标牌和 LED 灯带工厂,始于 2011 年

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三相系统的电涌保护装置和浪涌保护器有什么区别?

主要区别在于范围和安装:SPD 在面板级别(包括 L-L 和 L-G 等关键三相浪涌模式)保护电气系统,而电涌保护器则在端点保护一台设备。

在三相系统中,浪涌保护装置(SPD)通常是安装在服务入口或配电板上的硬连线式面板安装式设备,通过限制瞬态过电压和转移浪涌电流来保护三相配电区。

“浪涌保护器”通常是指在单一负载(通常是插件式)附近的使用点保护,可以减少设备终端的浪涌,但不能保护上游线路或全三相配电网。

本文将讨论用于三相配电的浪涌保护装置(SPD)与用于使用点设备保护的浪涌保护器之间的区别。

“浪涌保护装置”在三相电气系统中的含义

3相浪涌保护装置

在工程和配电实践中, 浪涌保护装置 通常是一个 永久连接的保护组件 安装在 入口, 主流下游面板 限制电力系统上的瞬态过电压。

在三相上下文中,面板安装的 SPD 是该设施电气基础设施的一部分。 它的工作不是“保护一台设备”,而是减少整个设备的浪涌应力 电气系统区域,帮助保护多个下游电路和负载。

面板安装/配电级保护概念

配电SPD安装在可以拦截浪涌能量的点,然后将其深层传播到设施布线中。 SPD 在瞬态事件期间提供低阻抗导流通路,限制了连接负载之间出现的电压。

在典型的三相分布中,SPD 被选中并接线以解决相关的浪涌模式,例如:

  • L–G(线对地):相位导体相对于地面上升
  • L–L(线对线):两相导体之间的电压尖峰
  • (如适用)N–G(中性对地):特别适用于具有中性导体和敏感负载的系统

SPD的实际有效性很大程度上取决于 安装的位置,不仅仅是它叫什么。 两个具有相似内部组件的器件的表现可能会根据面板位置、导体长度、粘合质量和回路的阻抗而表现得非常不同。

为什么安装位置比名称更重要

在实际安装中,SPD 和受保护设备之间的配电线路并不理想。 它具有电阻和电感。 浪涌是快速事件,因此接线电感成为实际到达设备终端的电压的主要因素。

安装在面板总线附近并正确粘合的面板 SPD 可以比安装较远的带长引线的设备更有效地减少浪涌应力,即使它们的标称额定值在纸上看起来相似。

简短说明:三相浪涌行为(为什么不同)

在三相系统中,浪涌行为可以包括:

相间浪涌:
开关事件、故障或耦合效应会在相位(L1-L2、L2-L3、L1-L3)之间产生尖峰。 这很重要,因为即使 L-G 看起来可以接受,一些设备(如驱动器和电源)也会受到 L-L 瞬态的压力。

接地系统影响:
接地和接合网络决定了浪涌电流的转移效率。 高阻抗接地路径、不良接合或多条并行路径可增加浪涌期间的残余电压。

阻抗+引线长度效应:
通过布线电感产生的快速浪涌电流会产生额外的电压降。 如果安装长导体或布线不良,即使是高质量的 SPD 也会出现“弱”。

人们通常所说的“浪涌保护者”是什么意思 

3相浪涌保护装置

术语 浪涌保护器 广泛用作许多不同产品和安装风格的通用标签。 在日常语言中,它通常指的是:

  • 带电涌抑制功能的插电式电源板
  • 特定负载附近的使用点设备
  • 集成到设备电源线中的小型保护模块

这种广泛的使用会导致商业和工业三相设计混淆,因为该术语没有明确传达:

  • 无论设备是永久连接还是插件,
  • 它实际上保护了什么浪涌模式(L–L vs L–G),
  • 无论是为三相拓扑设计的,
  • 它如何与上游保护进行协调。

