建筑物電氣系統(tǒng)的電涌保護(IEC 60364，DIN VDE0100)

IEC/TC 64 給出了建筑物電涌保護的詳細處理方法。在該出版物的第44章中給出了相應(yīng)的國際標準IEC 60364。在(德國)國家標準系列 DIN VDE 0100 中的相關(guān)章節(jié)來自第 440部分。

IEC/TC 64 的第 44 章分為:

第44章 電涌情況下的保護

第44節(jié) 概論

第442節(jié) 高電壓系統(tǒng)接地故障情況下的低電壓系統(tǒng)保護

第443節(jié) 大氣過電壓保護

第444節(jié)建筑物系統(tǒng)中的電磁干擾的防護

4.2.1? IEC 60364-4-443/DIN VDE 0100 第 443 部分

現(xiàn)行 IEC 60364-4-443(1995-04文本)中“出版物364:建筑物電氣裝置;第4部分:安全防護;第44章:過電壓保護;第 443 節(jié):大氣過電壓保護”或 DIN VDE 0100第443 部分有如下陳述:

“提出這些標準要求是為了說明限制瞬態(tài)過電壓的措施，目的是將系統(tǒng)及其所連接的設(shè)備的故障風(fēng)險降低到可接受的程度，其程序與IEC 664 出版物中“低電壓系統(tǒng)和設(shè)備的絕緣配合”中的絕緣配合原則相一致。

“建立過電壓類別的目的是為了區(qū)分設(shè)備可用率的高低。設(shè)備的可用率是隨需求變化的，而需求與設(shè)備運行的連續(xù)性以及故障、損壞和失效風(fēng)險的可接受程度有關(guān)。設(shè)備具有適當(dāng)?shù)目闺娪克?，整個系統(tǒng)才能實現(xiàn)恰當(dāng)?shù)慕^緣配合，恰當(dāng)?shù)慕^緣配合能將故障/失效的風(fēng)險降低到可接受的水平/限值。這是電涌保護規(guī)則的基礎(chǔ)。

“過電壓類別越高表示設(shè)備固有的抗電涌能力越強，同時也意味著有更多的電涌控制/保護方法可供選擇。”

在上述標準中，定義了雷電環(huán)境條件 AQ1 到 AQ3，浪涌避雷器的應(yīng)用取決于這些環(huán)境條件。關(guān)于雷電效應(yīng)的分類如下:

·AQ3:雷電的直接效應(yīng)(參考 IEC 61024-1);

·AQ2:雷電的間接效應(yīng)，來自供電系統(tǒng)的危險;

·AQ1:可忽略的雷電效應(yīng)。

4.2.2 IEC 60664-1/DIN VDE 0110 第 1 部分

IEC 60664-1“低電壓系統(tǒng)中設(shè)備的絕緣配合 第1部分:原理，要求和測試”于 1992 年生效，相應(yīng)部分在德國是 DIN VDE 0110-1(VDE 0110第1部分):1997-04(IEC 60664-1:1992，修訂版)。該標準詳細說明了低電壓系統(tǒng)中設(shè)備的絕緣配合。該標準適用于額定交流電壓低于 1000V、額定頻率低于30kHz 或額定直流電壓低于 1500V的設(shè)備。

該標準中有如下定義:

1)絕緣配合:考慮到預(yù)期的微環(huán)境條件和其他重要的外界作用，對電氣設(shè)備絕緣特性做相應(yīng)的分級。

2)浪涌耐受電壓:在給定條件下，不會導(dǎo)致絕緣擊穿或閃絡(luò)的、具有常規(guī)波形和極性的浪涌電壓的最大值。

3)額定浪涌電壓:制造商為設(shè)備或設(shè)備中的一部分標示的浪涌耐壓值，說明其絕緣對多次作用的峰值電壓的特定耐受能力。

4)過電壓類別:一個說明浪涌耐壓的數(shù)值(注:過電壓類別用I、Ⅱ、Ⅲ和Ⅳ表示)。

5)有限過電壓狀態(tài):是電氣系統(tǒng)內(nèi)的一種狀態(tài)，在這種狀態(tài)下，預(yù)期的瞬態(tài)過電壓保持在一個被限制的范圍內(nèi)。

