Mối quan hệ giữa điện áp dư của bộ chống sét và mức điện áp bảo vệ

Thuật ngữ cấp bảo vệ điện áp và điện áp dư SPD
Điện áp dư U là điện áp đỉnh trên bộ chống sét hoặc bộ chống sét lan truyền khi dòng phóng điện chạy qua.
Mức bảo vệ điện áp (mức bảo vệ điện áp Lên) đặc trưng cho thông số hoạt động của bộ chống sét lan truyền để giới hạn điện áp giữa các đầu nối và giá trị của nó có thể được chọn từ danh sách các giá trị ưu tiên.Giá trị mức bảo vệ điện áp phải lớn hơn giá trị lớn nhất của điện áp giới hạn.

Hình dưới đây là đường cong điện áp-dòng điện của bộ chống sét loại varistor (MOV).Theo các đặc tính của MOV, các dòng phóng điện khác nhau tương ứng với các điện áp dư khác nhau.Đối với bộ chống sét lan truyền giới hạn điện áp được thử nghiệm cho cấp II, mức bảo vệ điện áp là giá trị điện áp dư lớn nhất dưới dòng phóng điện danh định In.
Mức bảo vệ điện áp Up có thể giới hạn điện áp tăng trong phạm vi cho phép.Để bảo vệ thiết bị được bảo vệ một cách hiệu quả, cần xem xét điện áp tự cảm giảm ΔU của dây dẫn trên và dưới của bộ chống sét, và mức điện áp bảo vệ hiệu dụng Up / f không được lớn hơn giới hạn điện áp chịu đựng Uw của thiết bị được bảo vệ thiết bị, cụ thể là:
Lên / f = Lên + ΔU ≤ Uw (1)
ở đâu:

Up / f —— mức bảo vệ điện áp hiệu dụng của bộ chống sét lan truyền, kV;

Lên - mức bảo vệ điện áp của bộ chống sét lan truyền, kV;

Uw —— thiết bị chịu được định mức điện áp xung, kV.

phân tích trường hợp
Một trường hợp đã được thảo luận trong tài liệu: SPD1 với In 20 kA và Up = 1,8 kV, mức bảo vệ điện áp hiệu dụng của nó là: Up / f = Up + ΔU = Up + L × (di / dt) = 1,8 + 0,5 × 20 / 8 = 1,8 + 1,25 = 3,05 kV.

Khi thay thế SPD1 bằng SPD2 với In là 80 kA và Up = 2,5 kV, các vấn đề sau phát sinh:

một.Câu hỏi 1: Đối với SPD2, Up / f = Up + ΔU ≤ Up + L × (di / dt) = 2,5 + 5 = 7,5 kV, lớn hơn nhiều so với Uw (4 kV) mà thiết bị được bảo vệ yêu cầu, do đó, SPD2 Thiết bị sẽ không được bảo vệ và công thức (1) là không hợp lý.

b.Câu 2: SPD2 có In là 80 kA thực sự sử dụng song song 4 biến trở.Khi dòng điện tăng 20 kA xảy ra, mỗi biến thể sẽ ngắt khoảng 5 kA và điện áp dư trên SPD2 cao hơn trên SPD1.Nhỏ, hiệu quả bảo vệ thực tế cũng tốt hơn, điều này mâu thuẫn với vấn đề 1.

Trên thực tế, việc lựa chọn bộ chống sét lan truyền SPD phụ thuộc vào hai thông số quan trọng:

một.Giới hạn điện áp chịu đựng Uw của thiết bị được bảo vệ tại vị trí lắp đặt được sử dụng để chọn cấp bảo vệ điện áp Nâng lên của SPD.

b.Đầu vào của SPD phải được chọn theo dòng phóng điện dự kiến ​​tại vị trí lắp đặt và dòng phóng điện danh định của SPD do nhà sản xuất công bố phải đáp ứng 15 lần của 8/20 μs cực tính dương In.

Trước hết, SPD1 với In là 20 kA và Up = 1,8 kV được chọn cho thiết kế.Việc bảo trì và thay thế cũng phải tuân theo đặc điểm kỹ thuật này.Không thể chọn SPD2 với In là 80 kA và Up = 2,5 kV.phối hợp năng lượng.

Thứ hai, điện áp tự cảm giảm ΔU trên SPD2 trong câu hỏi 1 không thể được tính bằng cách lấy tham số dòng phóng danh định của SPD (In = 80 kA) vào công thức L × (di / dt), nhưng dòng phóng dự kiến ​​tại nơi lắp đặt (In = 80 kA) 20 kA), do đó "ΔU = L × (di / dt) = 5 kV" là sai.

Thứ ba, đối với SPD giới hạn điện áp, theo Điều 6.4.6 của GB 50057 - 2010, ΔU tại điểm mà đường dây ngoài trời đi vào tòa nhà được tính là 1 kV / m, và sau đó nó có thể được tính là ΔU = 0,2 CÚ.Khoản 8 của Điều 5.4.3 của GB 50343 - 2012 yêu cầu rằng "tổng chiều dài của dây dẫn ở cả hai đầu của SPD không được lớn hơn 0,5 m", nghĩa là, ΔU nơi đường dây ngoài trời đi vào tòa nhà không được lớn hơn 0,5 kV;Điều 4.3.8 của GB 50057 - 2010 4 "Giá trị mức bảo vệ điện áp của bộ chống sét lan truyền phải nhỏ hơn hoặc bằng 2,5 kV", và giá trị của SPD tiếp theo là ΔU = 0,2UP≤ 0,5 kV được tính toán.Phương pháp tính toán "ΔU = L × (di / dt) = 1,8 + 0,5 × 20/8 = 1,8 + 1,25" không được dùng trong định mức.

Thứ tư, để cải thiện khả năng hiện tại của bộ chống sét lan truyền kiểu mô-đun SPD, cần phải tăng diện tích và số lượng kết nối song song của biến thể;Để cải thiện tuổi thọ, độ dày của varistor cũng sẽ được tăng lên để phù hợp với các cấp khác nhau và các vị trí khác nhau.Sự cần thiết của thiết bị được bảo vệ.Không nên thay SPD1 bằng In 20 kA và Up = 1,8 kV bằng SPD2 với In 80 kA và Up = 2,5 kV.