浪涌保護(hù)器(SPD)是保護(hù)電氣設(shè)備免受雷電、電力系統(tǒng)開關(guān)操作等產(chǎn)生的瞬時(shí)過(guò)電壓(浪涌)損害的關(guān)鍵裝置。在三相電路中,正確接線是保障其有效性和安全性的基礎(chǔ)。
接線方式分析
三相電路的接線方式通常依據(jù)系統(tǒng)接地形式(TN、TT、IT)進(jìn)行設(shè)計(jì):
TN系統(tǒng)(TN-C/TN-S/TN-C-S)
TN系統(tǒng)中,浪涌保護(hù)器的安裝主要考慮相線(L)、中性線(N)和保護(hù)地線(PE)的電位差保護(hù):
TN-C系統(tǒng):推薦使用L-PEN接線模式。
TN-S系統(tǒng):采用L-N、N-PE雙級(jí)保護(hù)。
TN-C-S系統(tǒng):需在總配電箱處進(jìn)行PE與N的分離,同時(shí)安裝L-N、N-PE兩級(jí)SPD。
TT系統(tǒng)
TT系統(tǒng)中的中性線與地線分離明確,浪涌保護(hù)器通常采用L-N和N-PE的保護(hù)方式。對(duì)于特殊敏感設(shè)備,可增加L-PE保護(hù)。
IT系統(tǒng)
IT系統(tǒng)中中性點(diǎn)不接地或經(jīng)高阻接地,SPD接線則需采用L-L與L-PE的組合模式以保證全相間保護(hù)。
接線注意事項(xiàng)
安裝位置
浪涌保護(hù)器需靠近被保護(hù)設(shè)備的配電箱處安裝,且接地導(dǎo)線最短化(≤0.5米),避免增加感應(yīng)電壓。
連接導(dǎo)線
導(dǎo)線截面積選擇應(yīng)滿足短路電流承載能力,一般不小于6 mm2的銅線。
為保障浪涌保護(hù)器因過(guò)載失效時(shí)安全脫離電路,應(yīng)在其前端加裝合適的后備保護(hù)器(如SCB)。
二、地凱科技三相電路中的浪涌保護(hù)器選型
關(guān)鍵參數(shù)的選擇
標(biāo)稱電壓(Un)與最大持續(xù)工作電壓(Uc)
浪涌保護(hù)器的Un需與電網(wǎng)系統(tǒng)電壓匹配。Uc則需要確保SPD在長(zhǎng)期電網(wǎng)電壓波動(dòng)下不會(huì)誤動(dòng)作:
380/220V系統(tǒng):選用Uc=275V或320V的SPD。
IT系統(tǒng):需根據(jù)相間電壓選擇Uc≥440V。
沖擊電流能力(Iimp或In)
SPD需滿足應(yīng)用場(chǎng)景的雷電沖擊等級(jí)要求:
I級(jí)保護(hù)(直擊雷防護(hù)):Iimp≥12.5kA。
II級(jí)保護(hù)(分區(qū)電涌防護(hù)):In通常為10kA。
III級(jí)保護(hù)(終端設(shè)備保護(hù)):In為5kA。
限制電壓(Up)
Up值應(yīng)低于被保護(hù)設(shè)備的絕緣耐壓水平,通常選Up≤1.5kV。
選型步驟
確定系統(tǒng)接地形式與額定電壓。
根據(jù)雷擊風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估確定防護(hù)等級(jí)。
匹配SPD的沖擊電流能力、Uc和Up等技術(shù)參數(shù)。
根據(jù)應(yīng)用需求選擇合適的外形結(jié)構(gòu)(模塊式、板式等)。
常見選型錯(cuò)誤及其規(guī)避
錯(cuò)誤:忽略Uc參數(shù)的匹配
某些選型中未充分考慮系統(tǒng)運(yùn)行電壓波動(dòng),導(dǎo)致SPD頻繁失效。
錯(cuò)誤:選擇過(guò)低的Iimp
對(duì)雷擊區(qū)域的電網(wǎng)選用低規(guī)格SPD,無(wú)法滿足實(shí)際防護(hù)需求。