换句话说,“浪涌保护者”通常是 面向消费者的便 术语,而 SPD(浪涌保护装置) 通常用作 系统级工程术语 与配电实践、标准和安装区相关。

这并不意味着使用点设备是“坏的”或“无用的”。 这意味着仅此名称并不能告诉您足够的三相系统的适用性。

核心区别:三相系统中的SPD与电涌保护器 

3相浪涌保护装置

对比表:浪涌保护装置与电涌保护器 

参数浪涌保护装置(SPD)浪涌保护器(常用)三相系统的实际影响
典型安装区服务入口配电盘、配电盘设备附近的使用点确定保护是系统范围的还是本地化的
首要角色减少分布区间的浪涌应力保护特定设备或出口影响系统受益于保护的程度
拓扑适合通常设计用于三相模式(L-L、L-G,有时是 N-G)通常单相面向,除非指定错误模式覆盖可能使 L-L 浪涌不受管理
浪涌能量曝光更高的预期曝光,基础设施层面的责任通常较低的预期曝光没有上游SPD的使用点设备可能会过重
设备电压限制取决于距离和布线电感靠近负载的夹具本地夹紧可以提供帮助,但不能保护上游接线
协调战略通常是分阶段保护的一部分通常是最后阶段(3 型角色)最佳结果来自协调层,而不是单个设备
监控和维护通常包括状态和可选的远程联系人通常是基本指示维护可视性对设施可靠性很重要
可更换经常使用或面板集成经常作为一个单元更换影响停机时间和维护工作流程

1)安装位置和系统角色

在服务入口、主配电盘或配电板上安装了一个配电级 SPD,以在其更深地传播到设施布线中之前拦截浪涌能量。 在三相上下文中,它支持跨电气系统区域而不是仅一个设备的保护。

通常在设备或插座附近放置电涌保护器(常用)。 这有助于本地保护,但不会自动保护连接到同一三相网络的上游馈线、面板或其他负载。

2) 主要角色(区域保护与设备保护)

SPD 是该设施电气基础设施的一部分。 其目的是减少多个下游电路和负载之间的瞬态应力。

通常选择电涌保护器来保护特定的设备或插座。 它是一种本地化的解决方案,可能无法解决商业/工业三相配电系统的全浪涌环境。

3)三相系统中的拓扑拟合和浪涌模式

三相系统可以在多种模式下体验浪涌,包括:

  • L–G(线对地)
  • L–L(线对线)
  • N–G(中性到地面) 适用的地方

通常选择一个三相SPD并连接系统配置的相关模式(3线与4线,增量vs wye)。 许多称为“浪涌保护器”的产品都是单相导向的,除非明确设计为 3 相,这可能导致不完整的保护(尤其是 L-L 事件)。

4) 浪涌能量暴露和占空比

面板安装的 SPD 通常面临更高的曝光,因为它们在基础设施层面运行,并且可以处理长时间的反复切换瞬态和长期使用的干扰。

使用点设备通常用于较小的本地化瞬变。 如果大浪涌到达负载端而没有上游分级,使用点设备可能会被迫吸收比预期更多的能量。

5) 设备端子的电压限制

使用点保护可以紧贴设备,这可能有助于降低设备端子处的残余电压。

然而,分布级SPD减少了系统中更早的浪涌能量,这可以降低面板、馈线和多个下游电路的应力。 在三相设施中,最佳性能通常来自分阶段保护,而不是仅依赖于一种保护位置。

6)监控、维护和更换

商业和工业装置通常需要可维护性和可见性。 配电级SPD 经常包括状态指示和可选的远程信号触点,以支持维护计划。

使用点设备通常提供基本指标,并被视为可更换的附件而不是基础设施组件。

三相系统中的SPD类型

3相浪涌保护装置

术语 SPD 类型 通常是指指示 SPD 在电力系统中应用的位置和方式的安装类别。 在三相系统中,该类型会影响暴露水平和协调性。

1 型电涌保护装置

A 1 型电涌保护装置 一般在服务入口侧使用,旨在处理输入功率干扰源或附近的更高能量事件。 它有助于减少进入设施的浪涌能量。

它是什么 不替换:
它并不能消除大型设施下游保护的需要,因为布线距离和内部开关仍会在系统中产生更深的破坏性瞬变。

2 类浪涌保护装置

A 2 类浪涌保护装置 通常安装在配电面板和子面板中。 在许多三相建筑中,这是最常见的“主力”层,因为它靠近分支电路和负载。

为什么在面板中很常见:
它在内部开关浪涌和下游设备交互频繁的配电点提供了实用的保护。

3 型电涌保护装置

A 3 型电涌保护装置 通常在设备级别或使用点上使用。 它通常是最有效的 与上游 1 型和/或 2 类保护相协调.

