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SPD前为什么要安装SCB后备保护器装置

  • 发布时间:2024-03-05 15:09:16
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    SPD(电涌保护器)是一种用于防止雷电和其他瞬态过电压对电气设备造成损坏的装置,它可以在电路中并联安装,当电压超过设定值时,将过电压导向地线,从而保护电气设备。然而,SPD本身也有可能发生故障或损坏,导致短路或着火等危险情况,因此,SPD的前端需要安装一种后备保护器装置,即SCB(后备保护器),以实现对SPD的过电流保护。SCB是一种专门为SPD设计的外部隔离开关,它具有以下特点:(1)能够分断SPD安装线路的预期短路电流,防止SPD起火或爆炸;(2)能够耐受通过SPD的电涌电流不断开,保证SPD的防雷功能有效;(3)能够分断SPD内置热保护所不能断开的工频电流,避免SPD的性能下降或失效。地凯科技将从SPD的工作原理、故障模式、保护要求等方面,分析SPD前为什么要安装SCB后备保护器装置,以及SCB的工作原理、优势、应用范围等方面,为SPD的正确选型和安装提供参考。

    1. SPD的工作原理和故障模式

    SPD(电涌保护器)是一种用于防止雷电和其他瞬态过电压对电气设备造成损坏的装置,它可以在电路中并联安装,当电压超过设定值时,将过电压导向地线,从而保护电气设备。SPD的内部核心是一个氧化锌压敏器件,氧化锌是由晶粒组成,晶粒被具有P-N结半导体结构的晶界层隔开,这些晶界层决定了压敏电阻的V-I特性。

    当电压低于一定值时,SPD的电阻很大,几乎不通过电流,相当于一个开路;当电压高于一定值时,SPD的电阻急剧下降,通过大量电流,相当于一个短路。这样,SPD就可以在正常工作电压下不影响电路的运行,而在异常过电压下将过电压导向地线,从而保护电气设备。

    然而,SPD本身也有可能发生故障或损坏,导致短路或着火等危险情况。SPD的故障模式主要有以下几种:

    开路失效:当SPD承受的电涌电流超过其额定值时,氧化锌压敏器件可能会发生炸裂性损坏,导致SPD的放电通路被切断,相当于一个开路。这种情况下,SPD的防雷功能失效,但不会对电气设备造成危害,也不会影响电网的供电。

    短路失效:当SPD承受的电涌电流超过其额定值时,氧化锌压敏器件可能会发生短路性损坏,导致SPD的放电通路被短路,相当于一个短路。这种情况下,SPD的防雷功能失效,而且会对电气设备造成危害,也会影响电网的供电。如果SPD的前端没有安装过电流保护装置,或者过电流保护装置不能及时断开,SPD就有可能发生起火或爆炸,造成严重的后果。

    性能下降:当SPD承受的电涌电流超过其额定值时,氧化锌压敏器件可能会发生部分损坏,导致SPD的压敏电压下降,相当于一个电阻。这种情况下,SPD的防雷功能降低,而且会增加SPD的泄漏电流,从而加速SPD的老化,最终导致SPD的失效。

    为了避免SPD的故障或损坏,SPD的内部一般都设有热保护机构,当SPD发生异常时,热保护机构可以自动断开SPD的放电通路,从而保护SPD和电气设备。然而,热保护机构的动作时间较长,不能及时响应SPD的瞬态故障,而且热保护机构本身也有可能失效或损坏,因此,SPD的前端还需要安装一种后备保护器装置,即SCB(后备保护器),以实现对SPD的过电流保护。

    2. 地凯科技SCB后备保护器的工作原理和优势

    SCB(后备保护器)是一种专门为SPD设计的外部隔离开关,它是根据IEC430.3-61643-4中的第43条开发的一种设备:在电路引起危险之前,采用适当的过电流保护装置。

    1. 执行标准:NB/T 42150-2021《低压电涌保护器专用保护装置》。

    依据标准(GB50057和GB50343)相关规定,电涌保护器(简称:SPD)回路前端必须串联过电流保护电器,传统的过电流保护电器往往采用熔断器和断路器,由于熔断器和断路器的性能与SPD不匹配,当SPD失效(开路或短路)时,设备会遭雷击损坏或导致发生火灾事故。电涌后备保护器(简称SCB)专为SPD设计,与SPD配套使用,能够耐受大雷电冲击不分断,确保SPD的防雷效果;当SPD发生故障后小工频电流流过时,SCB迅速分断,能够有效消除由于SPD失效引起的安全隐患。产品具有远程告警功能(可选配),方便在客户端监控到SCB的通、断状态。

