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SPD前為什么要安裝SCB后備保護(hù)器裝置

地凱科技智能防雷綜合解決方案 ? 來源:地凱科技智能防雷綜合解 ? 作者:地凱科技智能防雷 ? 2024-03-05 11:49 ? 次閱讀

SPD(電涌保護(hù)器)是一種用于防止雷電和其他瞬態(tài)過電壓對電氣設(shè)備造成損壞的裝置,它可以在電路中并聯(lián)安裝,當(dāng)電壓超過設(shè)定值時,將過電壓導(dǎo)向地線,從而保護(hù)電氣設(shè)備。然而,SPD本身也有可能發(fā)生故障或損壞,導(dǎo)致短路或著火等危險情況,因此,SPD的前端需要安裝一種后備保護(hù)器裝置,即SCB(后備保護(hù)器),以實現(xiàn)對SPD的過電流保護(hù)。SCB是一種專門為SPD設(shè)計的外部隔離開關(guān),它具有以下特點:(1)能夠分?jǐn)郤PD安裝線路的預(yù)期短路電流,防止SPD起火或爆炸;(2)能夠耐受通過SPD的電涌電流不斷開,保證SPD的防雷功能有效;(3)能夠分?jǐn)郤PD內(nèi)置熱保護(hù)所不能斷開的工頻電流,避免SPD的性能下降或失效。地凱科技將從SPD的工作原理、故障模式、保護(hù)要求等方面,分析SPD前為什么要安裝SCB后備保護(hù)器裝置,以及SCB的工作原理、優(yōu)勢、應(yīng)用范圍等方面,為SPD的正確選型和安裝提供參考。

1. SPD的工作原理和故障模式

SPD(電涌保護(hù)器)是一種用于防止雷電和其他瞬態(tài)過電壓對電氣設(shè)備造成損壞的裝置,它可以在電路中并聯(lián)安裝,當(dāng)電壓超過設(shè)定值時,將過電壓導(dǎo)向地線,從而保護(hù)電氣設(shè)備。SPD的內(nèi)部核心是一個氧化鋅壓敏器件,氧化鋅是由晶粒組成,晶粒被具有P-N結(jié)半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的晶界層隔開,這些晶界層決定了壓敏電阻的V-I特性。

當(dāng)電壓低于一定值時,SPD的電阻很大,幾乎不通過電流,相當(dāng)于一個開路;當(dāng)電壓高于一定值時,SPD的電阻急劇下降,通過大量電流,相當(dāng)于一個短路。這樣,SPD就可以在正常工作電壓下不影響電路的運(yùn)行,而在異常過電壓下將過電壓導(dǎo)向地線,從而保護(hù)電氣設(shè)備。

然而,SPD本身也有可能發(fā)生故障或損壞,導(dǎo)致短路或著火等危險情況。SPD的故障模式主要有以下幾種:

開路失效:當(dāng)SPD承受的電涌電流超過其額定值時,氧化鋅壓敏器件可能會發(fā)生炸裂性損壞,導(dǎo)致SPD的放電通路被切斷,相當(dāng)于一個開路。這種情況下,SPD的防雷功能失效,但不會對電氣設(shè)備造成危害,也不會影響電網(wǎng)的供電。

短路失效:當(dāng)SPD承受的電涌電流超過其額定值時,氧化鋅壓敏器件可能會發(fā)生短路性損壞,導(dǎo)致SPD的放電通路被短路,相當(dāng)于一個短路。這種情況下,SPD的防雷功能失效,而且會對電氣設(shè)備造成危害,也會影響電網(wǎng)的供電。如果SPD的前端沒有安裝過電流保護(hù)裝置,或者過電流保護(hù)裝置不能及時斷開,SPD就有可能發(fā)生起火或爆炸,造成嚴(yán)重的后果。

性能下降:當(dāng)SPD承受的電涌電流超過其額定值時,氧化鋅壓敏器件可能會發(fā)生部分損壞,導(dǎo)致SPD的壓敏電壓下降,相當(dāng)于一個電阻。這種情況下,SPD的防雷功能降低,而且會增加SPD的泄漏電流,從而加速SPD的老化,最終導(dǎo)致SPD的失效。

