浪涌保護(hù)器( SPD )保護(hù)模式詳解

浪涌保護(hù)器( SPD )保護(hù)模式詳解
淺析浪涌保護(hù)器（SPD）保護(hù)模式用以限制瞬時(shí)過電壓和泄放電涌電流的電器，它至少應(yīng)括一種非線性元件。在一般平時(shí)的工作中也稱浪涌保護(hù)器、浪涌防護(hù)器、電涌保護(hù)器、防雷器等。 浪涌保護(hù)器的保護(hù)模式
1.什么是保護(hù)模式：SPD可連接在L（相線）、N（中性線）、PE（保護(hù)線）間，如L-L、L-N、L-PE、N-PE，這些連接方式稱為保護(hù)模式，它們與供電系統(tǒng)的接地型式有關(guān)。按GB50054-95《低壓配電設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定，供電系統(tǒng)的接地型式可分為：TN-S系統(tǒng)（三相五線）、TN-C系統(tǒng)（三相四線）TN-C-S系統(tǒng)（由三相四線改為三相五線）、IT系統(tǒng)（三相三線）和TT系統(tǒng)（三相四線，電源有一點(diǎn)與地直接連接，負(fù)荷側(cè)電氣裝置外露可導(dǎo)電部分連接的接地極與電源接地極無電氣聯(lián)系）。目前，浪涌保護(hù)器的保護(hù)模式大部分是4個(gè)保護(hù)模式（L-PE，N-PE），即三根火線分別與保護(hù)線，中性線與保護(hù)線連接。4模式保護(hù)，見的 右邊的4個(gè)模式。還有一部分是全模式（L-L、L-N、L-PE、N-PE），即三根火線之間，三根火線分別與保護(hù)線，三根火線分別與中性線，中性線與保護(hù)線。全模式 多有10模式，在常用的3相星形接地方式中就是10模式。
常用的3相星形接地方式中的模式。
2.全模保護(hù)的浪涌保護(hù)器的結(jié)構(gòu)：在我國(guó)通常使用的4模式保護(hù)器中（參照IEC標(biāo)準(zhǔn)），常用的是4個(gè)單片組合在一起，三個(gè)單片分別連接火線與保護(hù)線（L1-G，L2-G，L3-G）另一個(gè)單片連接中性線與保護(hù)線（N-G）。4模式的浪涌保護(hù)設(shè)備沒有對(duì)浪涌電流經(jīng)過的所有可能的線路都進(jìn)行保護(hù)，如火線火線之間（L1-L2，L1-L3，L2-L3），火線中性線（L1-N，L2-N，L3-N）。而北美電氣電子工程師學(xué)會(huì)(IEEE)對(duì)電涌保護(hù)設(shè)備有明確規(guī)定：用于3相4線+地電路的電涌保護(hù)設(shè)備需要對(duì)電流經(jīng)過的所有可能的線路進(jìn)行保護(hù)，它們括L-L，L-N，L-G，N-G。按照IEEE標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)的北美產(chǎn)品，如美國(guó)JOSLYN公司生產(chǎn)的浪涌保護(hù)器就是全模保護(hù)的浪涌保護(hù)器的一個(gè)例子，其結(jié)構(gòu)見圖中，三根火線通過浪涌抑制元件分別與中性線（零線）相連，三根火線通過浪涌抑制元件分別與保護(hù)線（地線）相連，中性線（零線）通過浪涌抑制元件分別與保護(hù)線（地線）相連，三根火線通過浪涌抑制元件分別相連，全模式的浪涌保護(hù)設(shè)備對(duì)浪涌電流經(jīng)過的所有可能的線路都進(jìn)行了保護(hù)。
3.全模保護(hù)的優(yōu)點(diǎn)
1）全模式的浪涌保護(hù)設(shè)備對(duì)浪涌電流經(jīng)過的所有可能的線路都進(jìn)行了保護(hù)，4模式的浪涌保護(hù)器對(duì)共模（MC）過電壓可進(jìn)行有效防護(hù)，即帶電導(dǎo)體（相線或中性線）與保護(hù)接地（大地）之間的過電壓。對(duì)帶電導(dǎo)體之間產(chǎn)生的差模過電壓未進(jìn)行防護(hù)，如三根火線之間，三根火線與中性線之間的過電壓。2）有利于對(duì)電網(wǎng)與浪涌保護(hù)器本身的防護(hù)。在全模保護(hù)中，除了有和4模式的相同三根相線L1、L2、L3對(duì)N線接外，還有三個(gè)L-G，在攔截相線浪涌電流時(shí)，可使浪涌電流分流，減少L－PE，N-G浪涌抑制元件的發(fā)熱，有利于對(duì)電網(wǎng)與浪涌保護(hù)器本身的防護(hù)。
3）不會(huì)出現(xiàn)電壓保護(hù)水平失真和元件響應(yīng)時(shí)間不匹配的問題在不同的接地系統(tǒng)使用的SPD有不同的接法，4模式的浪涌保護(hù)器有可能使SPD的電壓保護(hù)水平失真，即產(chǎn)品的實(shí)際保護(hù)水平比產(chǎn)品說明上的保護(hù)水平要差。
如在TT接地系統(tǒng)：GB50057-94（2000版）標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，L1、L2、L3對(duì)N線接三片抑制模塊，能有效的攔截相線浪涌電壓。當(dāng)雷電浪涌使SPD導(dǎo)通放電時(shí)，巨大的涌流瞬間流向N線，使N線電位上升，所以必須給N線提供一個(gè)放電電流通道。對(duì)N線的放電，N-PE使用空氣放電管，簡(jiǎn)稱3+1組件。但這樣一來，就會(huì)造成以下三種情況：
--電壓抑制水平失真由于空氣放電管為非半導(dǎo)體元件，響應(yīng)時(shí)間慢，導(dǎo)通電壓比半導(dǎo)體元件MOV高，從而抬高了整個(gè)浪涌保護(hù)器的導(dǎo)通電壓，使浪涌保護(hù)器有可能達(dá)不到產(chǎn)品說明上說的MOV的電壓抑制水平。這在客觀上能減少浪涌保護(hù)器的動(dòng)作次數(shù)，一定程度上可以延長(zhǎng)產(chǎn)品壽命，但卻是以降低了對(duì)配電系統(tǒng)的保護(hù)水平作為代價(jià)。
--響應(yīng)時(shí)間不匹配由于空氣放電管為非半導(dǎo)體元件，響應(yīng)時(shí)間長(zhǎng)，反應(yīng)較慢，一方面從而抬高了整個(gè)浪涌保護(hù)器的響應(yīng)時(shí)間，另一方面在動(dòng)作時(shí)間上的配合也存在問題。
--續(xù)流問題存在安全隱患
由于放電管的開啟和關(guān)閉的時(shí)間都很長(zhǎng)，當(dāng)（微妙計(jì)的）浪涌電流過去以后，放電管不能馬上關(guān)閉，致使用戶的工頻電流在浪涌過去后、放電管關(guān)閉之前的這段時(shí)間將從浪涌保護(hù)器流過，由于阻抗小，電流大，發(fā)熱迅速，有可能產(chǎn)生明火，因此，在安全上存在隱患。是《中華人民共和國(guó)通信行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)》YD/T1429-2006防雷系統(tǒng)的技術(shù)要求和檢測(cè)方法中明令禁止使用的產(chǎn)品。