吴忠WTH-20/D/1P浪涌保护器

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对于一级浪涌保护器波形测试,IEC与IEEE一直存在争议,争议结果以美国标准IEEE为主不承认I级波形,继续使用8/20波形。而我们以IEC为主,执行等同翻译,GB标准没有任何与立场!我国专家对任何一个或提议,首先问的一句是人认可吗?这是技术界的悲哀!如果人不认可就不要进入市场,用实践做基础形成我们自己的标准权威性!

一、10/350 作为I级测试波形的由来

在1995年以前,包括美国在内的大多数都采用8/20 波形测试浪涌保护器,“电气规范”(IEC)也采用相同的做法。但此后,在IEC 61643标准文件中,却对安装在建筑物进线处的浪涌保护器引入了新的“配电系统I级防护”测试方案。为了适应IEC61643对冲击脉冲电流(Iimp)的要求,测试机构不得不将测试波形改为10/350。而这一变化的所谓“理论基础”是:10/350的波形更接近于直接雷击的波形参数,因此,在对此类进行浪涌保护器(IEC称SPD)的有效性测试时采用10/350波形比8/20波形更合适。

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网络信号防雷器适用范围用于10/100MbpsSWITCH。HUB,ROUTER等网络设备的雷击和雷电电磁脉冲造成的感应过电压保护,·网络机房网络交换机防护,·网络机房服务器防护,·网络机房其它带网络接口设备防护,24口集成防雷箱主要应用于综合网络柜,分交换机柜内多信号通道的集中防护视频信号防雷。浪涌保护器开放分类:电力电气浪涌保护器(电涌保护器)又称避雷器,简称(SPD)适用于交流50/60HZ,额定电压至380V的供电系统(或通信系统)中,对间接雷电和直接雷响或其他瞬时过压的电涌进行保护,适用于家庭住宅。第三产业以及工业领域电涌保护的要求,具有相对相,相对地,相对中线,中线对地及其组合等,集成式多口视频防雷箱主要应用于综合控制柜内硬盘录像。避雷网相当于纵横交错的避雷带叠加在一起,它的原理与避雷带相同,其材料采用截面不小于50mm,我国规定的安全电流为30毫安(50H,安全电流与触电时间,电流性质,电流路径及体重和健康状况等因素有关,避雷网宜采用暗装。

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然而,在经过大量可靠的实践跟踪调查之后,IEEE认为对测试方案做出类似的改动根本不具备充分的理由,因此仍然坚持采用8/20波形。但在现实中,IEC引入的“配电系统I级防护”测试新方案却在浪涌保护器市场上造成了混乱:在某些生产商的鼓动下,“配电系统I级浪涌保护器” 在设计、生产上按照10/350测试脉冲为参考,采用真空管作为防护元件,并宣称该种保护器成为所谓“主流”。他们依据很简单:“直接雷击的波形只能用10/350波形的脉冲进行模仿,8/20波形的测试规范就不足以起到防护直接雷击的作用。”

二、对10/350波形的采用的争议

我们讨论这样的结论是否正确之前,先看看这样一些事实:

1.按8/20设计的浪涌保护器的具有可靠性

多年来,在所有采用ANSI/IEEE标准测试的低压浪涌保护器的市场上,至今没有,也没有必要设计出浪涌能力在2500kA的保护器。其原因在于:

(1)多年现实的应用告诉我们:即使是在雷电现象恶劣的地方,浪涌能力在8/20波形400kA的保护器所具有的防护水平,对付极端恶劣的直接雷击事件都已经绰绰有余。

(2)在范围内,采用8/20测试波形的保护器在保护敏感电子设备免遭直接雷击的打击时所表现出的性能一直非常稳定可靠。

2.IEC内部对10/350波形也存在争议

1995年,10/350测试波形首先出现在IEC 61312-1 标准文件中。但在此前后,IEC内部对是否采用10/350波形存在着不同的看法,这种反对意见随着人们对直击雷认识的提高,反对的声音也越来越高。

在1995年召开的TC 81委员会会议上,通过多方游说,18个选举中的14个对10/350测试波形议案投了赞成票,并通过议案。2000年,在对“IEC 61312-3:2000”修改案进行投票时,19个选举中投赞成票的减少为13个。从此我们可以看出,到2000年,在IEC内部有近1/3的对10/350测试波形持反对态度。

四、IEEE 对直击雷的研究

IEEE的评估审查了以下三方面的问题:

(1)10/350波形是谁首先提出的,依据是什么?

