHz, 10MHz and 100MHz 最大最大 44dbGE Tranquell 电涌保护器组件电涌保护器组件注意: -只要在规范中列有UL1283, 则必须提供杂波过滤功能.-电涌保护器内的滤波器可以消除一些杂波, 但如果对杂波的过滤要求特别高, 建议使用专用的杂波过滤器.使用寿命使用寿

8、命使用寿命使用寿命 = = 能经受电涌反复冲击的次数能经受电涌反复冲击的次数. . GE Tranquell 电涌保护器的使用寿命的测试是依照ANSI/IEEE C62.41-1991 和和 ANSI/IEEE C62.45-1992 Category C3, 对电涌保护器施加以下混合波: 开路电压20kV (1.2x50us), 短路电流10kA (8x20us) 电涌冲击波, 每次冲击间隔为一分钟, 直到电涌保护器损坏或其保护特性下降了10%. GE Tranquell 电涌保护器电涌保护器GE Tranquell HE 电涌保护器电涌保护器-适用于雷击非常频繁场合适用于雷击非常频繁场合-

9、每模式每模式/ /每线的最高通流容量为每线的最高通流容量为100kA, 150kA, 200kANEMA1 或或 NEMA4X 防雷箱防雷箱A 系列电涌保护器系列电涌保护器集成一体的隔离开关及外置熔丝集成一体的隔离开关及外置熔丝型号: THE220YxxxAS型号: THE220YxxxPP 或THE220YxxxME型号: THE220YxxxWMN1 或THE220YxxxWMN4GE Tranquell HE 电涌保护器电涌保护器 声音报警声音报警, , 带试验按钮带试验按钮 电涌计数器电涌计数器, , 电涌感应灵敏度可调节电涌感应灵敏度可调节 状态状态/ /报警指示灯报警指示灯 远方报

10、警遥信触点远方报警遥信触点 热熔保护技术热熔保护技术( (专利专利) )与电涌级的熔丝与电涌级的熔丝 7 7 模式保护模式保护(L-G, L-N, N-G) NEMA 12 或或 NEMA 4X 防雷箱防雷箱( (可选可选) ) 集成一体的电涌级隔离开关集成一体的电涌级隔离开关( (可选可选) ) 5 5 年保修年保修 GE Tranquell HE 电涌保护器电涌保护器 符合符合UL1449, UL1449, 第二版和第二版和cULcUL UL1283, EMI/RFI UL1283, EMI/RFI 滤波器滤波器 ( (NEMA LS 1-1992/MIL NEMA LS 1-1992/M

11、IL 220A)220A) 100KHz, 1MHz, 10MHz and 100MHz 最大 44db 包括熔丝在内均经过真正的第三方电涌冲击测试包括熔丝在内均经过真正的第三方电涌冲击测试 每模式或每线的最高通流容量为每模式或每线的最高通流容量为100100kA, 150kAkA, 150kA 和和200200kAkA 相当于每相200kA, 300kA和400kA的通流容量(8/20s) UL目击测试目击测试 最高达最高达200k AIC 根据根据ANSI/IEEE C62.41 Category C3ANSI/IEEE C62.41 Category C3标准测试标准测试, , 能经能经

12、受受 20,00020,000 个电涌冲击个电涌冲击. .冲击雷电流波形为20kV , 1.2x50s(开路电压) / 10kA , 8x20 s (短路电流) GE Tranquell HE 电涌保护器电涌保护器电压保护水平电压保护水平UL-1449, 2nd Edition 电压抑制水平和其它钳制电压电压抑制水平和其它钳制电压( (以下包括以下包括6” 6” 导线上的电压导线上的电压)UL-1449 SVR6kV / 500ACat. B3 Ringwave100kHz Cat. B3/C1Combination 6kV / 3kA Cat. C3Combination 20kV / 10

13、kA 型号L-NN-GL-GL-NN-GL-GL-NN-GL-GL-NN-GL-GTHE220YxxxPP800800800100014001100950950900105010501150THE220YxxxME800800800100014001100950950900105010501150THE220YxxxAS800800800100014001100950950900105010501150THE220YxxxWMN1 THE220YxxxWMN4800800800100014001100950950900105010501150GE Tranquell ME 电涌保护器电涌保护器