在該標準中“絕緣配合”的原則規(guī)定如下:絕緣配合包含了對設(shè)備的應(yīng)用條件及其周圍環(huán)境的考慮及設(shè)備電氣絕緣特性的選擇。要實現(xiàn)絕緣配合，設(shè)備額定值的確定必須基于其可能的壽命期內(nèi)所承受的電壓。

關(guān)于瞬態(tài)過電壓，該標準指出，有關(guān)瞬態(tài)過電壓的絕緣配合是基于過電壓受到限制的狀態(tài)。有兩種限制:

·系統(tǒng)內(nèi)限制。電氣系統(tǒng)內(nèi)的一種狀態(tài)，由于系統(tǒng)的特性，可以假定預(yù)期的瞬態(tài)過電壓保持在一個被限制的范圍內(nèi)。

·保護性限制。電氣系統(tǒng)內(nèi)的一種狀態(tài)，由于應(yīng)用特殊的過電壓限制方法，可以假定預(yù)期的瞬態(tài)過電壓被限制在一個給定的范圍內(nèi)。

注1:大型復(fù)雜系統(tǒng)中的過電壓，比如受到多方面的而且變化不定的影響的低電壓系統(tǒng)，只能用統(tǒng)計來判斷。這一點尤其適用于大氣過電壓無論這種限制是通過系統(tǒng)內(nèi)限制達到的，還是通過保護性限制達到的。

注2:建議根據(jù)是否存在系統(tǒng)內(nèi)限制或是否有必需的保護性限制等檢查過電壓出現(xiàn)的概率。這種檢查需要電氣系統(tǒng)數(shù)據(jù)、雷暴日水平和瞬態(tài)過電壓的幅值等方面的信息(這種檢查程序在IEC60364-4-443中應(yīng)用于建筑物內(nèi)連接到低電壓系統(tǒng)的供電系統(tǒng))。

注 3:特殊的過電壓限制方法可能包含能儲存或泄放能量的元件，并能安全地泄放安裝點上預(yù)期過電壓的能量。

要應(yīng)用絕緣配合的原則必須考慮兩種不同類型的瞬態(tài)過電壓:

·起源于設(shè)備所在系統(tǒng)(設(shè)備通過其端子連接到系統(tǒng))的瞬態(tài)過電壓。

·起源于設(shè)備本身的瞬態(tài)過電壓。

這一基礎(chǔ)性的安全標準向技術(shù)委員會(即那些對各種設(shè)備的標準化負責(zé)的人)解釋如何實現(xiàn)絕緣配合。為了使設(shè)備規(guī)格的制定與絕緣配合要求相一致，這些技術(shù)委員會必須根據(jù)設(shè)備可能的應(yīng)用，考慮設(shè)備要連接的系統(tǒng)的參數(shù)，具體指定設(shè)備的過電壓類別。

過電壓類別是一種保持設(shè)備按基本要求運行，并且按可能的故障風(fēng)險區(qū)分設(shè)備的可用率的方法。設(shè)備“浪涌耐受電壓”的特定值和過電壓類別共同使整個裝置能夠合理地絕緣配合。浪涌耐受電壓值和過電壓類別是限制過電壓、使故障風(fēng)險降低到可接受值的基礎(chǔ)。過電壓類別越高，表示設(shè)備的“電涌耐受能力”越強，提供的電涌限制方法的選擇范圍也更寬。

過電壓類別的原則適用于由低電壓系統(tǒng)直接供電的設(shè)備。過電壓類別的應(yīng)用基于 IEC 60364-4-443 中的電涌保護要求(注:在裝置中大氣過電壓通常不會減弱)。檢查表明，如下所述的面向概率的概念是適宜的:

對于直接供電的系統(tǒng)設(shè)備，過電壓類別的確定必須基于下述通用原則:

·過電壓類別為I的設(shè)備是打算連接到建筑物的固定電氣裝置的設(shè)備。為了將瞬態(tài)過電壓降低至相應(yīng)值，除了已經(jīng)采取的設(shè)備保護措施以外，在固定裝置內(nèi)或固定裝置與設(shè)備之間也必須采取一定的保護措施。

