電源防雷器在建筑物防雷中標稱放電電流

 

電源防雷器參數(shù)In指的是防雷器的標稱放電電流，電源防雷器（雷電計數(shù)器校驗儀）的選擇除了要知道電壓還應(yīng)該根據(jù)合適的情況選擇放電電流合適的防雷產(chǎn)品，這樣才能更有效的保護好設(shè)備。在低壓配電系統(tǒng)中，安裝于建筑物入口處，即 LPZ0A 或 LPZ0B 區(qū)與 LPZ1 區(qū)交界處的 B 級電源防雷器主要用于瀉放電源線路遭受直接雷擊或電源線路感應(yīng)雷電時的雷電流能量，而次級（C級或D級）電源防雷器主要用于鉗制電源線路的過電壓，防止設(shè)備因過電壓沖擊而損壞。而在GB50057-94（2000 版）《建筑物防雷設(shè)計規(guī)范》中僅對 B 級電源防雷器（雷電計數(shù)器校驗儀）標稱放電電流 In 值的選擇規(guī)定 的較為清楚，而對次級（C 級或者 D 級）電源防雷器標稱放電電流 In 值的選擇規(guī)定的較為模糊， 在新的國標 GB 50343-2004《建筑物電子信息系統(tǒng)防雷技術(shù)規(guī)范》頒布后，關(guān)于次級電源防雷器標 稱放電電流 In 值的選擇存在一些爭議，本文就此提出一些觀點供業(yè)內(nèi)技術(shù)專家進行討論。

 

1     電源防雷器標稱放電電流 In 值的選擇原則

 

 對于在建筑物中所使用的電源防雷器（SPD）設(shè)備 GB 50057-94（2000 版）《建筑物防雷設(shè)計 規(guī)范》這本國家強制執(zhí)行標準做了如下要求：標準第 6.4.4 條規(guī)定“電源防雷器必須能承受預(yù)期通 過它們的雷電流，并應(yīng)符合以下兩個附加要求：通過電涌時的zui大箝壓，有能力熄滅在雷電流通過 后產(chǎn)生的工頻續(xù)流。”

在建筑物進線處和其它防雷區(qū)界面處的zui大電涌電壓，即電源防雷器（雷電計數(shù)器校驗儀）的zui大箝壓加上其兩端引 線的感應(yīng)電壓應(yīng)與所屬系統(tǒng)的基本絕緣水平和設(shè)備允許的zui大電涌電壓協(xié)調(diào)一致。為使zui大電涌電 壓足夠低，其兩端的引線應(yīng)做到zui短。在不同界面上的各電源防雷器還應(yīng)與其相應(yīng)的能量承受能力 相一致。

GB 50057-94（2000 版）《建筑物防雷設(shè)計規(guī)范》標準的表 6.4.4 同 GB 50343-2004《建筑物電 子信息系統(tǒng)防雷技術(shù)規(guī)范》標準的表 5.4.1-1 是一樣的，后者引用前者，表中的數(shù)據(jù)都來自于 IEC 標準。可見二者在對電源防雷器的選擇和保護目的上是一致的。都是依據(jù)線路中設(shè)備所能承受的沖 擊過電壓值來進行選擇。IEC 標準將由電網(wǎng)供電的電氣設(shè)備按其耐雷電脈沖過電壓水平劃分為四級， 以便合理地確定不同的防護措施。雷電脈沖過電壓可隨雷電傳導(dǎo)方向衰減，但調(diào)查表明這種衰減并 不明顯，更合理和實用的確定過電壓水平的方法是概率統(tǒng)計法。

然而，雖然兩標準在對 電源防雷器 標稱放電電流 In 值的選擇上都留有一定的“裕度”，并選擇了相同 的依據(jù)，但是卻存在有很大的分歧。主要分歧在于 GB 50057 標準考慮的出發(fā)點是“考慮到雷電流 分配到電源系統(tǒng)的zui惡劣環(huán)境下，后級線路殘余感應(yīng)電壓為前級 電源防雷器 殘壓的兩倍的情況下，后級線 路殘余感應(yīng)電壓應(yīng)小于被保護設(shè)備耐壓（程控耐壓測試儀）水平的 80%。”而 GB 50343 標準建議“從安全和可靠性的角 度考慮，應(yīng)在計算值的基礎(chǔ)上增大后級 電源防雷器 耐雷電沖擊電流的裕度”并且給出了“系數(shù)為 5 倍”的參數(shù)。因此在其標準的表 5.4.1-2 中建議“第二級 電源防雷器 的標稱放電電流 In 值為 8/20μs 波形下