14、型号: TME220YxxxWMN1 或型号: TME220YxxxWMN4型号: TME220YxxxPP 或 型号: TME220YxxxME型号: TME220YxxxASA 系列电涌保护器系列电涌保护器集成一体的隔离开关集成一体的隔离开关NEMA1或或NEMA4X防雷箱防雷箱-适用于雷击非常频繁场合适用于雷击非常频繁场合-每模式每模式/ /每线的最高通流容量为每线的最高通流容量为6565kA, 80kA, 100kAGE Tranquell ME 电涌保护器电涌保护器 声音报警声音报警, , 带试验按钮带试验按钮 电涌计数器电涌计数器, , 电涌感应灵敏度可调节电涌感应灵敏度可调节 状

15、态状态/ /报警指示灯报警指示灯 远方报警遥信触点远方报警遥信触点 热熔保护技术热熔保护技术( (专利专利) )与电涌级的熔丝与电涌级的熔丝 7 7 模式保护模式保护(L-G, L-N, N-G) NEMA 12 或或 NEMA 4X 防雷箱防雷箱( (可选可选) ) 集成一体的电涌级隔离开关集成一体的电涌级隔离开关( (可选可选) ) 5 5 年保修年保修 GE Tranquell ME 电涌保护器电涌保护器 符合符合UL1449, UL1449, 第二版和第二版和cULcUL UL1283, EMI/RFI UL1283, EMI/RFI 滤波器滤波器 ( (NEMA LS 1-1992/

16、MIL NEMA LS 1-1992/MIL 220A)220A) 100KHz, 1MHz, 10MHz and 100MHz 最大 44db 包括熔丝在内均经过真正的第三方电涌冲击测试包括熔丝在内均经过真正的第三方电涌冲击测试 每模式或每线的最高通流容量为每模式或每线的最高通流容量为65kA, , 80kA 和和100kA 相当于每相130kA, 160kA和200kA的通流容量(8/20s) UL目击测试目击测试 最高达最高达100k AIC 根据根据ANSI/IEEE C62.41 Category C3 ANSI/IEEE C62.41 Category C3 标准测试标准测试, ,

17、 能经能经受受 5,000 个电涌冲击个电涌冲击. .冲击雷电流波形为20kV , 1.2x50s(开路电压) / 10kA , 8x20 s (短路电流) GE Tranquell ME 电涌保护器电涌保护器电压保护水平电压保护水平UL-1449, 2nd Edition 电压抑制水平和其它钳制电压电压抑制水平和其它钳制电压( (以下包括以下包括6” 6” 导线上的电压导线上的电压)UL-1449 SVR混合波混合波 6kV / 500ACat. B3 Ringwave100kHz Cat. B3/C1混合波混合波 6kV / 3kA Cat. C3混合波混合波 20kV / 10kA 型号

18、L-NN-GL-GL-NN-GL-GL-NN-GL-GL-NN-GL-GTME220YxxxPP9001500800100014001100110016501100120017001200TME220YxxxME9001500800100014001100110016501100120017001200TME220YxxxAS9001500800100014001100110016501100120017001200TME220YxxxWMN1 或或TME220YxxxWMN49001500800100014001100110016501100120017001200GE Tranquell

19、一体化墙挂式电涌保护器一体化墙挂式电涌保护器Tranqell ME 墙挂式墙挂式 经济型经济型, 适合电涌频繁的环境适合电涌频繁的环境 Tranqell LE 墙挂式墙挂式 适合配电箱端或设备端适合配电箱端或设备端GE Tranquell ME 电涌保护器电涌保护器NEMA12 NEMA12 一体式一体式适合安装位置适合安装位置: :总配电柜或配电盘总配电柜或配电盘状态状态/ /报警指示灯报警指示灯( (每相每相) )远方报警遥信触点远方报警遥信触点热熔保护技术热熔保护技术( (专利专利) )与电涌级的熔丝与电涌级的熔丝7 7模式保护模式保护 ( (L-N, L-G, N-G)L-N, L-G

20、, N-G)5 5 年保修年保修 GE Tranquell ME 电涌保护器电涌保护器 符合符合UL1449, UL1449, 第二版和第二版和cUL, NEMA LS-1cUL, NEMA LS-1 UL1283, EMI/RFI UL1283, EMI/RFI 滤波器滤波器 ( (NEMA LS 1-1992/MIL 220A)NEMA LS 1-1992/MIL 220A) 包括熔丝在内均经过电涌测试包括熔丝在内均经过电涌测试( (NEMA LS-1NEMA LS-1经第三方测试经第三方测试) ) 每模式或每线的最高通流容量为每模式或每线的最高通流容量为65kA, , 80kA 和和10