·過電壓類別為Ⅱ的設(shè)備是打算連接到建筑物的固定裝置的設(shè)備(如家用電器、便攜式工具以及類似負荷設(shè)備)。

·過電壓類別為Ⅲ的設(shè)備是部分固定裝置和其他預(yù)期有高可用率的設(shè)備[如配電板、斷路器、固定裝置中的配電設(shè)備(IEV826-06-01，包括電纜、母線、配電柜、開關(guān)和電源插座)、工業(yè)用設(shè)備，還有其他設(shè)備(如與固定裝置永久性連接的固定電動機等)]。

·過電壓類別為Ⅳ的設(shè)備是打算在建筑物電氣裝置供電端及其附近使用，以及在主配電至系統(tǒng)方向上使用的設(shè)備(如電表、過電流斷路器和脈動控制單元)。

根據(jù)已確定的過電壓類別和設(shè)備的額定電壓，給出了設(shè)備的額定浪涌電壓(注意，對于有一個特定的額定浪涌電壓和多個額定電壓的設(shè)備，可以適用于不同的過電壓類別)。

對于能在設(shè)備端子上產(chǎn)生過電壓的設(shè)備(如開關(guān)設(shè)備)，額定浪涌電壓意指該設(shè)備產(chǎn)生的過電壓必不超過該值，這是假定該設(shè)備是按照相應(yīng)標準和制造商的說明書在運行(注意，總是有產(chǎn)生超出額定浪涌電壓值的過電壓的殘余風(fēng)險，這與電路條件有關(guān))。

只要強化了電涌限制，就允許設(shè)備在更高的過電壓類別條件下運行。采用下述裝置能達到適當(dāng)?shù)碾娪克p:

·電涌保護裝置;

·具有隔離繞組的變壓器;

·有大量分支的配電系統(tǒng)(能泄放電涌的能量);

·能接受電涌能量充電的電容器;

·電阻或類似的能泄放電涌能量的阻尼元件。

應(yīng)當(dāng)考慮到，如果系統(tǒng)連接點上的電涌保護裝置的運行電壓高于系統(tǒng)內(nèi)各電涌保護裝置或設(shè)備的運行電壓，則系統(tǒng)內(nèi)的每個電涌保護裝置或設(shè)備都會比系統(tǒng)連接點上的電涌保護裝置釋放更多的能量。

4.2.3 IEC 60364-5-534/DIN VDE 0100 第 534 部分

在準備本書期間(始于1997年1月)，下述兩個標準草案均可用:

·E DIN IEC 64/867/CDV(VDE 0100第534 部分):1996-10“建筑物的電氣裝置--電氣設(shè)備的選擇和安裝--開關(guān)設(shè)備和控制設(shè)備--過電壓保護設(shè)備(IEC 64/867/CDV:1996)”;

·E DIN VDE 0100-534/A1(VDE 0100第 534 部分/A1):1996-10“建筑物的電氣裝置--電氣設(shè)備的選擇和安裝--開關(guān)設(shè)備和控制設(shè)備--過電壓保護裝置--修正案 A1(申請歐洲標準)。

上面先提到的 IEC 標準草案現(xiàn)在已經(jīng)被德國 DKE 的 UK221.3分委會，即“保護措施”分委會否決了。理由是其目標不再切合當(dāng)今的技術(shù)水平，因此也無助于電涌保護裝置的設(shè)立。

否決的主要原因是事實上電涌保護不僅必須要考慮開關(guān)操作和遠處雷擊(IEC 61024/61312-1)，而且也必須考慮近處或直接雷擊干擾(IEC 61024/61312-1)。因此，有必要建立統(tǒng)一的標準，不僅僅考慮雷擊保護避雷器的選擇和安裝，而且也考慮電涌保護。

