通過對線路中三種保護器工作原理的分析,我們可以總結出雷雨天氣時,裝有電源避雷器的線路中各種保護設備(含避雷器前端的保護設備)為什么跳閘的三個原因。
3.1當電源避雷器前端串聯微型斷路器時
為了防止電源避雷器失效時,接地短路故障電流損壞設備,保障人身安全,防雷工程應用中常常在電源SPD前端串聯小型斷路器作為SPD的前端保護裝置。
電源避雷器的失效模式可以分為兩類:開路失效模式和短路失效模式。
a開路失效模式:由于SPD本身的非線性元件形成或由與SPD串聯的內部或外部保護設備與供電電源斷路所形成,此時,供電電源的連續(xù)性在SPD失效的情況下被保證,(見圖一)。
b短路失效模式:由于SPD本身引起或由一附加設備引起,那么電源供電將由于系統(tǒng)的后被保護而中斷。此時,供電系統(tǒng)受到保護,但是系統(tǒng)不再供電,(見圖二)。
PD為電涌保護器的過流保護裝置;避雷器為電涌保護器;E/I為被電涌保護器保護的電氣裝置或設備。
因此,優(yōu)先保證供電的連續(xù)性還是優(yōu)先保證過電壓保護的連續(xù)性,這取決于電源避雷器失效時,斷開電源避雷器的前端保護裝置所安裝的位置。
開路失效模式下,當通過避雷器的過電流持續(xù)時間過長,即在微秒級時間內電源避雷器還無法將雷電流全部泄放入地時,串聯在電源避雷器前端的保護設備會判斷為過流或短路故障,從而發(fā)生動作。此時,雖然保證了供電的連續(xù)性,但再發(fā)生過電壓時,無論是電氣裝置或是設備均得不到保護,而再次出現持續(xù)的過電流會使供電線路中的斷路器,特別是安裝在總配電處的斷路器會在過壓的狀態(tài)下發(fā)生動作,導致系統(tǒng)供電中斷。
短路失效模式下:這種失效模式中,串聯在電源避雷器前端的保護設備會在判斷為過流或短路故障時使供電線路中的斷路器直接動作。
在上述兩種失效模式中,如果電源避雷器前端的保護設備選擇的參數與避雷器的相關參數不一致時也會發(fā)生供電線路斷路器的動作,特別是避雷器前端的保護設備更容易發(fā)生動作,從而使避雷器的保護效能和供電的連續(xù)性降低。
當然,我們是不希望供電中斷這種情況發(fā)生的,因此,在防雷工程中常常采用開路失效模式的接線法。
除避雷器的失效模式外,避雷器的安裝工藝、安裝位置也會影響到雷雨天氣時線路供電的連續(xù)性。
a如避雷器兩端引線過長,雷電流通過時會導致避雷器兩端殘壓過高。而處于過壓狀態(tài)的避雷器前端保護設備會動作,使線路失去保護。如果無法及時恢復避雷器前端保護設備的狀態(tài)時,將會使線路上的斷路器動作,可能會將被保護的設備遭到破壞,而供電的連續(xù)性也得不到保障。
b對于雷電流能量最大的一級保護,理論上避雷器(B級)應盡量安裝在總進線空氣開關(斷路器)前端,如果安裝不方便,也可安裝在空開后端。但是,如果進線前端有雙電源切換裝置時,必須安裝在雙電源切換裝置的前端,從而使切換裝置得到保護(現在的雙電源切換裝置多為機械型和電子控制型、有的還有232和485控制裝置和24V消防電源,雷電流一旦通過,極易發(fā)生損壞)。此種安裝方式,在雷電流通過總空氣開關前直接通過前端并聯的避雷器將其泄放入地,減小了空氣開關的跳閘概率。
因此,合理地選擇避雷器的安裝模式、安裝工藝和前端保護設備的參數,將有效地減少雷雨天氣時斷路器跳閘的次數。
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