為了避免SPD的故障或損壞,SPD的內(nèi)部一般都設(shè)有熱保護(hù)機(jī)構(gòu),當(dāng)SPD發(fā)生異常時,熱保護(hù)機(jī)構(gòu)可以自動斷開SPD的放電通路,從而保護(hù)SPD和電氣設(shè)備。然而,熱保護(hù)機(jī)構(gòu)的動作時間較長,不能及時響應(yīng)SPD的瞬態(tài)故障,而且熱保護(hù)機(jī)構(gòu)本身也有可能失效或損壞,因此,SPD的前端還需要安裝一種后備保護(hù)器裝置,即SCB(后備保護(hù)器),以實現(xiàn)對SPD的過電流保護(hù)。

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SCB后備保護(hù)器,SPD前置脫離器,SCB防雷器

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SCB后備保護(hù)器,SPD前置脫離器,SCB防雷器

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SCB后備保護(hù)器,SPD前置脫離器,SCB防雷器

2. 地凱科技SCB后備保護(hù)器的工作原理和優(yōu)勢

SCB(后備保護(hù)器)是一種專門為SPD設(shè)計的外部隔離開關(guān),它是根據(jù)IEC430.3-61643-4中的第43條開發(fā)的一種設(shè)備:在電路引起危險之前,采用適當(dāng)?shù)倪^電流保護(hù)裝置。

1. 執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn):NB/T 42150-2021《低壓電涌保護(hù)器專用保護(hù)裝置》。

依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)(GB50057和GB50343)相關(guān)規(guī)定,電涌保護(hù)器(簡稱:SPD)回路前端必須串聯(lián)過電流保護(hù)電器,傳統(tǒng)的過電流保護(hù)電器往往采用熔斷器和斷路器,由于熔斷器和斷路器的性能與SPD不匹配,當(dāng)SPD失效(開路或短路)時,設(shè)備會遭雷擊損壞或?qū)е掳l(fā)生火災(zāi)事故。電涌后備保護(hù)器(簡稱SCB)專為SPD設(shè)計,與SPD配套使用,能夠耐受大雷電沖擊不分?jǐn)啵_保SPD的防雷效果;當(dāng)SPD發(fā)生故障后小工頻電流流過時,SCB迅速分?jǐn)?,能夠有效消除由于SPD失效引起的安全隱患。產(chǎn)品具有遠(yuǎn)程告警功能(可選配),方便在客戶端監(jiān)控到SCB的通、斷狀態(tài)。

SCB的工作原理是利用電磁體的吸合和釋放來控制觸點的閉合和斷開,從而控制SPD的通斷。電磁體的吸合和釋放又取決于通過SPD的電流的大小和時間,從而實現(xiàn)對不同類型的電流的選擇性分?jǐn)唷CB的工作過程可以分為以下幾種情況:

正常工作電流:當(dāng)通過SPD的電流為正常工作電流時,電磁體不吸合,觸點保持閉合,SPD正常工作,不影響電路的運(yùn)行。

雷電流:當(dāng)通過SPD的電流為雷電流時,由于雷電流的時間很短,電磁體的吸合力小于彈簧的復(fù)位力,觸點保持閉合,SPD正常放電,不斷開電路。

過電壓:當(dāng)通過SPD的電流為過電壓時,由于過電壓的時間較長,電磁體的吸合力大于彈簧的復(fù)位力,觸點斷開,SPD停止放電,斷開電路。

短路電流:當(dāng)通過SPD的電流為短路電流時,由于短路電流的大小很大,電磁體的吸合力遠(yuǎn)大于彈簧的復(fù)位力,觸點迅速斷開,SPD停止放電,斷開電路。

地凱科技SCB后備保護(hù)器的優(yōu)勢主要有以下幾點:

能夠分?jǐn)郤PD安裝線路的預(yù)期短路電流,防止SPD起火或爆炸:SCB的分?jǐn)嗄芰κ歉鶕?jù)SPD安裝線路的最大短路電流來設(shè)計的,一般為6kA或10kA,這樣,當(dāng)SPD發(fā)生短路故障時,SCB可以及時斷開電路,避免SPD的過熱或著火,保證電氣設(shè)備和人員的安全。

