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选择外部短路保护器 (SCPD)

来自电气装置应用(设计)指南

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保护器(热和短路)必须与浪涌保护器协调,以确保可靠的操作,亦即:

  • 确保操作的连续性:

  - 能够承受雷电电流波;
  - 不会产生过大的残余电压

  • 确保能够针对各种过电流提供有效的保护:

  - 在压敏电阻热失控之后产生的过载;
  - 低密度短路(阻抗);
  - 高密度短路


在浪涌保护器寿命结束时要避免的风险

  • 老化导致的风险

如果因为老化而导致浪涌保护器使用寿命自然结束,那么应提供热保护。带有压敏电阻的浪涌保护器必须有一个内部分断器,可以禁用浪涌保护器。

注释:寿命结束的热失控不涉及采用气体放电管或封装火花隙的浪涌保护器。

  • 故障导致的风险

在使用寿命结束时导致短路的原因包括:
  - 超过了最大放电容量。
此故障导致较强的短路。
  - 配电系统导致的故障(中性线/相切换,中性线断开)。   - 压敏电阻性能逐渐退化。
后两种故障导致阻抗短路。

必须采取措施防止装置因这些故障而损坏:上文所提到的内部(热)分断器没有足够的时间来准备,因此无法及时操作。所以应安装一种称为“外部短路保护器(外部SCPD)”的特殊器件,它可以消除短路。它可以通过一个断路器或熔断器来实现。


外部短路保护器的特征

外部短路保护器应与浪涌保护器协调。它可以满足如下两个约束条件:

雷击电流耐受能力

雷击电流耐受能力是浪涌保护器的外部短路保护器的主要特征。

外部短路保护器必须确保在连续出现15个冲击电流In的情况下不会脱扣。

短路电流耐受能力

  • 根据安装规则来确定分断容量(IEC 60364标准):

外部短路保护器的分断容量应等于或大于安装点的预期短路电流Isc(根据IEC 60364标准)。

  • 保护装置不受短路影响

阻抗短路会耗散大量能量,应快速消除,以防止损坏装置和浪涌保护器。

必须由制造商给出浪涌保护器及其外部短路保护器的合适组合形式。


外部短路保护器的安装模式

  • “串联”器件

如果由被保护网络的常规保护器来提供保护,则将短路保护器称为“串联”(参见图表 J33)(比如位于装置上游的连接断路器)。


图表 J33.jpg


图表 J33: “串联” 短路保护器


  • “并联”器件

如果由与浪涌保护器相连的保护器来提供特殊保护,则将短路保护器称为“并联” (参见图表 J34)。

  • 如果由一个断路器来实现功能,则外部短路保护器称为一个“分断断路器”。
  • 分断断路器可以集成或不集成到浪涌保护器中。


图表 J34a.jpg

图表 J34b.jpg


图表 J34: “并联”短路保护器


注释:
对于带有气体放电管或封装火花隙的浪涌保护器 ,短路保护器可以在使用后立即断开电流。


保证防护功能

外部短路保护器应该与浪涌保护器进行协调,并由浪涌保护器制造商根据推荐的IEC 61643-11标准(NF EN 61643-1)中性线的分断进行测试和保证。另外还需要根据制造商的建议安装它。

在集成了此器件之后,应遵守产品标准IEC 61643-11,这样可以确保其正常的防护功能。


图表 J35.jpg


图表 J35: 带外部短路保护器的浪涌保护器, 非集成式(iC60 + PRD 40r)和集成式(Quick PRD 40r)

外部短路保护器特征总结

外部短路保护器的详细特征详细分析了特征。

图表 J36中的表格通过实例总结了各种外部短路保护器的特征。


外部短路保护器的安装模式 
 
串联 并联
  连接熔断器保护功能 连接断路器保护功能 集成断路器保护功能
图表 J36a.jpg 图表 J36b.jpg 图表 J36c.jpg 图表 J36d.jpg
设备的浪涌保护 {{#tag:math|\definecolor{bggrey}{RGB}{234,234,234}\pagecolor{bggrey}\color{RoyalBlue}\mathbf{{=} } }}  {{#tag:math|\definecolor{bggrey}{RGB}{234,234,234}\pagecolor{bggrey}\color{RoyalBlue}\mathbf{{=} } }} {{#tag:math|\definecolor{bggrey}{RGB}{234,234,234}\pagecolor{bggrey}\color{RoyalBlue}\mathbf{{=} } }} {{#tag:math|\definecolor{bggrey}{RGB}{234,234,234}\pagecolor{bggrey}\color{RoyalBlue}\mathbf{{=} } }} 
不管连接何种外部短路保护器,浪涌保护器都能给设备提供满意的保护
装置寿命结束时的保护 {{#tag:math|\definecolor{bggrey}{RGB}{234,234,234}\pagecolor{bggrey}\color{RoyalBlue}{{-} } }}  {{#tag:math|\definecolor{bggrey}{RGB}{234,234,234}\pagecolor{bggrey}\color{RoyalBlue}{{=} } }} {{#tag:math|\definecolor{bggrey}{RGB}{234,234,234}\pagecolor{bggrey}\color{RoyalBlue}{{+} } }} {{#tag:math|\definecolor{bggrey}{RGB}{234,234,234}\pagecolor{bggrey}\color{RoyalBlue}{{+ +} } }} 
无法保证保护功能; 制造商保证 全面保证
并不能很好地保证阻抗短路防护功能 可以很好地保证短路防护功能
在寿命结束时的连续操作能力 {{#tag:math|\definecolor{bggrey}{RGB}{234,234,234}\pagecolor{bggrey}\color{RoyalBlue}{{- -} } }}  {{#tag:math|\definecolor{bggrey}{RGB}{234,234,234}\pagecolor{bggrey}\color{RoyalBlue}{{+} } }} {{#tag:math|\definecolor{bggrey}{RGB}{234,234,234}\pagecolor{bggrey}\color{RoyalBlue}{{+} } }} {{#tag:math|\definecolor{bggrey}{RGB}{234,234,234}\pagecolor{bggrey}\color{RoyalBlue}{{+} } }} 
关闭整个装置 只关闭浪涌保护器
在寿命结束时的维护 {{#tag:math|\definecolor{bggrey}{RGB}{234,234,234}\pagecolor{bggrey}\color{RoyalBlue}{{- -} } }}  {{#tag:math|\definecolor{bggrey}{RGB}{234,234,234}\pagecolor{bggrey}\color{RoyalBlue}{{=} } }} {{#tag:math|\definecolor{bggrey}{RGB}{234,234,234}\pagecolor{bggrey}\color{RoyalBlue}{{+} } }} {{#tag:math|\definecolor{bggrey}{RGB}{234,234,234}\pagecolor{bggrey}\color{RoyalBlue}{{+} } }} 
需要关闭装置 更换熔断器 立即复位

图表 J36: 根据外部短路保护器确定的 第二类 浪涌保护器使用寿命结束时的保护特征