    SCB的工作原理是利用电磁体的吸合和释放来控制触点的闭合和断开,从而控制SPD的通断。电磁体的吸合和释放又取决于通过SPD的电流的大小和时间,从而实现对不同类型的电流的选择性分断。SCB的工作过程可以分为以下几种情况:

    正常工作电流:当通过SPD的电流为正常工作电流时,电磁体不吸合,触点保持闭合,SPD正常工作,不影响电路的运行。

    雷电流:当通过SPD的电流为雷电流时,由于雷电流的时间很短,电磁体的吸合力小于弹簧的复位力,触点保持闭合,SPD正常放电,不断开电路。

    过电压:当通过SPD的电流为过电压时,由于过电压的时间较长,电磁体的吸合力大于弹簧的复位力,触点断开,SPD停止放电,断开电路。

    短路电流:当通过SPD的电流为短路电流时,由于短路电流的大小很大,电磁体的吸合力远大于弹簧的复位力,触点迅速断开,SPD停止放电,断开电路。

    地凯科技SCB后备保护器的优势主要有以下几点:

    能够分断SPD安装线路的预期短路电流,防止SPD起火或爆炸:SCB的分断能力是根据SPD安装线路的短路电流来设计的,一般为6kA或10kA,这样,当SPD发生短路故障时,SCB可以及时断开电路,避免SPD的过热或着火,保证电气设备和人员的安全。

    能够耐受通过SPD的电涌电流不断开,保证SPD的防雷功能有效:SCB的触点是采用特殊的材料和结构,能够承受高温和高压,不会因为通过SPD的电涌电流而熔化或粘连,从而保证SPD的正常放电,实现对电气设备的防雷保护。

    能够分断SPD内置热保护所不能断开的工频电流,避免SPD的性能下降或失效:SCB的动作时间是根据SPD的泄漏电流和压敏电压的变化来设计的,一般为0.1s或0.2s,这样,当SPD发生性能下降时,SCB可以及时断开电路,避免SPD的进一步老化或损坏,延长SPD的使用寿命。

    3. SCB的应用范围和选型原则

    SCB的应用范围主要是SPD的前端,它可以与SPD配套使用,实现对SPD的后备保护。SCB的选型原则主要有以下几点:

    SCB的额定电压应与SPD的额定电压相同:SCB的额定电压是指SCB能够正常工作的电压范围,它应与SPD的额定电压相同,以保证SCB和SPD的协调性。

    SCB的分断能力应大于或等于SPD安装线路的短路电流:SCB的分断能力是指SCB能够分断的电流,它应大于或等于SPD安装线路的短路电流,以保证SCB能够有效地保护SPD。

    SCB的动作时间应小于或等于SPD的泄漏电流和压敏电压的变化时间:SCB的动作时间是指SCB从检测到异常电流到断开电路的时间,它应小于或等于SPD的泄漏电流和压敏电压的变化时间,以保证SCB能够及时地保护SPD。

    SPD(电涌保护器)是一种用于防止雷电和其他瞬态过电压对电气设备造成损坏的装置,它的内部核心是一个氧化锌压敏器件,具有非线性的V-I特性。然而,SPD本身也有可能发生故障或损坏,导致短路或着火等危险情况,因此,SPD的前端需要安装一种后备保护器装置,即SCB(后备保护器),以实现对SPD的过电流保护。地凯科技SCB(后备保护器)是一种专门为SPD设计的外部隔离开关,它的工作原理是利用电磁体的吸合和释放来控制触点的闭合和断开,从而控制SPD的通断。SCB的优势主要有能够分断SPD安装线路的预期短路电流,防止SPD起火或爆炸;能够耐受通过SPD的电涌电流不断开,保证SPD的防雷功能有效;能够分断SPD内置热保护所不能断开的工频电流,避免SPD的性能下降或失效。SCB的应用范围主要是SPD的前端,它可以与SPD配套使用,实现对SPD的后备保护。SCB的选型原则主要有SCB的额定电压应与SPD的额定电压相同;SCB的分断能力应大于或等于SPD安装线路的短路电流;SCB的动作时间应小于或等于SPD的泄漏电流和压敏电压的变化时间。

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