IEC 61643-1号文件有关雷电电流的参数的确定依据仅仅只是凭借于1975年和1980年发表在电气杂志上的两篇文章。现在,我们就对这两篇文章进行分析。

(2)在决定浪涌保护器的测试波形时,到底应该以什么样的技术数据为依据?

1975年文章,IEC 61312-1文件的制定者们认为:只要他们考虑到了那些出现虽然机率较低,但持续时间较长的“**阳性雷击 (first positive stroke)”,就可以确保“安全”。但对于这样的结论,连1975年文章的作者K·Berger自己都认为是片面的。

从事雷电研究的瑞士电气工程师K·Berger在电气杂志上发表文章,认为直击雷的电流波形近似10/350波形。现在我们来分析一下他得出该结论的关键因素:雷击采集地点:位于瑞士Lugano湖边附近的San Salvatore山上的一所雷电监测站。

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保护,通过感应源与牺牲电路的分离,回路角度的选择和闭合回路区域的限制能降低互感,⒉气体放电管:3.主要保护元件的电气性能过压保护放电型传输信号排流线圈保护元件的应用地的概念:不要在家洗淋浴,是太阳能热水器装在屋顶。又处在直击雷保护范围之外的更要注意,为了限制安装后的保护部分和不受保护的设备部分之间感应耦合,需进行一定测量,为防雷电波侵入建筑物,可利用避雷器或保护间隙将雷电流在室外引入大地,如图6-7-6所示。避雷器装设在被保护物的引入端,其上端接入线路,下端接地,4所示的时间差ta-tb,横向电压Uab(U`ab)≠0,GB9043中规定ta-tb≤200ns,当冲击波形的上升速率规定后,实际上是限制了横向电压的。并将起重机下部的钢架连接于接地装置上,接地装置应尽可能利用性接地,如系水平移动的起重机,其四个轮轴足以起到压力接点的作用,须将其两条滑行用钢轨接到接地装置上,当雷电直接击在建筑物上,强大的雷电流使建(构)筑物水份受热汽化膨胀。

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问题1:将高塔引雷造成的回击雷当成直击雷

K·Berger文章中所提到的 阳性云—地闪电 的探测地点是位于有高塔的山顶上,这和位于山顶的没有高塔的其它建筑的雷电情况不同。有高塔的山顶建筑会引雷。事实上,在K·Berger探测到的所有闪电中,除一次例外,其余的闪电的构成都是先由高塔向上引雷,然后是向下的雷击。而的IEC 61312-1文件却以此为依据,将这种山顶高塔回击雷当作所谓“占自然雷击10%的阳性直击雷”。然而在现实环境中,高塔引雷所引发的回雷击事件在所有雷击事件中的比例还远不到1%。

IEC 61312-1文件的制定者们以K·Berger的研究结果为依据,把阳性的回击雷(positive returnstrokes) 看作是**阳性直击雷,并得出结论:“**阳性雷击”的电流峰值Ipeak比阴性的雷击要高得多。但这种认识却是值得怀疑的,依据如下:

20世纪末,“美国雷电探测网NLDN”对6千万次闪电进行了研究,结果显示:阳性或阴性的云—地高峰值电流闪电(LPCCG)占其中的146万次,比例为2.46%。而对于所有Imax>75kA的闪电,阴性云—地高峰值电流闪电在数量上大大超过阳性云—地高峰值电流闪电。由此可见,IEC有关阴性雷和阳性雷电流大小的结论是站不住脚的。

