隨著電涌保護(hù)器(SPD) 防護(hù)技術(shù)的普及, 在線SPD 數(shù)量越來越多, 但安裝多年的低壓線路在線SPD 的安全性能問題并未引起業(yè)主的足夠重視。文章列舉了在線SPD 安全性能維護(hù)、檢測的相關(guān)規(guī)范要求, 探討了實(shí)際在線SPD 檢測過程中存在的一些問題, 提出一種在線SPD 實(shí)時動態(tài)監(jiān)測、管理系統(tǒng), 并對該系統(tǒng)的軟、硬件構(gòu)架及功能進(jìn)行了介紹。
??????? 關(guān)鍵詞 電涌保護(hù)器(SPD) 安全性能 檢測 監(jiān)測 管理
??????? 1 低壓線路在線SPD 安全性能應(yīng)引起重視
??????? 《建筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB 50057- 94, 2000年版) 及《建筑物電子信息系統(tǒng)防雷技術(shù)規(guī)范》(GB 50343-2004) 出臺以來,建筑物的低壓供電線路、信息傳輸線路, 如: 信息系統(tǒng)中心(計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中心, 有線、無線通信機(jī)房, 有線電視機(jī)房) 的電源設(shè)備或電力電子設(shè)備; 建筑物整體安全監(jiān)控中心(如消防監(jiān)控中心, 電梯控制室, 樓宇自動控制中心) 的電源設(shè)備; 重要的大型電氣設(shè)備(如消防用電動機(jī),中央空調(diào)用電動機(jī), 電梯動力設(shè)備, 變頻生活給水泵), 尤其是配備智能控制模塊、電子監(jiān)控模塊、電力電子模塊或裝置的設(shè)備; 關(guān)系人身安全的場所(如醫(yī)院手術(shù)室、急救室、監(jiān)護(hù)室、電子醫(yī)療設(shè)備室) 的供電和照明線路, 都普遍采用了電涌保護(hù)(SPD),用于限制瞬態(tài)過電壓和泄放電涌電流。
??????? SPD 作為建筑電氣的一部分, 一般并聯(lián)設(shè)置在配電線路,SPD平時不導(dǎo)通時呈高阻狀態(tài), 當(dāng)雷擊電涌達(dá)到開啟門限導(dǎo)通時, 瞬變?yōu)榈妥锠顟B(tài)將雷擊電涌電流泄流入地, 以起到良好地保護(hù)電氣、電子設(shè)備的作用。
??????? 隨著SPD 防護(hù)的普及, 在線SPD 數(shù)量越來越多。設(shè)置在配電線路的SPD 長期在線運(yùn)行時, 在抵御雷擊脈沖侵?jǐn)_的同時, 也在自然老化; 一旦SPD劣化, 使用ZnO 壓敏材料的器件, 由于壓敏電阻性能劣化, 會導(dǎo)致溫度升高, 引起壓敏電阻熱崩潰, 從而導(dǎo)致漏電流增大且防護(hù)功能失效, 嚴(yán)重時可能發(fā)生器件爆炸、起火[1]; 當(dāng)雷擊發(fā)生時, SPD 已失去防御功能, 雷擊電涌將會影響樓宇內(nèi)電氣設(shè)備、信息系統(tǒng)設(shè)備的正常運(yùn)行。
??????? 然而, 一般單位不具有防雷專職管理人員, 在線多年的SPD 存在的安全隱患可能未引起人們的足夠重視, 在此, 筆者呼吁: 一方面, 業(yè)主應(yīng)重視安裝多年的SPD 安全性能現(xiàn)狀; 另一方面, 《建筑物防雷裝置檢測技術(shù)規(guī)范》(GB / T 2143 1 - 2 008)已于2008 年10 月1 日實(shí)施,防雷檢測工作者應(yīng)切實(shí)有效地做好SPD 安全性能檢測、評價。對無人值守的重要場所, 以實(shí)施在線SPD 實(shí)時動態(tài)監(jiān)測、管理為宜。
??????? 2 在線SPD 常規(guī)維護(hù)、檢測相關(guān)要求
