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  • 如何保護地鐵站內的電力設備?浪涌保護器的應用介紹

    時間: 2021-4-27 9:15:16 發布者: admin

    地鐵車站是耐雷保護水平要求極高的重要建筑物,各種先進的通訊、監測、操控、辦公自動化和計算機等電子設備在地鐵車站被普及運用,但是這些電子設備由于作業電壓低、絕緣強度低、過電壓耐受性能差,對瞬態過電壓(即浪涌電壓)適應力較弱,所以需要嚴謹的耐雷保護措施。

    設備運行時產生的浪涌電壓一部分來自雷電直擊和雷電感應,另一部分來自設備啟停和電源的切換,而浪涌保護器就是用于仰制瞬態過電壓和分流浪涌電流的設備,因此浪涌保護器的正確應用能夠使地鐵車站內的各種電子、電氣設備做到安全、敏捷、準確及不間斷的正常作業。

    .浪涌保護器的分類

    浪涌保護器按作業原理能夠分為開關型、限壓型和組合型三種。

    開關型浪涌保護器為空地放電型器件,雷電能量泄放功能大,首要作用是泄放雷電能量,其特點是沒有瞬時過電壓時呈現高阻抗,一旦照顧雷電瞬時過電壓,阻抗就突變為低阻抗,答應雷電流通過,也被稱為短路開關型浪涌保護器。

    限壓型浪涌保護器為氧化鋅壓敏電阻器件,過電壓按捺功能好,首要作用是捆綁過電壓,其特點是隨電涌電流和電壓的增加,阻抗會不斷減小,電流電壓特性為激烈非線性,也被稱為限壓型浪涌保護器。

    組合型浪涌保護器由電壓開關型組件和限壓型組件組合而成,能夠顯現為電壓開關型或限壓型或兩者兼有的特性,這決定于所加電壓的特性。

    前兩者的首要差異在于開關型浪涌保護器是按10/350us雷電流波形規矩的最大放電電流挑選,而限壓型浪涌保護器應按8/20us雷電流波形規矩的標稱放電電流挑選。

     

    .地鐵站浪涌保護器的挑選要素

    依照GB503433.2.2條的相關規矩,高架車站變電所坐落LPZ0BLPZ1區的交界處或LPZ1區,地下車站變電所坐落LPZ1區之后的區域。而地鐵站的低壓配電線路均在室內或許直擊雷防護區內敷設,因而地鐵站各級配電線路上均可選用限壓型浪涌保護器。依照GB503434.3.1條的相關規矩,地鐵車站電子信息系統依據其重要性、運用性質和價值供認雷電防護等級應為A級,應按三級或四級防護規劃,其首要目的是到達分級泄流,通過合理的多級泄流能量協作,保證浪涌保護器的運用壽數和設備電源端口的殘壓低于設備沖擊耐受電壓。

    最大繼續工作電壓Uc:能耐久加在浪涌保護器指定端,而不引起浪涌保護器特性改變和激活維護元件的最大電壓有效值。在地鐵的TN-S接地系統下,Uc≥1.15Uo,即Uc≥255V。由于Up應一直小于被維護設備處的沖擊耐受電壓Uw,并預留20%的裕度,即Up≤0.8Uw,因而Up越小,其越有利于對設備的維護。一般情況下,浪涌保護器Uc選值越小,Up就越小,但對限壓型浪涌保護器,當暫時過電壓(TOV)大于Uc時,作業時間過長,會損壞浪涌保護器,所以Uc取值越高,其浪涌保護器的耐久性越好。所以,浪涌保護器Uc選值應適當。 壓敏電阻的電流為1mA時所對應的電壓作為IU敏捷上升的電壓大小的規范,該電壓用U1mA表示,稱為壓敏電壓。為保證壓敏電阻不再三動作,一起Up值又小于0.8Uw,主張Uc值宜為AC385VU1mA=600V.

    依據以上條件可知,地鐵站的防護等級、浪涌保護器類別、浪涌保護器標稱放電電流In、浪涌保護器類別、浪涌保護器設備方位、浪涌保護器最大繼續工作電壓Uc,設備沖擊耐受電壓Uw,浪涌保護器電壓維護水平Up,預期浪涌電流If5kA的捆綁電壓Ur、連接導線等見下表。

     

    .地鐵站浪涌保護器的安裝及接線事項

    地鐵站低壓配電系統的接地型式為TN-S,一般情況下,浪涌保護器只需作共模接法。因為PEN是在變電所銜接的,變電所至低壓電氣裝置的線路有可能受到感應雷的侵襲,因而相線和E線、N線和PE線間都要安裝浪涌保護器,即接于每一相線和保護線之間和中性線與保護線之間,線路與設備內電路和器件對地絕緣。其接線方式圖見右圖所示。

     

    不管接地型式是何種方法,依據相關規定浪涌保護器兩端的接線都應盡量縮短,要求其總長不該超越0.5m,主張采用凱文方法(V型)銜接。浪涌保護器與被保護設備距離不該超越30m,否則應加裝一級浪涌保護器。浪涌保護器接地線的長度不該超越1m,并就近接入大地體系,其接地線必須和設備的接地或體系保護接地可靠銜接,便于泄放雷電流。

    由于浪涌保護器多為模塊式結構,因此應安裝在配電箱(柜)內,關于防雷安全視點考慮,將配電箱(柜)原有預留接地排上移到浪涌保護器附近,使浪涌保護器PE端就近與配電箱接地排銜接,可完結電源相線和接地線滿足總長度小于0.5m的總方針。