能夠耐受通過SPD的電涌電流不斷開,保證SPD的防雷功能有效:SCB的觸點是采用特殊的材料和結(jié)構(gòu),能夠承受高溫和高壓,不會因為通過SPD的電涌電流而熔化或粘連,從而保證SPD的正常放電,實現(xiàn)對電氣設(shè)備的防雷保護(hù)。

能夠分?jǐn)郤PD內(nèi)置熱保護(hù)所不能斷開的工頻電流,避免SPD的性能下降或失效:SCB的動作時間是根據(jù)SPD的泄漏電流和壓敏電壓的變化來設(shè)計的,一般為0.1s或0.2s,這樣,當(dāng)SPD發(fā)生性能下降時,SCB可以及時斷開電路,避免SPD的進(jìn)一步老化或損壞,延長SPD的使用壽命。

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SCB后備保護(hù)器,SPD前置脫離器,SCB防雷器

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SCB后備保護(hù)器,SPD前置脫離器,SCB防雷器

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SCB后備保護(hù)器,SPD前置脫離器,SCB防雷器

3. SCB的應(yīng)用范圍和選型原則

SCB的應(yīng)用范圍主要是SPD的前端,它可以與SPD配套使用,實現(xiàn)對SPD的后備保護(hù)。SCB的選型原則主要有以下幾點:

SCB的額定電壓應(yīng)與SPD的額定電壓相同:SCB的額定電壓是指SCB能夠正常工作的電壓范圍,它應(yīng)與SPD的額定電壓相同,以保證SCB和SPD的協(xié)調(diào)性。

SCB的分?jǐn)嗄芰?yīng)大于或等于SPD安裝線路的最大短路電流:SCB的分?jǐn)嗄芰κ侵窼CB能夠分?jǐn)嗟淖畲箅娏?,它?yīng)大于或等于SPD安裝線路的最大短路電流,以保證SCB能夠有效地保護(hù)SPD。

SCB的動作時間應(yīng)小于或等于SPD的泄漏電流和壓敏電壓的變化時間:SCB的動作時間是指SCB從檢測到異常電流到斷開電路的時間,它應(yīng)小于或等于SPD的泄漏電流和壓敏電壓的變化時間,以保證SCB能夠及時地保護(hù)SPD。

SPD(電涌保護(hù)器)是一種用于防止雷電和其他瞬態(tài)過電壓對電氣設(shè)備造成損壞的裝置,它的內(nèi)部核心是一個氧化鋅壓敏器件,具有非線性的V-I特性。然而,SPD本身也有可能發(fā)生故障或損壞,導(dǎo)致短路或著火等危險情況,因此,SPD的前端需要安裝一種后備保護(hù)器裝置,即SCB(后備保護(hù)器),以實現(xiàn)對SPD的過電流保護(hù)。地凱科技SCB(后備保護(hù)器)是一種專門為SPD設(shè)計的外部隔離開關(guān),它的工作原理是利用電磁體的吸合和釋放來控制觸點的閉合和斷開,從而控制SPD的通斷。SCB的優(yōu)勢主要有能夠分?jǐn)郤PD安裝線路的預(yù)期短路電流,防止SPD起火或爆炸;能夠耐受通過SPD的電涌電流不斷開,保證SPD的防雷功能有效;能夠分?jǐn)郤PD內(nèi)置熱保護(hù)所不能斷開的工頻電流,避免SPD的性能下降或失效。SCB的應(yīng)用范圍主要是SPD的前端,它可以與SPD配套使用,實現(xiàn)對SPD的后備保護(hù)。SCB的選型原則主要有SCB的額定電壓應(yīng)與SPD的額定電壓相同;SCB的分?jǐn)嗄芰?yīng)大于或等于SPD安裝線路的最大短路電流;SCB的動作時間應(yīng)小于或等于SPD的泄漏電流和壓敏電壓的變化時間。

審核編輯 黃宇

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