2.3、3+NPE模式SPD在电气设计的应用
依据GB 50057-94(2000版)《建筑物防雷设计规范》标准,在图6.4.5-1和图6.4.5-3中,总配电箱内都装有作用于跳闸或报警信号的RCD,它是用于防接地电弧火灾和作为下级RCD的后备RCD用的。在图6.4.5-3中RCD装在SPD的电源侧,而在图6.4.5-1中的RCD则装在SPD的负载侧,这是IEC标准和我国GB50057-1994(2000年版)第六章内的规定,这一规定是必要的。如下图:
因为,压敏电阻类的SPD即使是新品,在施加正常的相电压后也会有微量的泄漏电流流通。随着时间的推移,此泄漏电流会逐渐增大,最终导致SPD短路失效而寿命终了。维护管理人员发现SPD显示行将失效的标志后若未及时更换备品,则失效的SPD将对地短路成为接地故障,将引发种种电气事故。例如流过SPD的对地短路电流在接地电阻RA和接地引线上的电压降,使PE线带故障电压而引起间接接触电击事故等。
将RCD装在SPD的电源侧可检测出这一故障电流,防止这一危险的发生。这一要求也适用于为防接地电弧火灾而装设在电源进线处的RCD。在图6.4.5-3中因有放电间隙将SPD与PE线隔离,SPD的失效短路不会导致接地故障,故可将RCD装设在SPD的负荷侧,以避免电源进线处大幅值的雷电脉冲电流不必要地通过RCD的零序电流互感器。
因此在采用“3+NPE”模式进行保护时,由于NPE模块是一种放电间隙型模块,不会在线路中导致接地故障,因此其安装位置可安装于RCD电源侧也可安装于RCD负荷侧。而采用“每线对地”模式进行保护时,就需要合理的选择安装位置。
2.4、3+NPE模式SPD在高工频接地电阻条件下的应用
在供电环境恶劣的地区,或不清楚供电情况的地区,建议用户采用3+NPE电涌保护器。3+NPE电涌保护器是指相线与零线之间安装压敏电阻防雷模块,而零线和地线之间安装放电间隙防雷模块。此种保护结构较传统的相线与地线间安装防雷模块,具有更可靠之优点。
在TT电网之下,电涌保护器如连接在市电相线与地线之间,回路阻抗主要是接地电阻,在不同的工地接地电阻差异很大,某些地方地阻值偏高,并非不常见。
电网故障时,比如说中性线断开或零点漂移,形成市电故障电压长期高于电涌保护器最大持续工作电压(Uc),电涌保护器损坏产生回路故障电流。在接地电阻值偏高或地线接触不良的情况下,流经电涌保护器的短路电流太小,无法使前级保险丝跳脱,使电涌保护器持续过电流,造成损坏。
采用NPE模块的3+NPE结构电涌保护器在电网故障时,即使接地电阻值高或地线接触不良的情况下,因为电涌保护器接在市电线与零线之间,而市电相线与零线回路阻抗,主要是供电变压器及供电电缆,阻抗很低,故此故障电流很大,流经电涌保护器的电流可使前级保险丝(空开)跳脱,使电涌保护器与电网隔离,确保电路安全。
结束语
智能建筑(IB)这种采用计算机技术对建筑物内的设备进行自动控制和管理并对用户提供信息和通信服务的新型建筑对安防与防雷问题所提出了的新要求,使用传统的雷电防护手段已经无法解决日益增加的雷电事故。依据国家有关标准的要求,针对智能建筑电气设计的特点,在采用“3+NPE”模式进行保护时,由于NPE模块是一种放电间隙型模块,不会在线路中导致接地故障,因此可解决电涌保护器(SPD)安装位置受限制及高接地电阻地区电涌保护器(SPD)因串联断路器无法脱扣导致的烧毁等设计问题。
参考文献
[1] GB 50057-94(2000版)《建筑物防雷设计规范》
[2]JGJ/T16-92《民用建筑电气设计规范》
[3] 《智能建筑设计技术》华东建筑设计研究院主编