电涌保护器地检测

1、电涌保护器的检测黄克俭2006 年 6 月于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 电涌保护器的原理

2、如图 1:线性电阻与非线性电阻的伏安特性线性电阻的伏安特性限压型非线性电阻的伏安特性开关型非线性电阻的伏安特性常用的非线性元件开关型：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的原理用电 设 备高通滤波（用于高频信号）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SPD）Li yLo<NMOVPEPELi -r Li木

3、 M0V1 <NmOV2PEPETT系统中采用4+0 ”保护模式接线方式L2L3NFi被保护设备-RaTT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

4、。D 级，用在电源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 Iimp（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 In 和最大放电电流 Imax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 Imax=2In 。也称为通流容量。注意： 1 、标

5、称和最大的区别。2、通流容量与其使用寿命的关系，在同数量级雷电流冲击的情 况下，通流容量越大，其寿命越长。如 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 MOV 上所加载的电压。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

6、作电压是电源 SPD 的主要参数。每一种SPD 般只标称一种。启动电压多用于国产SPD，而最大持续交流工作电压多用于进口 SPD。几组常用的启动电压 (v1mA) 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

7、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 SPD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， 制电压才有意义。只有在标有冲击电流的大小情况下的限GB-110321.5KAW1300V（20KA 容量）GA-1733KAW1500V 2 级

8、W1000V3 级W500V4 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 560V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兀件的响应时间。保护元

9、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 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（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W20uA串联型电源避雷器W0.1mA直流电源避雷器<80uA变化

10、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，其漏流变化率不得大于 200% 。针对开关型 SPD 的参数：( 6 )冲击电流 Iimp它由电流峰值 Ipeak 和电荷量 Q 确定，用于一级试验。 采用10/350声的波形测SPD的通流能力。一般开关型 SPD 冲击电流 Iimp 标称：limp (10/350 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

11、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。如: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

12、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 :IEC61312-3 （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，

13、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GB50343-2002建筑物电子信息系统防雷设计规GB11032-89(2002)行业标准 :交流无间隙金属氧化物避雷器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/T1

14、0348 10349-93 电子元器件详细规 浪涌型抑制型压敏电阻器MYG2MYG3 型过压保护用氧化锌压敏电阻器评定水平 ESJ/T11280-2002 电子元器件详细规 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标准。 依据的规

15、标准有 :GB50057-94（2000 年版 ） 建筑物防雷设计规GB50343-2002 建筑物电子信息系统防雷设计规 结合一些行业或国家标准如 GB50156-2002 汽车加油加气站设计与施工规YD5068-98 移动通信基站防雷与接地设计规2.2.3 电涌保护器的检查容1、有无电涌保护器2、电涌保护器的安装是否正确SPD)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（ 主要依据的标准有：GB50343-2002 建筑物电子信息系统防雷设计规 结合一些行业标准如 GB50156-2002 汽车加油加气站设计与施工规YD5068-98 移动通信基站防雷与接地设计规

16、2、电涌保护器的安装是否正确SPD 外围情况1 ）检查 SPD 所用连接线是否正确 连接线的颜色是否符合要求 （建议 ）。 连接线的截面是否符合要求。 连接线的长度是否符合要求(建议)。依据的标准：GB50343-2004 第 第 和第 电源SPD连接线截面的要求应满足标准GB50343-2004 中的表的要求连接相线铜导线连接地线铜导线第一级16mm225mm2第二级10mm216mm2第三级6mm210mm2第四级4mm26mm2天馈SPD接地线6mm2，信号SPD接地线1.5mm2颜色：L1L2L3NPE黄 绿红浅蓝或黑绿/黄天馈SPD接地线6mm2，信号SPD接地线1.5mm2(2)检

17、查SPD接线是否牢固依据的标准：GB50343-2004第 6.5.1 -2(3)检查SPD接线方式是否正确TT系统中4+0 ”模式SPD不能安装在剩余电流保护器的电源侧，依据的标准：GB50057-94（ 2000 年版）第 645低压配电系统的接地制式IEC规定，接地制式由两个字母表示，必要时加后续字母第一字母第二字母后续字母配电系统中设备的外露中性线与保护线之间的关系性线对地关导电部分与系地的关系TITNCSC-S直接不接独立直接中性中性电源测为PEN线从某接地或配电与配线N线N一点分开为N及PE线地阻抗系统电系与保与保接地接地统的护线护线点的接地PEPE直接点相合并分开接地连为PENT

18、T系统中电涌保护器安装在剩余电流保护器的电源侧TT系统中电涌保护器安装在剩余电流保护器的负荷侧TT系统中电涌保护器安装在剩余电流保护器的电源侧TT系统中电涌保护器安装在剩余电流保护器的负荷侧4+0 ”保护模式的SPD安装在TT系统中剩余电流保护器（RCD）的电源侧RaSPD本身情况（4）检查SPD是否具有状态指示器。 如有，则需确认状态指示应与生 产厂说明一致。（5）检查SPD的限压元件前端是否有脱离器，并检查脱离器的状态是 否正常。（6） 检查安装在配电系统中的 SPD的UC值是否符合要求。依据标准是GB50057-94（ 2000年版）供电系统中SPD最大持续工作电压 UCTT （ SPD

19、安装在剩余电流保护器负荷侧）1.55U0TT （ SPD安装在剩余电流保护器电源侧）1.15U0IT （SPD安装在剩余电流保护器负荷侧） 1.15U0 （U0为线间电压）TN A1.15U0U0为低压系统相线对中性线的标称电压，在220/380V 中U0=220V（7 ）检查电源SPD的通流容量是否符合要求（建议）。依据标准是GB50343-2004保护分级LPZ0 区与 LPZ1IP71 与 IP72、 IP72 与直流电源第一级标称放电电流第二级标第三级标第四级标8/20110/350us8/20us8/20us8/20us8/20usA级> 20> 80> 40>

20、; 20> 10> 10直流配电 中根据线 度和工作B级> 15> 60> 40> 20C级> 12.5> 50> 20D 级 > 12.5> 50> 10（8）检查多级SPD之间的距离是否符合要求。（建议）依据标准 GB50057-94（2000 年版）和 GB50343-2004。开关型SPD与限压型SPD之间的线路长度大于 10m ,限压型SPD之 间的线路长度大于5m，若不满足要求应加装退耦装置。2.3电涌保护器的测试、为什么要测试、测试的容、判别的标准、测试的方法2.3.1 、为什么要测试 电涌保护安装以后为什么要测试？ 电涌保护器大量采用的氧化锌压敏电阻存在着老化问题。 一些电涌保护器在防劣化的措施方面没有采取措施、措施不全、分 离装置 （脱扣装置） 不可靠或失效。 即使采取了较全的措施也无法知晓电涌 保护器