	TT 系統(tǒng)	TN 系統(tǒng)	IT 有中性線	IT 無中性線	單相電源系統(tǒng)
一類建筑物	25kA/25kA	25kA/25kA	25kA/25kA	33.3kA/35kA	33.3kA/35kA
二類建筑物	18.75kA/25kA	18.75kA/25kA	18.75kA/25kA	25kA/25kA	25kA/25kA
三類建筑物	12.5kA/15kA	12.5kA/15kA	12.5kA/15kA	16.5kA/25kA	16.5kA/25kA

	TT 系統(tǒng)	TN 系統(tǒng)	IT 有中性線	IT 無中性線	單相電源系統(tǒng)
一類建筑物	15kA/15kA	15kA/15kA	15kA/15kA	20kA/25kA	20kA/25kA
二類建筑物	11.25kA/15kA	11.25kA/15kA	11.25kA/15kA	15kA/15kA	15kA/15kA
三類建筑物	7.5kA/15kA	7.5kA/15kA	7.5kA/15kA	10kA/15kA	10kA/15kA

表 3    遠端設(shè)備處 電源防雷器 標稱放電電流  In 的選擇

的計算。雷電流參數(shù)依據(jù)本標準表 6.2 提供的參數(shù)計算。線路參數(shù)依據(jù)國家標準推薦的引線長度為  1m  時（電感為

1μH/m）。

2、數(shù)據(jù)為：計算值 In 值/所選型號 In 值。此 In 值為 8/20μs  波形 電源防雷器 通流幅值。

 

I、II  類設(shè)備處所選用安裝的 電源防雷器（雷電計數(shù)器校驗儀） 標稱放電電流  In 的計算過程：

①按照 GB 50057-94 附表 6.2 確定建筑雷電流幅值。Ⅰ類：50kA；Ⅱ類：37.5kA；Ⅲ類：25kA。

②確定所需計算的配電方式中需保護的線數(shù)。TT、TN、有中性線的 IT 按需保護四線計算。無 中性線的 IT 和單相電源系統(tǒng)按需保護三線計算。

③依據(jù) GB 50057-94 標準，按 50%雷電流分配到電源系統(tǒng)計算。

 

4     結(jié)    論

 

1．GB 50057-94（2000 版）《建筑物防雷設(shè)計規(guī)范》標準同 GB 50343-2004《建筑物電子信息 系統(tǒng)防雷技術(shù)規(guī)范》標準在對電源防雷器的選擇和保護目的上是一致的。都是依據(jù) IEC 標準提供的 數(shù)據(jù)，按照線路中設(shè)備所能承受的沖擊過電壓值來進行選擇。但是兩標準在對次級電源防雷器標稱 放電電流 In 值的選擇存在一些分歧。

 

2．建筑物入口處，即 LPZ0A 或 LPZ0B 區(qū)與 LPZ1 區(qū)交界處安裝的電源防雷器（電源防雷器）的標稱 放電電流 In 值的選擇 GB 50057-94（2000 版）《建筑物防雷設(shè)計規(guī)范》規(guī)定的較為清楚，對于次級 電源防雷器標稱放電電流（大電流發(fā)生器） In 值的選擇，第二級 電源防雷器 的標稱放電電流 In 值宜選擇 8/20μs 波形下 20kA， 第三級 電源防雷器 的標稱放電電流 In 值宜選擇 8/20μs 波形下 10kA。

 

3.電源防雷需做三級防雷，三級防雷中選擇合適的防雷器是要明確的，不能只選放電電流大（大電流發(fā)生器）的，更不能糊涂亂選。