??????? 對于在線SPD 維護(hù), 《建筑物電子信息系統(tǒng)防雷技術(shù)規(guī)范》8. 1. 3 條規(guī)定: “日常性維護(hù)應(yīng)在每次雷擊之后進(jìn)行。在雷電活動強(qiáng)烈的地區(qū), 對防雷裝置應(yīng)隨時進(jìn)行目測檢查。” 8. 1. 8 條規(guī)定: “檢查各類浪涌保護(hù)器的運(yùn)行情況: 有無接觸不良、漏電流是否過大、發(fā)熱、絕緣是否良好、積塵是否過多等, 出現(xiàn)故障, 應(yīng)及時排除。”
??????? 《建筑物防雷裝置檢測技術(shù)規(guī)范》對電源SPD 的測試作出如下規(guī)定。
??????? 5. 8. 3. 1 條規(guī)定: SPD 運(yùn)行期間, 會因長時間工作或因處在惡劣環(huán)境中而老化, 也可能因受雷擊電涌而引起性能下降、失效等故障。因此需定期進(jìn)行檢查。如測試結(jié)果表明SPD 劣化, 或狀態(tài)指示指出SPD 失效, 應(yīng)及時更換。
??????? 5. 8. 3. 2 條規(guī)定: 泄漏電流Ile的測試: 除電壓開關(guān)型外, SPD 在并聯(lián)接入電網(wǎng)后都會有微安級的電流通過, 如果此值偏大, 說明SPD 性能劣化, 應(yīng)及時更換。可使用防雷元件測試儀或泄漏電流測試表對限壓型SPD 的Ile值進(jìn)行靜態(tài)試驗(yàn)。規(guī)定在0 . 75 U1mA下測試。
??????? 5. 8. 3. 3 條規(guī)定直流參考電壓(U1mA) 的測試:
??????? a . 本試驗(yàn)僅適用于以金屬氧化物壓敏電阻(MOV) 為限壓元件且無其他并聯(lián)元件的SPD。主要測量在MOV 通過1 mA 直流電流時, 其兩端的電壓值。
??????? b . 將SPD 的可插拔模塊取下測試, 按測試說明書連接進(jìn)行測試。
??????? c . 將測試儀器的輸出電壓值按儀器使用說明及試品的標(biāo)稱值選定, 并逐漸提高, 直到測到通過1mA 直流電流時的壓敏電壓。
??????? 從上述相關(guān)要求可看到, 在線SPD 的具體現(xiàn)場檢測, 仍然是要取下SPD 離線進(jìn)行檢測。“壓敏電壓測試儀” 僅測試氧化鋅閥片壓敏電壓, 以確定其雷擊電涌發(fā)生時SPD 導(dǎo)通門限電壓。同理, 用“泄漏電流Ile測試儀” 也僅可離線測試氧化鋅閥片的泄漏電流Ile值。而便攜式“ 雷電電涌測試儀” 提供1. 2 / 50 μs - 8 / 20 μs 組合波的6 kV / 3 kA 可調(diào)模擬電涌, 產(chǎn)品說明書稱: 可做放電間隙放電(動作) 電壓、MOV 型SPD 限制電壓( 殘壓) 的測試。但如要對標(biāo)稱放電電流In為幾十kA (8 / 20 μs)的SPD 實(shí)施檢測, 試驗(yàn)沖擊電流3 kA 是否顯得小了點(diǎn)?
??????? 據(jù)了解, 具有一定生產(chǎn)規(guī)模的SPD 生產(chǎn)廠家一般具備數(shù)種模擬雷擊波沖擊試驗(yàn)設(shè)備。如金屬氧化物壓敏電阻(MOV) , 倘若產(chǎn)品標(biāo)稱放電電流In為80kA (8 / 20 μs), 在篩選閥片試驗(yàn)時, 至少使用20kA (8 / 20 μs) 進(jìn)行沖擊選片。
??????? 《低壓配電系統(tǒng)的電涌保護(hù)器(SPD) %第1 部分: 性能要求和試驗(yàn)方法》(GB 18802. 1 - 2002) 中7 . 5 . 2 條規(guī)定用8 / 20 μs 沖擊電流測量殘壓的試驗(yàn)步驟:
??????? a . 應(yīng)依次施加峰值約為0. 1; 0. 2; 0. 5; 1. 0和2 In的8 / 20 μs 沖擊電流。
??????? 注: 如果2 In試驗(yàn)電流超過電器的Imax, 那么最終的試驗(yàn)值可放寬到1. 2 In 。
??????? b . 對SPD 施加一個正極性和一個負(fù)極性序列。
??????? c . 最后, 如果Imax或Ipeak大于In, 則至少對SPD 施加一次Imax或Ipeak沖擊電流, 電流極性為前面試驗(yàn)中殘壓較大的極性。