对上游保护的依赖:
在三相系统中,如果没有上游SPD以首先降低浪涌幅度,则单独的3型设备可能会暴露于比预期更多的能量。

三相电涌保护装置的选型指南 

浪涌保护装置
  • FDS20C/4-275 II类
  • 名称: 类型2
  • 分类: 二级
  • 保护模式: l→PE
  • 标称电压 UN: 230 VAC/50(60)Hz
  • 最大值。 连续工作电压 UC (L-N): 275 VAC/50(60)Hz
  • 短路耐受能力: 20 卡
  • 连续工作电流IC: <20 µA
  • 待机功耗PC: ≤25 MVA
  • 最大放电电流 (8/20μs) Imax: 40 卡
  • 额定放电电流(8/20μs) 中: 20 卡
  • 电压保护等级: ≤1.3 kV
  • 隔离电阻: >1000 MΩ
  • 外壳材料: 超声波-0
  • 防护程度: IP20

工程师通常选择3阶段 浪涌保护装置 基于系统的电气配置、预期的浪涌环境以及如何跨区域协调保护。

关键工程输入

系统电压和配置:
选择必须与实际系统(3 线与 4 线、Delta 与 Wye)相匹配。 不匹配会导致无效的保护模式或不正确的操作。

安装区:
服务入口保护目标是来电涌。 配电保护针对内部和下游暴露。 设备级保护针对敏感负载。

接地布置兼容性:
接地方法影响哪些模式最重要以及浪涌电流如何返回。 不良的粘合会增加残余电压,而不管设备额定值。

协调战略(阶段保护):
工程师通常不会期望一台设备涵盖所有内容,而是通常应用分阶段保护,因此每一层都可以处理最适合的设备。

选择检查(最多 6 个子弹):

  • 确认系统拓扑(3 线/4 线、增量/WYE)和所需的保护模式
  • 选择安装区(服务入口、配电面板、设备层级)
  • 验证额定电压与系统的标称和容差范围的兼容性
  • 检查监控需求(本地指示与远程联系人的报警)
  • 计划短、直接的导线布线,以最大限度地减少导线电感
  • 坐标上游/下游设备,因此能量被适当地共享

三相电涌保护中常见的错误 

如果应用不当,即使是好的硬件也可能表现不佳。 三相安装中的常见错误包括:

  • 错误的位置或长线: 将 SPD 安装在远离总线或不必要长度的布线导体的地方会增加剩余电压。
  • 假设一台设备保护整个设施: 大型站点通常需要在多个分发点进行分阶段保护。
  • 使用点保护无需上游协调: 如果上游浪涌能量不减少,设备级设备可能会被过重。
  • 忽略粘合/接地质量: 不良的接合会增加阻抗并提高设备在浪涌期间看到的电压。
  • 选择不匹配系统拓扑: 保护模式必须符合实际的三相配置(3 线与 4 线、增量与 WYE)。

为什么这种差异对 OEM 三阶段项目很重要

在 OEM 三相面板项目中,SPD 的选择通常由实际集成约束而不是通用产品标签驱动。 工程师可能需要特定的安装格式、布线模式(L-L、L-G 和中性处理(如适用))、监控控制系统的触点以及外壳或热限制。 在这种情况下,工厂制造和中国的 OEM 定制支持与满足项目特定电气和机械要求相关,而无需改变预期的保护策略。

结论 

在三相系统中,浪涌保护装置(SPD)通常是安装在面板或配电盘中的分布级组件,以减少电气系统各部分的瞬态应力。 浪涌保护器一词更广泛,通常指的是使用点保护,它可以在特定设备终端提供帮助,但可能无法解决系统级暴露问题。

对于三相环境,正确的放置、拓扑匹配和协调的分级保护通常比标签更重要。 精心设计的浪涌策略将保护视为系统工程任务,而不是单一设备决策。

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