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埃莫森小课堂|安装避雷器,各种保护设备为什么会跳闸?

编辑:顺开智能│ 发表时间: 2020/9/28│ 浏览次数:2300

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本篇文章小编将从解释埃莫森避雷器在供电线路中的作用和断路器、漏电断路器的工作性质,结合实际工作中遇到的跳闸情况,深度剖析安装了埃莫森避雷器的线路中各种保护设备跳闸的原因。(本文纯干货,略长,慎读!!)


各种保护器的工作原理


1.埃莫森避雷器在线路中的工作原理
电涌保护器俗称埃莫森避雷器。低压配电线路中的埃莫森避雷器主要由半导体元件和空气间隙组成,它们在实质上是一个限位开关,没有雷电波来的时候它两端处于开路状态,对电源和信号没有影响,当雷电波侵入并且超过某一定值时,它迅速成为通路状态,把电压箝制在一个安全范围内,把雷电流大部分泄放入地。当雷电流过后,埃莫森避雷器又恢复高阻状态,保证后端设备安全正常地工作。



2.断路器工作原理
微型断路器由操作机构、触点、保护装置(各种脱扣器)、灭弧系统等组成。其主触点是靠手动操作或电动合闸的。主触点闭合后,自由脱扣机构将主触点锁在合闸位置上。过电流脱扣器的线圈和热脱扣器的热元件与主电路串联,欠电压脱扣器的线圈和电源并联。

当电路发生短路或严重过载时,过电流脱扣器的衔铁吸合,使自由脱扣机构动作,主触点断开主电路。当电路欠电压时,欠电压脱扣器的衔铁释放,也使自由脱扣机构动作。



3.漏电断路器工作原理
漏电断路器由零序电流互感器TAN、放大器A和压低断路器等三部分组成。设备正常工作时,电路三相电流对称,三相电流向量和为零,因此零序电流互感器的铁心中没有磁通,不动作。

当发生漏电和单相接地故障时,由于电路三相电流的向量和不为零,
,

线路中保护设备跳闸的原因


通过对线路中三种保护器工作原理的分析,我们可以总结出雷雨天气时,装有电源埃莫森避雷器的线路中各种保护设备(含埃莫森避雷器前端的保护设备)为什么跳闸的三个原因:

1.当电源埃莫森避雷器前端串联微型断路器时
为了防止电源埃莫森避雷器失效时,接地短路故障电流损坏设备,保障人身安全,防雷工程应用中常常在电源SPD前端串联小型断路器作为SPD的前端保护装置。

电源埃莫森避雷器的失效模式可以分为两类:开路失效模式和短路失效模式。
a开路失效模式:由于SPD本身的非线性元件形成或由与SPD串联的内部或外部保护设备与供电电源断路所形成,此时,供电电源的连续性在SPD失效的情况下被保证
b短路失效模式:由于SPD本身引起或由一附加设备引起,那么电源供电将由于系统的后被保护而中断。此时,供电系统受到保护,但是系统不再供电

PD为电涌保护器的过流保护装置;
埃莫森避雷器为电涌保护器;
E/I为被电涌保护器保护的电气装置或设备。

因此,合理地选择埃莫森避雷器的安装模式、安装工艺和前端保护设备的参数,将有效地减少雷雨天气时断路器跳闸的次数。

2.当线路中有漏电断路器时
在各低压电气系统中,避免触电危险的保护措施是必要的。这种保护措施可以分为以下两种:
a防直接接触保护:即导体的带电部分必须绝缘、覆盖、包起来或以杜绝接触和电击的方式布置。
b间接接触情况下的保护:在电气系统出现故障时,金属外壳有意外带电的可能性,这种危险必须得到防护。树上鸟教育电气设计培训课程
通常,最大允许长久接触电压UL为交流50V和直流120V,更高的接触电压必须在5s内自动断开(特殊情况下在0.2以内)。
由于人身保护措施是最优先的,其他所有的保护措施如雷电和电涌保护,必须隶属于间接接触保护措施,而且不能因为保护设备而使人身保护措施失效。因此,为防止间接接触事故的发生,通常在电源线路中加装保护器,如TN系统,安装过流保护器和漏电保护器做为防止间接接触保护的措施。