21、0kA 相当于相当于每相每相130130kA, 160kAkA, 160kA和和200200kAkA的通流容量的通流容量(8/20(8/20 s)s) ULUL目击测试目击测试 65k AIC 根据根据ANSI/IEEE C62.41 ANSI/IEEE C62.41 目录目录 C3 C3 标准测试标准测试, , 能经受能经受 5,000 个电个电涌冲击涌冲击 冲击波形冲击波形20kV , 1.2x50ms(开路电压开路电压) / 10kA , 8x20ms (短路电流短路电流)Tranquell LE 电涌保护器电涌保护器NEMA12 NEMA12 一体式一体式适合安装位置适合安装位置: :

22、 配电盘或配电箱配电盘或配电箱状态状态/ /报警指示灯报警指示灯远方报警遥信触点远方报警遥信触点热熔保护技术热熔保护技术( (专利专利) )与电涌级的熔丝与电涌级的熔丝7 7模式保护模式保护 ( (L-N, L-G, N-G)L-N, L-G, N-G)5 5 年保修年保修 Tranquell LE 电涌保护器电涌保护器包括熔丝在内均经过电涌测试包括熔丝在内均经过电涌测试( (NEMA LS-1NEMA LS-1经第三方测试经第三方测试) )符合符合UL1449UL1449第二版和第二版和cULcUL每模式或每线的最高通流容量为每模式或每线的最高通流容量为50kA, , 相当于每相相当于每相1

23、00100kAkA的通流容的通流容量量(8/20(8/20 s)s)ULUL目击测试目击测试 65k AICANSI/IEEE C62.41 ANSI/IEEE C62.41 Category C3标准测试标准测试, , 能经受能经受 3,500 个电涌个电涌冲击冲击 冲击波形冲击波形 20kV , 1.2x50ms(20kV , 1.2x50ms(开路电压开路电压) / ) / 10kA10kA , , 8 8x20ms (x20ms (短路电流短路电流) ) GE Tranquell ME/LE 电涌保护器电涌保护器电压保护水平电压保护水平UL-1449, 2nd Edition 电压抑制

24、水平和其它钳制电压电压抑制水平和其它钳制电压( (以下包括以下包括6” 6” 导线上的电压导线上的电压)UL-1449 SVR混合波混合波 6kV / 500ACat. B3 Ringwave100kHz Cat. B3/C1混合波混合波 6kV / 3kA Cat. C3混合波混合波 20kV / 10kA 型号L-NN-GL-GL-NN-GL-GL-NN-GL-GL-NN-GL-GTME220Y065WM TME220Y080WM TME220Y100WM8001500800100014001100110016501100120017001200TME220Y50WM80080080010

25、5010501050110011501150140013501300为什么选择为什么选择GE?GE Tranquell 电涌保护器电涌保护器最长寿命最长寿命Tranquell系列在所测试过的的电涌保护器中系列在所测试过的的电涌保护器中, , 其能经受的电涌冲击次数是最长的其能经受的电涌冲击次数是最长的. .该电涌冲击波是该电涌冲击波是Category C3 电涌波形电涌波形(10(10kA, 20kV), kA, 20kV), 冲击间隔为一分钟冲击间隔为一分钟, , 直到电涌保护器的保护性能下降了直到电涌保护器的保护性能下降了10%10%或损坏为止或损坏为止THE 20,000次次 TME 5

26、,000次次 TLE 3,500次次最高达最高达200kA 每模式每模式, 第三方测试第三方测试最大放电电流是基于最大放电电流是基于8/208/20usus测试波形测试波形. .测试时包括整个电涌经过的路径测试时包括整个电涌经过的路径, , 其中也包括熔丝其中也包括熔丝. . 有些厂家采用每相有些厂家采用每相( (几个模式的总合几个模式的总合, , 如如L-N + L-G), “每相每相”不是标准名称不是标准名称, 而是个别厂家用来表示最大通流容量而是个别厂家用来表示最大通流容量.* 200kA每模式是第三方所能测试的最大电涌值热熔丝热熔丝(专利专利), 更安全更安全 - 超出所有超出所有UL