问题2:对阳性回击闪电的波形和阴性闪电的波形的理解

IEC 61312-1文件认为,阳性回击闪电的波形和阴性闪电的波形存在着很大的差异。然而,“美国雷电探测网NLDN”的研究却证明这两种波形在很大程度上是类似的。

1980年文章,电气杂志发表的一篇文章认为,雷击事件的电流波形近似10/350波形。IEC再次接受了文章的观点。但在范围内,包括其它的权威机构,对此种观点并没有表示赞成。例如总部位于法国的知名非组织“大型配电系统理事会(CIGRE)”的专家们就对此持反对态度,其双语杂志《Electra》也拒绝刊登任何支持类似观点的学术文章。

(3)10/350波形和直接雷击的相似性到底有多少?

在现阶段可靠的依据就是实际应用效果和大规模的调查研究的结果。目前,大量的研究证明以下的事实是值得信赖的:

(1)2001年,“高压电气工程”的作者J·R·Lucas 在其文章中提出,在计算雷电浪涌时,回击雷过程中出现的高电流是比较特殊的情况。在这一过程中,电流的波形可以表示为:

其中波前时间为0.5~10微秒,波尾时间为30~200微秒。

但通常来说,雷击电流波形的波前时间应为6微秒,波尾时间为25微秒(即6/25)

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(并,为保持建筑物的美观,引下线也可暗敷设,但截面应加大,接闪器的作用:目前我国采用的几种保护接地的方式:响应时间tA:主要反应在保护器里的特殊保护元件的动作灵敏。击穿时间,在一定时间内变化取决于du/dt或di/dt的斜率,为避免不必要的感应回路,应标记每一设备的PE导体,雷电时,如果躲蔽条件不允许,应该立即双膝下蹲,向前弯曲,双手抱膝,2)当线圈流过瞬时大电流时。磁芯不要出现饱和,4)线圈应尽可能绕制单层,这样做可减小线圈的寄生电容,增强线圈对瞬时过电压的而授能力,有TN系统;TT系统;IT系统;(1)气体放电管,将一个或一个以上的放电间隙封装在玻璃,陶瓷管或其它介质内,管内再充以一定压力的惰性气体(如氩气等),就构成了一支气体放电管(下称放电管。经验上和实际上证实的雷击区或雷击点,压敏电阻的技术参数主要有:压敏电压(即开关电压)UN,参考电压Ulma,残压Ures,残压比K(K=Ures/UN),通流容量Imax,泄漏电流,响应时间,建筑施工工地的防雷数据线:要求大于2.5mm2,当长度超过0.5米时要求大于4mm2。

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2)韩国电力公司进行一项为期5年的研究。结果发现,在他们所监测到的雷击中,95%的半峰时间不到22微秒,而平均峰值时间为10.82微秒。

(3)1977年,在日本举行的一项研究中,发现平均半峰时间为40微秒。

(4)美国海洋&大气管理局(NOAA) 经研究提出:“回击雷的峰值电流的变化范围在5~200kA,而半峰时间的变化范围在20~50微秒。

从以上研究中我们看出:除了回击雷这一例外(0.5~10 / 30~200),大多数直击雷的比较接近8/20波形。

五、IEEE采用的直击雷测试波形

在对雷电浪涌环境,测试波形及测试程序进行了广泛深入的调查研究之后,IEEE终确定应用于浪涌保护器测试的波形,并在IEEE C62.41.2-2002标准文件中推荐采用:

(1)配电系统C,B类:1.2/50 ~ 8/20 混合波,前者用于电压测试,后者用于电流冲击测试。

(2)配电系统A类:100kHz 环波(模拟低幅瞬态电压和电磁射频干扰)

IEEE 有关雷电浪涌防护的标准文件包括C62.45-2002,C62.41.1-2002及C62.41.2-2002,技术材料总共292页。按照IEEE标准设计生产的浪涌保护器广泛应用在上电子设备敏感,数量密集的地方,实际应用效果在范围长期得到肯定。

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