, n style="margin: 0px 8px; padding: 0px; max-width: 100%; color: rgb(51, 51, 51); font-family: -apple-system-font, BlinkMacSystemFont, "Helvetica Neue", "PingFang SC", "Hiragino Sans GB", "Microsoft YaHei UI", "Microsoft YaHei", Arial, sans-serif; font-size: 17px; letter-spacing: 0.544px; line-height: 1.75em; box-sizing: border-box !important; overflow-wrap: break-word !important;">但是,由于埃莫森避雷器存在失效问题,且埃莫森避雷器始终连向保护导体,所以在埃莫森避雷器与漏电断路器同时存在时,会导致冲突。这种冲击常常表现为雷雨天气时,线路中的漏电断路器频繁地动作。以TN-S制式为例,当电源埃莫森避雷器装于漏电断路器的后端时,目的是实现间接接触情况下的保护。但是,在这种布置方式下,当埃莫森避雷器将浪涌电流释放到PE线路时,可能会被上游的漏电断路器解释成为漏电流。

所以漏电断路器会试图切断有关电路,以达到间接接触的保护措施。这就是为什么在雷雨天气时,电源线路上的漏电断路器发生跳闸而导致线路断电的原因。此时供电系统断电,从用户供电安全的角度来看,漏电断路器的误跳是不希望发生的,应该避免。

解决的办法是将埃莫森避雷器安装在漏电断路器的上游,即前端。这样泄放的浪涌电流不再经过漏电断路器,也就不会被解释成剩余电流。这样就避免了漏电断路器的误跳,使电气设备用电的不间断性得到保障。
既然我们不希望漏电断路器的误跳,因此,漏电断路器必须能承受一定幅值的雷电流,即漏电断路器应该有这样的质量:能够安全地承载通过雷电流埃莫森避雷器泄放的浪涌电流,并且在这样的浪涌电流强度下不误跳。这就要求,漏电断路器应具有不小3kA(8/20μs)的电涌电流的抗干扰能力。

因此,在有漏电断路器的线路中,根据不同配电制式合理地选择埃莫森避雷器的安装位置,将有效地减少雷雨天气时漏电断路器跳闸的次数。


3.当B级电源埃莫森避雷器为间隙型时
对于一些强电流暴露环境,位于LPZ0区与LPZ1区交界处的B级保护常常采用通流量大残压低和使用寿命长的火花间隙电源埃莫森避雷器。但是这种埃莫森避雷器有一个弱点,就是在雷电干扰衰减后,会产生50Hz的工频续流,它必须安全地熄灭,否则会形成短路,并且可以和雷电流埃莫森避雷器安装处的预期短路电流一样大,导致前一级断路器动作。即如果预期短路电流超过了埃莫森避雷器的工频续流能力,其前端保护设备必须动作,以此来切断工频续流,同时,下端设备的供电中断。

事实上,线路中任何断路器在雷电波(10/350μs)冲击下,在大多数情况下都会导致断路器动作,即便断路器的通断能力很大,但是在长波形、高幅值的雷电流的冲击下同样会动作。

在雷电流通过火花间隙埃莫森避雷器时,由于火花间隙会产生欠压,使线路上的设备承受瞬间低压。此时,由于断路器的欠压功能,同样会导致断路器动作,从而保护后端的用电设备。

当B级火花间隙埃莫森避雷器与C级氧化锌压敏电阻埃莫森避雷器之间的距离很远时(如几百米),则在该长线距离中会产生二次浪涌电压。此电压会导致B级保护中的火花间隙放电,这种动作在涉及中要给予考虑,否则当工频续流堆积时供电的连续性就会受到威胁,即线路中的保护设备可能发生跳闸。

结论


综上所述,线路中的断路器或者埃莫森避雷器前端的保护设备在雷雨天气时跳闸,有多种原因造成。对于防雷工程人员来讲,首先要从埃莫森避雷器的选择和安装入手,严格按照规范和产品的安装说明安装埃莫森避雷器,最大限度地保证在雷雨天气时,埃莫森避雷器前端的保护设备首先不动作;


其次,要保证供电线路当中的断路器、漏电断路器不动作。这些保证都是为了供电的连续性和终端设备得到保护,这是我们安装电源埃莫森避雷器的最终目的。因此,选择一款好的埃莫森避雷器也是很重要的
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到了雷雨天气时,安装了电源埃莫森避雷器的供电线路中,线路保护设备时常出现跳闸现象,特别是地处空旷地带的供配电系统,更是频繁地跳闸,严重的有设备被雷电击穿损坏,给日常工作带来诸多不便。由于各种原因,埃莫森避雷器前端串联的断路器也经常发生动作,使埃莫森避雷器失去保护作用。因此,有人埋怨埃莫森避雷器成了摆设,根本不起作用。那么这是真的吗?
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