解決:結(jié)合規(guī)范選型
參照IEC 61643系列標(biāo)準(zhǔn)和GB/T 18802.1的技術(shù)要求,科學(xué)選型。
三、地凱科技三相電路中浪涌保護(hù)器的行業(yè)應(yīng)用解決方案
建筑供電系統(tǒng)中的應(yīng)用
建筑物內(nèi)部電氣設(shè)備多且分布廣泛,需多級(jí)浪涌保護(hù):
總配電箱(一級(jí)保護(hù))
安裝I級(jí)SPD,重點(diǎn)保護(hù)電網(wǎng)引入點(diǎn)免受直擊雷過(guò)電壓危害。
分配電箱(二級(jí)保護(hù))
安裝II級(jí)SPD,削弱雷電殘壓。
終端設(shè)備(三級(jí)保護(hù))
在精密設(shè)備處加裝III級(jí)SPD,防護(hù)操作過(guò)電壓與感應(yīng)浪涌。
工業(yè)控制系統(tǒng)中的應(yīng)用
工業(yè)生產(chǎn)中電氣設(shè)備對(duì)穩(wěn)定性和連續(xù)性要求極高:
工業(yè)主配電回路
使用高Iimp的I級(jí)SPD,保障供電干線的耐雷擊能力。
PLC與DCS系統(tǒng)
在控制設(shè)備端安裝高靈敏度III級(jí)SPD,避免因浪涌導(dǎo)致數(shù)據(jù)丟失。
特殊環(huán)境
對(duì)存在腐蝕性氣體或振動(dòng)場(chǎng)景,可選用封閉式SPD或具備抗振特性的產(chǎn)品。
新能源領(lǐng)域中的應(yīng)用
新能源設(shè)備(如光伏、風(fēng)電)需防護(hù)直流與交流側(cè)浪涌:
光伏發(fā)電系統(tǒng)
光伏逆變器直流側(cè)選用特定的直流SPD(Uc=1000V或1500V),交流側(cè)選用常規(guī)SPD保護(hù)并網(wǎng)設(shè)備。
充電樁系統(tǒng)
充電站的電源輸入端安裝I級(jí)SPD,充電樁內(nèi)部電路安裝II級(jí)或III級(jí)SPD。
軌道交通系統(tǒng)中的應(yīng)用
通信與信號(hào)系統(tǒng)
安裝高精度SPD保護(hù)通信設(shè)備穩(wěn)定性。
供電系統(tǒng)
在接觸網(wǎng)供電處采用專用大容量SPD,以防護(hù)雷擊電流。
水電站中的應(yīng)用
水電站的發(fā)電、輸配電系統(tǒng)易受到雷電、操作浪涌影響。建議在主變壓器、發(fā)電機(jī)出口以及高低壓配電室安裝I級(jí)浪涌保護(hù)器,提供直擊雷和感應(yīng)雷保護(hù)。在二次設(shè)備(如控制柜、監(jiān)控系統(tǒng))處,部署II級(jí)和III級(jí)SPD,保護(hù)設(shè)備免受操作過(guò)電壓及剩余浪涌沖擊。同時(shí),接地系統(tǒng)設(shè)計(jì)需低電阻化,確保浪涌電流快速泄放。
火電站中的應(yīng)用
火電站的大型發(fā)電機(jī)組和控制設(shè)備對(duì)電網(wǎng)電壓質(zhì)量要求高。在電廠主配電線路上安裝I級(jí)SPD,削減雷擊浪涌;在鍋爐控制、DCS系統(tǒng)等精密設(shè)備處安裝II級(jí)或III級(jí)SPD,保護(hù)設(shè)備穩(wěn)定運(yùn)行。高溫區(qū)域可選擇耐高溫、抗振的專用SPD,同時(shí)加強(qiáng)SPD在線監(jiān)測(cè)與定期維護(hù),確保系統(tǒng)可靠性。
通過(guò)對(duì)三相電路中浪涌保護(hù)器接線、選型及行業(yè)應(yīng)用的系統(tǒng)解析,行業(yè)用戶可以更高效地部署可靠的浪涌防護(hù)系統(tǒng),保障用電安全與設(shè)備穩(wěn)定性。