1引线方法
1.1SPD浪涌保护器两端的电压分析
如图1设备前安装了相应的SPD浪涌保护器,则设备AB点之间的压降UAB=UO+UL1+UL2其中:UP为SPD浪涌保护器电压保护水平,U为为上连接导线的电降,UL2为下接地线的压降。
假设是一个第二类建筑物,从室外引入水管、电力线、信息线。电力线为TN—C—N,在入□界面装设3片SPD浪涌保护器,L1+L2=1m,长的多股铜导线其电感约为1uH,UP=4KV线路无屏蔽。根据GB50057-94(2000版)《建筑物防雷设计规范〉(以下简称G05OO57)第647条计算UAB=Up+L*di/dt=4+8Ax1=12.4KV。GB50343-2004筑筑物电子信息系统防技技术规范》(以简简称GB50343)规定:SPD浪涌保护器的连接导线应平直且长度不宜大于0.5m,那么取L1+L2=0.5m时,UAB=8.2KV
显然,UAB电压过高就失去对设备的保护作用。SPD浪涌保护器的引线是影响设备两端电压的一个重要因子,所所GB50057要求:为使电涌电压足够低,SPD浪涌保护器两端的引线应做到最短。做到这点是SPD浪涌保护器安装的重要环节。
常规SPD浪涌保护器引线做法如图1:配电系统的接地干线连接到接地排,然后从接地排连接线到SPD浪涌保护器接地端,设备外壳接地直接利用接地排或PE线接地。常规的引线方法遇到实际中的特殊情况时,要做到引线尽可能短降低SPD浪涌保护器两端的电压,往往做不到,因此,要采用改进的方法。试作以下探讨。

1)并接线方法。利用图2做法:改引入配电箱(屏)内的接地干线直接连接到SPD浪涌保护器下端,然后从SPD浪涌保护器下端连接到配电箱内接地排,设备外壳接地直接利用接地排或PE线接地。这样对设备来说,其等电位点为配电箱SPD浪涌保护器的接地端(下端在下连接线L2等于零,UL2也等于零。这种方法解决了接地排离SPD浪涌保护器距离过远,无法实现引线小于0.5的技术要求。同样原理利用图3的引线方法,实现了上引线等于零,
也等于零,减少了对要保护设备的冲击。
2)V形引线法。如图3引线方法,其实就是图2和图3两种方法的组合。这种方法等于上下引线长度都是零了,UaB=Up但并不是所有系统都适合这种方法,根据实际采用。
4)多级并接法。实际施工中多级并接法按图5所示方法进行,原理这里不多说了.
4)就近接地法。对于金属配电箱,可把SPD浪涌保护器的下引线直接就近接在箱体上,再接地干线和接地排就近跟箱体可靠电气贯通。箱体是板状而不是线状的,具有良好的低电感特性,保证了SPD浪涌保护器下端的低电位,降低SPD浪涌保护器两端的电压。
5)进出线绑扎法。当缩短引线有难处时,把SPD浪涌保护器的进线L1和出线L2用电胶布一起扎紧,以抵消感应。电流流过导线,导线存在电感,从而在导线周围会产生磁场,磁场具有方向性,电流进去(L1))出来((L2))会产生互相相反的磁场,两个磁场靠近时会互相抵消。所以L1和L2绑扎在一起就会抵消由此产生的压降了,达到降低SPD浪涌保护器两端电压的目的。
2在低压配电系统中SPD浪涌保护器的安装位置
21连排系统中SPD浪涌保护器的安装位置
如图7中SPD浪涌保护器要对1、2、3线路的保护在首选方法是把SPD浪涌保护器安装在SPD浪涌保护器1的位置,对所有的电气设备具有同等的保护水平。但受空间限制时,可在连排系统中安装,如装在如图7中SPD浪涌保护器2的位置,成排导线比总线(SPD浪涌保护器1处的导线)具有更低的感抗,图中SPD浪涌保护器2处只有总线1/3的感抗,可是SPD浪涌保护器2的引线除了CB间长度的外还有BA段,这是我们要注意的关键:不能忽视SPD浪涌保护器的引线长度。
2.2多级SPD浪涌保护器的安装位置
根据GB00557规定,开关型电源SPD浪涌保护器与限电型SPD浪涌保护器之间的距离不大于10m两个限压型SPD浪涌保护器之间的距离大于5在,但这在实际施工中往往会不重视。如图8是2级都是限压型的SPD浪涌保护器,现利用行波理论计算前后级的有效距离,我们知道波在电缆中的传播速度为V=1.5x108m/s,限压元件的响应时间为25门在那么两级间的有效距离为:S=VxT=(05x100m/s)x(25x109s)=3.75m。如果前级是开关型SPD浪涌保护器,放电间隙的动作响应时间T为100ns,那么,波在这个时间差(100-25)ns内向前行进的距离S为:SkVxT=(5.5x108m/s)x(75x10109)s=11.25nu。
根据上面的计算,限压型SPD浪涌保护器之间的线路长度不小于5m则是合适的,电压开关型SPD浪涌保护器与限压型SPD浪涌保护器之间的线路长度不小于10m取得偏小,根据限压型SPD浪涌保护器之间计算有效距离是3.75m,而取值5m的比例,电压开关型SPD浪涌保护器与限压型SPD浪涌保护器之间的线路长度应不小于15m。SPD浪涌保护器安装级间距离达不到GB50057这一要求就要在图8所示位置加装退藕装置。
23SPD浪涌保护器级间退藕电感的确定
在实际的工程中,有时很难保证SPD浪涌保护器之间的距离,经常采用集中电感来等效这个距离。作计算如下:取导线的电感LO≈1.。0x106H/m时,等效10m长导线分布参数的电感量,集中电感为:
L=LOxS=10x106H/mx10m=l0uH
等效5长长导线分布数数的电感量,集中电感为:
L=L0xS=1.0x106H/mx5m=5uH
实际应用时,取导线的电感L0≈1.6×106H/m,电压开关型跟限压型有效距离为15m比较合理,因此通过计算开关型跟限压型之间的集中电感为24uH,限压型和限压型之间的集中电感为8uH。
3SPD浪涌保护器安装不正确的后果
SPD浪涌保护器安装引线过长、位置不准确,SPD浪涌保护器就发挥不了应有的作用,就达不到各级SPD浪涌保护器的电压保护水平应该始终小于设备耐冲击过电压额定值,满足不了雷击瞬间产生的突变电压加上前级SPD浪涌保护器的残压高于后级启动电压,后级SPD浪涌保护器便正常启动的作用。就会导致设备损坏、系统瘫痪等安全事故发生。
4结论
1)SPD浪涌保护器安装要根据实际利用一种或几种方法的组合,要使引线长尽量短,最长不能大于0.5m,以消除或降低引线电感产生的电压,保证设备安全。
2)多级SPD浪涌保护器,,电压开关型和限压型间的有效距离大于15m,限压型间有效距离大于5m,如达不到有效距离,期间要加装合适参数的退藕装置。