     

    .地鐵站浪涌保護器的后備保護器選擇要素

    浪涌保護器并聯支路中,過電流后備維護至關重要,它安裝在浪涌保護器外部前端,用以防止當 浪涌保護器不能阻斷工頻短路電流而引起發熱和損壞時的后備過電流維護。它關系到當有大電流沖擊、電路發生故障或失常時,能否起到確保電網供電正常,牢靠維護電路和設備安全的作用。浪涌保護器的后備保護器選擇的安全方針主要體現在以下三點。

    1.工頻短路分斷電流Ics不能低于浪涌保護器安點綴的預期短路電流;

    2.后備過電流維護裝置應與浪涌保護器相匹配,耐受最大放電電流Imax而不動作;

    3.工頻動作電流不大于5A以阻遏浪涌保護器呈現劣化構成漏電流的增加,或電源呈現暫態過電壓導致浪涌保護器發動流過工頻電流而引起起火事端。

     

    .熔斷器作為后備維護,具有殘壓低、選擇性好、限流特性好、分斷才干高、尺寸較小、價格相對便宜等利益,但也有維護功能單一、不能重復運用及遠方遙控等缺點。斷路器作為后備維護,具有重復運用、可遠方遙控、過載和短路維護各施其責等利益,但也有具有殘壓較高、分斷才干較小、選擇合作性不太好、呼應時刻慢等缺點。

    浪涌保護器的后備保護器要求雷電流通過期應不斷,工頻電流時經過應速斷。傳統后備保護器的選擇較為困難,選大了不能滿足短路電流速斷的要求,選小了不能經過滿足標稱放電電流的要求,更重要的是熔斷器和斷路器均不能堵截大于5A的工頻續流,因此建議專用后備保護器SCB)作為浪涌保護器后備維護的首要選擇。SCB具有以下幾大利益。

    1.能對經過的工頻電流和雷電流完結選擇性分斷,能有用維護浪涌保護器因失常暫態過電壓時敏捷堵截通路宜防止浪涌保護器發生熔穿短路的現象。

    2.能維護浪涌保護器因發生劣化致使浪涌保護器發動電壓降到低于電源電壓,工頻漏電流增大時敏捷堵截通路以防止浪涌保護器導通發生短路而引起浪涌保護器起火,其堵截工頻電流應小于5A,其動作時刻應不大于1s。

    3.當雷擊發生時,串聯在浪涌保護器前端的SCB能確保雷電流經過期不脫扣、不損壞、防雷繼續有用。

    4.對經過的工頻電流和雷電流完結選擇性分斷,能有用維護浪涌保護器因失常暫態過電壓時浪涌保護器發生熔穿短路。

    5.SCB經過雷電流時Up值較低,滿足小于0.8Uw的相關要求,其浪涌電流If5kA的約束電壓Ur會更低。

    6.能確保額定工作短路分斷才干大于浪涌保護器安點綴的預期短路電流。

    地鐵站浪涌保護器的監測計劃

    浪涌保護器監測系統是長途監控、劣化分析、壽數預警、故障報警、設備管理、事件記錄和報表計算等功能于一體的圖形化操作系統,運用浪涌保護器檢測技術,現代微計算機技術和通訊技術,搜集并整合系統中所有浪涌保護器的工作狀況、雷擊記錄及其它的相關數據,完結了對浪涌保護器的長途在線監控,使浪涌保護器維護管理更及時、更便利、更有用。

    監測系統主要由硬件設備層,網絡通訊層,系統管理層三部分組成,其架構如下圖所示。

     

    硬件設備層包括智能浪涌保護器、后備保護器、自動重合器等。

    智能浪涌保護器應選用CT傳感器進行微安級漏流的監測,當走漏電流大于20uA或走漏電流改變太快可判斷設備劣化,應可丈量雷電流的峰值、時刻、極性,運行電壓、環境溫度,具有漏電流及設備情況信息自動上報至終端的功能。自動重合器帶有故障自動檢測重合閘功能,具有干接點遠程分閘、合閘控制功能。

    網絡通訊層包括集中控制器、總線設備及總線等。

    體系管理層包括管理軟件、服務器、總線協議等。

    浪涌保護器監測體系的特點是能在計算機終端上查看浪涌保護器失效情況及劣化漏電流值、浪涌保護器的雷電流大小時刻及極性、浪涌保護器裝置點電壓及溫度、SCB情況、自動重合器情況,它選用嵌入式分層方法查詢快速查看每個浪涌保護器的作業情況。能對浪涌保護器漏電流超標、SCB脫扣、接地線路斷開、自動重合器毛病等問題實現自動報警,確保防雷設備一直處于有用的作業情況,確保防雷設備失效或漏流時不起火、不爆炸。能遠程控制自動重合器重合SCB確保防雷持續牢靠。

    在地鐵車站工程規劃中,本論文充分結合了當地的氣象條件及地鐵配電體系的規劃特點,精確提出了合理完善的浪涌保護器設置維護方案,既確保了電壓維護水平滿意被維護用電器件的正常作業要求,又能在浪涌保護器毛病或特殊浪涌能涌沖擊時確保供電的正常牢靠。浪涌保護器各種參數的合理選擇、浪涌保護器的接線及裝置方法的正確進行、浪涌保護器的級間完美配合、浪涌保護器的完善后備維護,浪涌保護器的完備智能化監測都能確保浪涌保護器在地鐵車站中起到真正的作用。

     

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