27、UL要求要求( (美国专利号美国专利号# - 6,282,073).).没有没有“弱环节弱环节” - 包括熔丝在内的整个电涌路径都经过真正的电涌测试包括熔丝在内的整个电涌路径都经过真正的电涌测试电涌计数器电涌计数器 - 电涌感应灵敏度可以调节的电涌感应灵敏度可以调节的完全集成一体完全集成一体GEGE提供的各类电涌保护器可以非常地方便地集成到配电柜或防雷箱内提供的各类电涌保护器可以非常地方便地集成到配电柜或防雷箱内, ,减少了工作量减少了工作量, , 使设计更加容易使设计更加容易, , 更为更为重要的是重要的是, , 减少了接线减少了接线, , 也减少了电线的长度也减少了电线的长度, , 从而减

28、少了残压从而减少了残压讨论一讨论一: : 可更换可更换MOVMOV模块模块可更换模块 在某些情况下, 好主意如果是电子级MOV,在设计中考虑可更换模块是可行的, 因为其保护性能受电涌冲击而下降得非常快. 真正评估电涌保护器应侧重于其保护性能, 而不是简单的设计特点. 实际上, 最主要的衡量标准是最长电涌冲击次数. 一般可更换的模块, 其寿命在1,000到最长6,000次(ANSI/IEEE Category C3 10kA/20kV, 冲击间隔为一分钟), 而GE Tranquell 电涌保护器的寿命为 3,500到20,000次. 如果电涌保护器的寿命已足够长时, 就不需要更换模块了.再说,

29、如果电涌保护器经过电涌冲击失效时,仅更换MOV模块就安全了吗? GE的电涌保护器有5年质保期.GE Tranquell 电涌保护器电涌保护器讨论二讨论二: : 最大放电电流和使用寿命最大放电电流和使用寿命GE Tranquell 电涌保护器电涌保护器一般说来一般说来, , 最大放电电流越大最大放电电流越大, , 其寿命也可以越长其寿命也可以越长为了获得较长的使用寿命为了获得较长的使用寿命, 有些厂家不断增加有些厂家不断增加MOV模块模块, 因为因为MOV 模块越多模块越多, 每个模块所经过的电涌也每个模块所经过的电涌也越小越小, 因此其寿命也延长因此其寿命也延长. 同时最大放电电流也越高同时最

30、大放电电流也越高. 但并联的但并联的MOV模块越多模块越多, 由于差异性可能导致某些由于差异性可能导致某些模块烧毁模块烧毁. GE Tranquell 的电涌保护器每模式不超过二个的电涌保护器每模式不超过二个MOV模块模块. 例如例如: GE Tranqell HE 电涌保护器经过电涌保护器经过20,000次次 ANSI/IEEE Category C3 (10kA/20kV)电涌冲击电涌冲击, , 其保护性能只下降了不到其保护性能只下降了不到1%(按规定允许范围是按规定允许范围是10% %), ), 保证了在恶劣环境下仍能长久运行保证了在恶劣环境下仍能长久运行. . 因此因此, , GE T

31、ranqell HE 不需要为了提高使不需要为了提高使用寿命而提高最大放电电流用寿命而提高最大放电电流( (增加增加MOVMOV模块模块).).可以用测试证明可以用测试证明, , GE Tranquell HE 100kA的电涌保护器相当于有些自的电涌保护器相当于有些自称为称为650650kAkA的产品的产品- - 并不是所有并不是所有100100kAkA电涌保护器都是一样的电涌保护器都是一样的讨论三讨论三: : 电涌保护水平电涌保护水平( (一一) )GE Tranquell 电涌保护器电涌保护器每个厂家在自己的产品说明书上都标有电压保护水平每个厂家在自己的产品说明书上都标有电压保护水平Up

32、或残压或残压Ur, 但是由于基但是由于基于不同的测试方法于不同的测试方法, 可比性较差可比性较差.残压取决于残压取决于: :MOVMOV的保护性能的保护性能电涌保护器的寄生电感电涌保护器的寄生电感导线长度导线长度电涌波形电涌波形 - - 电涌的幅值和上升速率电涌的幅值和上升速率电涌如何在整个系统中分流电涌如何在整个系统中分流保护水平是随测试波形及幅值的不同而不同保护水平是随测试波形及幅值的不同而不同. . 目前有目前有UL-1449 第第2 2版版, , ANSI/IEEE C62.41 Category B3和和C3尽管尽管ANSI/IEEE C62.41 Category B3和和C3规定了测试的波形和大小规定了测试的波形和大小, , 但都没有明确的说明保但都没有明确的说明保护水平是如何测量的护水平是如何测量的, , 有没有包括电涌保护器本身所带的导线上的电压有没有包括电涌保护器本身所带的导线上的电压? ? 还是仅