現(xiàn)在工程上已公認，復(fù)雜的雷電/電涌保護系統(tǒng)需要不僅一種避雷器。

考慮到這一需求，具有不同保護能力的三種避雷器類型(I，Ⅱ，Ⅲ類)已在有關(guān)產(chǎn)品標準 DIN IEC SC 37A/44/CDV(VDE 0675 第 6 部分 A1)中被標準化。通過這些不同類型的避雷器實現(xiàn)的多級保護的概念不僅包括電涌保護，而且包括直接雷擊的防護。

德國 UK 221.3 準備的第二個標準草案申請進一步完善上述IEC 文本。建議的主要章節(jié)第 534 節(jié)中，一方面根據(jù) IEC 603644-443 [根據(jù) VDE 0100-443(VDE 0100第443部分)]討論間接雷擊和開關(guān)操作引起的電涌保護設(shè)備的選擇和安裝，另一方面則根據(jù) IEC 61024-1和IEC 61312-1，討論有關(guān)直接雷擊和建筑物附近雷擊引起的雷電流和電涌防護設(shè)備的選擇和安裝。

因此，在關(guān)于低電壓系統(tǒng)裝置標準的一個主要部分中給出了保護設(shè)備的選擇和安裝的規(guī)范及其與系統(tǒng)內(nèi)應(yīng)用的防觸電保護措施之間的兼容性。但這些標準草案不在本書討論范圍之內(nèi)，因此也不再進一步考慮。雖然如此，在說明供電系統(tǒng)中避雷器的各種應(yīng)用可能性時，還是參考了此德國標準草案。

4.3 電信系統(tǒng)的電涌保護(DINVDE 0800，DIN VDE0845)

有關(guān)內(nèi)容見 DIN VDE 0800第1部分:1989-05中“電信-設(shè)施與裝置安全的一般概念，要求和測試”。該VDE規(guī)范的應(yīng)用范圍包括電信工程的設(shè)施與裝置(下文中稱為電信系統(tǒng)和電信設(shè)備)的安全性，考慮到預(yù)防生命、健康(人和動物)或財產(chǎn)危險。該標準也適用于沒有其他適用標準的信息或數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的安全性。

DIN VDE 0800 第2部分:1985-07 中“電信、接地和等電位連接”討論“線路屏蔽”(即以導(dǎo)電材料做成的屏蔽，以某種幾何形狀與導(dǎo)線相伴)的處理以及鋼結(jié)構(gòu)或鋼筋的整合，引用如下:

·在此文本中，作為電磁屏蔽(根據(jù) DIN IEC 60050第 151部分:1983-12，第151-01-16節(jié))的線路屏蔽也能當(dāng)?shù)入娢贿B接用，因為其兩端都連接到參考電位。

鋼結(jié)構(gòu)和鋼筋融合到接地系統(tǒng)中，如果考慮建筑物的功能，建筑物對接地系統(tǒng)有特別高的要求，那么為了避免建筑物的不同點之間的電位差和由此產(chǎn)生的均衡電流，應(yīng)當(dāng)采取措施把鋼結(jié)構(gòu)和鋼筋整合到接地系統(tǒng)中。如果鋼筋件是不間斷連接的，為此目的鋼筋應(yīng)當(dāng)和接地母排相連。

·鋼筋中的均衡電流平行于不同電位點之間的等電位連接導(dǎo)體，這種電流如果由于過多的阻抗與電信電路產(chǎn)生不許可的耦合或接觸電阻產(chǎn)生波動，則能在電信系統(tǒng)中造成干擾。鋼筋的不間斷連接可以通過焊接或精心綁扎來實現(xiàn)。如果由于靜力學(xué)原因不可能焊接，則應(yīng)當(dāng)加輔助鋼結(jié)構(gòu)代替，輔助鋼結(jié)構(gòu)相互之間必須焊接，并且和鋼筋綁扎。建筑物鋼筋的不間斷連接只有在建筑物的建設(shè)過程中(即使在建筑物是由預(yù)制件構(gòu)成的情況下)才有可能。因此，在建筑結(jié)構(gòu)和基礎(chǔ)的設(shè)計階段就必須考慮通過鋼結(jié)構(gòu)和鋼筋作等電位連接。

DIN VDE 0845 第1 部分:1987-10 中。應(yīng)用范圍援引如下:

·該標準適用于電信系統(tǒng)中的危險電涌或干擾電涌的防護措施。這些電涌是由電磁干擾、雷電效應(yīng)或靜電荷引起的，因此也將屬于電信系統(tǒng)的設(shè)備和傳輸線考慮在內(nèi)。

DIN VDE 0185 第1 部分適用于外部防雷保護(雷電的攔截和引下)，DIN VDE 0855 第 1、2 部分適用于天線系統(tǒng)。

4.4 包含電磁脈沖與雷電防護的電磁兼容標準(VG95372)

VG 95372:1996-03標準綜述了包含電磁脈沖與雷電防護的 VG 電磁兼容標準。

4.5 元件與保護設(shè)備的標準

對防雷保護系統(tǒng)和電涌保護設(shè)備中的元件，國際性(IEC)和區(qū)域性(CENELEC)的標準化工作現(xiàn)在已經(jīng)取得進展，國家(DIN VDE)標準和包括測試授權(quán)的草案也有了。在下文中，僅在對于理解這些元件和保護器具的工作方式和使用可能性來說有必要的時候，才考慮這些標準。

4.5.1 連接件 [E DIN EN 50164-1(VDE 0185 第 201 部分)]

E DIN EN 50164-1(VDE 0185第 201部分)標準草案中“防雷保護元件第1部分:對連接件的要求”自1997年5月起對防雷保護元件(端子、連接器)生效。該草案詳細說明對雷電流傳導(dǎo)連接元件的要求和測試。該標準最終將取代 DIN 國標 DIN 48810/8.86。

現(xiàn)在歐洲標準化委員會(CENELEC)正在修訂EDINEN50164-1標準草案。除了狀況/壽命考慮(模擬實際情況下腐蝕壓力的增大)以外,該標準還包括如下雷電流(10/350us)試驗。

與制造商標示的連接元件的分類相對應(yīng)，連接元件被分成H類和L類，并相應(yīng)地進行測試:

H(高負荷)測試電流100kA(10/350us)

?L(正常負荷) 測試電流50kA(10/350us)

雷電流試驗通過的判別標準是，具有足夠低的接觸電阻，沒有可以察覺的損壞、變形或松弛，以及滿足對螺釘連接的松開轉(zhuǎn)矩的要求等。

4.5.2 雷電流避雷器與浪涌避雷器

雷電流避雷器(用10/350us波形的浪涌電流測試)與電涌避雷器(用8/20us波形的浪涌電流測試)相比是不同的。

4.5.2.1 供電系統(tǒng)用避雷器(IEC 61643-1/E DIN VDE 0675第6部分)

德國標準草案E DIN VDE第6部分中“額定電壓為100V至1000V的交流供電系統(tǒng)中使用的電涌避雷器”自1989年起生效。

包括測試授權(quán)的 EDIN VDE 0675-6 A1(VDE 0675 第6 部分/A1)“DIN VDE 0675-6(VDE 0675 第6部分)草案的修正案 A1”于 1996 年 3 月出版，同年10月，E DIN VDE 0675-6 A2(VDE 0675 第 6 部分 A/2)“DIN VDE 0675-6(VDE 0675第6部分)草案的修正案 A2”出版。DIN IEC 37A/44/CDV(VDE 0675第601部分)“低壓配電系統(tǒng)的電涌保護器 第1部分:性能要求和測試方法(IEC 37A/44/CDV:1996)”也在1996年10月被引引入。這一草案后來成為 IEC 標準并于 1998 年2月生效，且被用作為IEC 61643-1“連接到低壓配電系統(tǒng)的電涌保護器 第1部分:性能要求和測試方法”。負責(zé)避雷器國際標準化。

黃色印刷的E DIN VDE 0675 第 6 部分/A1 是基于 DIN VDE0675 第6部分/1989-11 草案，避雷器型號的分級和分類大部分保留。這些避雷器被劃分為四個要求等級:

·等級A。安裝于低電壓架空線路和人們碰不到的地方的避雷器，用 8/20us波形的浪涌電流測試。

·等級B。為防雷保護等電位連接和控制直接雷擊的目的而安裝的避雷器。這些避雷器用 10/350us 波形的模擬雷電測試電流I_imp測試。

·等級 C。為固定裝置中的電涌保護的目的而安裝的避雷器，如在配電區(qū)。這些避雷器用8/20us 波形的額定放電浪涌電流 i_sn測試。

·等級 D。為固定或移動裝置中的電涌保護的目的而安裝的避雷器，尤其是在電源插座區(qū)或終端前。該避雷器組的測試采用產(chǎn)生 1.2/50us開路浪涌電壓和8/20us短路浪涌電流的復(fù)合波發(fā)生器(視在內(nèi)阻為 2Ω)。用于測試的復(fù)合波發(fā)生器的開路電壓 U_oc被指定為這些避雷器的一個參數(shù)。

第 A1 部分的測試/修正首先考慮電氣要求和測試程序。與用戶相關(guān)的電氣要求和測試程序在下文中簡要解釋:

1)對B級避雷器的雷電測試電流(I_imp)。雷電測試電流 I_imp (10/350us)替代以前的 8/80us 波形的雷電測試電流。I_imp由下述參數(shù)確定:峰值(Ipeak)、電荷量(Q)、比能量(W/R)和波形(10/350us)。對于波形，數(shù)值10表示10us 的波頭上升時間，350us 表示雷電波的波尾至半峰值的時間為 350us。10/350us 波形的雷電測試電流 I_imp與自然雷電放電的首次回擊電流最接近，在世界范圍內(nèi)用于雷電模擬。

2)限制電壓測量值的確定(保護水平 U_p)。確定限制電壓測量值的測試程序根據(jù)避雷器的類型和等級劃分。限制電壓測量值是從不同的測試中得到的最大值。用于絕緣配合的(避雷器)保護水平是限制電壓測量值中的最大值。

3)預(yù)處理和動作負載測試(放電容量)。據(jù)此測試避雷器的有關(guān)放電容量和續(xù)流熄滅能力方面的性能。避雷器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)知道后,可按照其要求等級選擇一個對應(yīng)于其續(xù)流的電壓源,并且根據(jù)其要求的等級進行預(yù)處理試驗。

4)避雷器的脫扣裝置和熱穩(wěn)定性。在測試避雷器的脫扣裝置和熱穩(wěn)定性時，帶火花間隙的避雷器和基于非線性電阻的避雷器是有差別的。這種差別是為了模擬接近實際的故障原因:

·基于非線性電阻的避雷器。假設(shè)經(jīng)過多年運行，由于反復(fù)承受浪涌電流，漏電流將增大，這將導(dǎo)致避雷器發(fā)熱或功耗增大。在脫扣試驗中模擬了這種“熱漂移”。在外殼過熱之前脫扣裝置必須將避雷器脫離系統(tǒng)，因外殼過熱可能導(dǎo)致火災(zāi)危險。

·帶火花間隙或串聯(lián)火花間隙的避雷器。在此假設(shè)的故障原因是放電電流過于頻繁和過大，或者熄滅續(xù)流的次數(shù)太多，內(nèi)置火花間隙的電極熔化，發(fā)生短路。在試驗中，用銅導(dǎo)體短路火花間隙來模擬這種故障。在避雷器出現(xiàn)可察覺的損壞或引起火災(zāi)危險之前，制造商確認的最大后備熔絲必須將避雷器脫離系統(tǒng)。

4.5.2.1.1 選擇避雷器的重要數(shù)據(jù)

·額定電壓 Uc。Uc值表示避雷器額定的最高運行電壓，在此電壓下避雷器有合格的性能數(shù)據(jù)。

·保護水平 Up。此參數(shù)表征避雷器有能力將干擾限制到 Up。避雷器需要的保護水平取決于安裝位置(過電壓類別)和/或被保護裝置的電氣絕緣強度。

·放電能力。如果避雷器必須按出現(xiàn)的危險(直接雷擊、遠處雷擊、感應(yīng)過電壓)選擇，則該參數(shù)是至關(guān)重要的。

此值表征避雷器的實際性能，表示能夠安全地泄放而不會明顯影響其功能的雷電測試電流/浪涌電流/復(fù)合電涌。這一指標也反映在避雷器的分級上:

雷電測試電流I_imp→等級B

浪涌電流i_sn或I_max→等級 A、C

復(fù)合波 U_oc→等級 D

·遮斷能力/續(xù)流熄滅能力 I_F。該參數(shù)對火花間隙避雷器很重要。該參數(shù)指示避雷器自動熄滅系統(tǒng)續(xù)流的限值。

·脫扣裝置/備用熔絲。這些數(shù)據(jù)永遠重要，尤其是在避雷器過載或被用錯，或因多次放電而老化時。按E DIN VDE 0675-6/A1設(shè)計的避雷器被證明，在過載/脫扣裝置和熱穩(wěn)定性試驗時過載/失敗的情況下能夠轉(zhuǎn)入安全故障狀態(tài)。

4.5.2.1.2 按要求和位置配合避雷器

·B級避雷器(雷電流避雷器)。雷電流避雷器安裝應(yīng)用的位置是房屋的電源區(qū)，那里可能出現(xiàn)很大的分雷電流。

· C級避雷器。這些電涌避雷器安裝應(yīng)用的典型位置是在配電箱。這是必須安全控制雷電流避雷器的殘壓和kA級的浪涌電流(8/20us)的地方。

·D級避雷器。這些避雷器要么位于配電盤和終端之間，要么位于電源插座處。

關(guān)于D級避雷器的要求，是按容易引起危險的 U_oc的外加電壓來考慮的，而不是按外加的浪涌電流考慮，U_oc要限制到低值。典型的危險電壓值在2.5~4kV范圍內(nèi)(出現(xiàn)在終端輸入口、電源插座上)。

4.5.2.1.3 N-PE避雷器(E DIN VDE 0675 第6 部分/A2)

N-PE 避雷器在 E DIN VDE 0675-6/A2(VDE 0675 第6 部分/A2):1996-10“浪涌避雷器 第6部分:在額定電壓為100~1000V的交流供電系統(tǒng)中的應(yīng)用，DIN VDE 0675-6(VDE 0675第6部分)草案的修正案 A2”中被標準化。這種避雷器安裝在中性線(N)和保護線(PE)之間。

這種N-PE 避雷器的任務(wù)是什么?出于人身保護原因，B級和C級避雷器通常安裝在故障電流斷路器前(按能流方向)。為保證故障避雷器能通過TT系統(tǒng)的備用熔絲安全脫扣，采用“3+1 電路”。三個外導(dǎo)體 L1、L2 和 L3連接到避雷器上，再與中性線N相連。在中性線(N)和保護線(PE)之間安裝N-PE避雷器。在避雷器(在外導(dǎo)體上)失效(短路)的情況下，在被考慮的外導(dǎo)體L和中性線N之間出現(xiàn)短路電流，該短路電流可在設(shè)定時間內(nèi)通過系統(tǒng)備用熔絲切斷。如果避雷器安裝在 L和 PE 之間，則 TT 系統(tǒng)中流過 L 和 PE 之間的故障避雷器的電流不足以熔斷系統(tǒng)的熔絲。N-PE避雷器必須能夠通過 L1、L2 和 L3 至N的總干擾電流。

4.5.2.2 信息技術(shù)用避雷器(IEC SC 37A/E DIN VDE 0845 第2部分)

德國標準草案 DIN VDE 0845第2部分“數(shù)據(jù)處理和電信雷電放電、靜電放電和來自電站的過電壓”自1993年10月效。

在此標準草案中，下述電涌保護器件之間是有差別的:

·間隙，包括:①電涌避雷器、充氣管(或氣體放電管)，②沿面放電避雷器/空氣火花間隙;③脫離火花間隙;④自滅火花間隙。

·半導(dǎo)體保護元件和非線性電阻。

·電涌限制器。

·保護和隔離變壓器，包括降壓變壓器。如本清單所示 DIN VDE 0845第2部分覆蓋了各種元件和電涌保護器(電涌限制器)。在國際(IEC)標準中，元件和保護器是在不同的標準草案中分開處理的:

·元件(低電壓浪涌保護設(shè)備的元件)的詳細說明剛由SC37B委員會給出?，F(xiàn)階段有4個草案:

IEC 61647-1草案:氣體放電管(GDT)規(guī)范;

IEC 61647-2草案:雪崩二極管(ABD)規(guī)范;

IEC 61647-3 草案:金屬氧化物非線性電阻(MOV)規(guī)范;

IEC 61647-4草案:可控硅電涌抑制器(TSS)規(guī)范。

·電涌保護設(shè)備的規(guī)范目前正在由 SC 37A委員會制定，題為:

IEC 61644-1:連接至電信與信號網(wǎng)絡(luò)的電涌保護器。

有計劃要完成第二部分，詳細說明電涌保護器的選擇和應(yīng)用。

由于標準化工作是由 SC 37A委員會開展的，可以保證信息技術(shù)用避雷器和供電技術(shù)用避雷器的測試要求，并且考慮到它們的要求等級和應(yīng)用條件的配合。

黃色印刷的E DIN VDE 0845第2部分規(guī)范是為數(shù)據(jù)處理和電信技術(shù)裝置中用的電涌保護設(shè)備制定的要求和測試。

下面簡要介紹與用戶相關(guān)的電涌限制器的電氣要求和測試。

對電涌限制器，標準草案區(qū)分第1類和第2類，具體來說，第1類電涌限制器用于預(yù)防瞬態(tài)過電壓(如雷電引起的)，第2類電涌限制器用于必須考慮持續(xù)時間長達0.5s的附加交流干擾的場合。

4.5.2.2.1 選擇避雷器的重要數(shù)據(jù)

·標稱電壓 U_N。避雷器的標稱電壓是作為型號特征的，并且通常等于應(yīng)用避雷器的系統(tǒng)的標稱電壓。

·額定電壓 U_C。U_C值表示避雷器額定的最高運行電壓，在該電壓下避雷器達到給定的性能數(shù)據(jù)。此值支持用戶按系統(tǒng)或設(shè)備要求的最大運行數(shù)據(jù)選擇避雷器。

·標稱電流I_N標稱電流是避雷器的電流通路可載的最大允許工作電流。

·工作頻率范圍。在工作頻率范圍內(nèi)，避雷器的插人損耗小于等于 3dB。由于避雷器通常具有低通特性，工作頻率范圍用截止頻率f_G描述。

對于數(shù)字傳輸系統(tǒng)中的應(yīng)用，用一個特定的數(shù)據(jù)傳輸速率 V_S代替工作頻率范圍。避雷器的可能數(shù)據(jù)傳輸速率與系統(tǒng)所用的傳輸過程有關(guān)。該過程在具有低通特性的系統(tǒng)中決定了必要的截止頻率。在電信工程中，V_S=2f_G;在實際工程中，V_S=1.25f_G

·載流量/放電能力。此處與供電系統(tǒng)用的避雷器適用相同的標準。

DIN VDE 0845第2部分標準草案對雷電流避雷器(雷電測試電流 I_imp)未給出任何要求。在目前的工程實踐中，信息技術(shù)設(shè)備用避雷器也有能傳導(dǎo)雷電流的。

·保護水平 U_P。

·在 DIN VDE 0845第2 部分標準草案中，此值也稱為“最大殘壓”。此參數(shù)表征對于給定的負荷，避雷器的端子上可能出現(xiàn)的最高電壓。選擇避雷器時必須牢記，此值應(yīng)低于后續(xù)設(shè)備的破壞限值。

4.5.2.2.2 根據(jù)要求和位置配合避雷器

在 DIN VDE 0845 第2 部分標準草案中未給出信息技術(shù)設(shè)備用避雷器根據(jù)要求和位置的具體配合，只根據(jù)避雷器的載流量細分了負荷等級。

4.5.2.3 避雷器配合

既然已知雷電流和避雷器的要求與位置的等級，用戶或項目組織者必須保證避雷器和被保護設(shè)備的配合。這是達到對系統(tǒng)和設(shè)備的優(yōu)化協(xié)調(diào)保護的唯一途徑。