网站首页 > 新闻动态 > 防雷新闻

现有后备保护器SCB的问题——冲击盲点

2017-12-01 浙江雷升电子有限公司 阅读

本系列针对现有SCB中使用两路形式设计的产品,不包括某些改进版。同时,测试中出现的问题为概率事件,但此概率为大概率事件。本实验不去讨论此种SCB在实际安装中对保护线路等效电路的改变,只研究其功能问题。

现在市场上最多的SCB设计中以两路形式为主,一路为微断固有的电磁线圈,一路为放电间隙等通流元件,设计理念为工频电流流经线圈;雷电流冲击流经放电间隙。

一、原理上存在盲点问题。  

原理:两路并联线圈和放电间隙分别动作是基于短路侧即电磁线圈侧有瞬变脉冲流过时,线圈电感将阻碍电流流过并产生反向电动势,使放电间隙两端的电位差翻倍,从而使间隙点火通流雷电;幅值小未点火的雷电流靠短路侧自身耐受

雷升电子

图1:SCB泄放雷电流通道原理

从设计原理分析:该类SCB将出现以下问题:

  1. 两路干扰:两路彼此分工,在狭小的空间内造成相互电磁干扰和振动干扰。

  2. 必然盲点:小冲击电流产生的反向电动势不足以使间隙点火,自身跳开,产生盲点。

  3. 严重失效:由于盲点造成冲击电流流过电磁线圈而跳开,电磁线圈将出现匝间击穿,要得到设计初的反向电动势更加困难。

当然,工艺上和选择电极材料、放电间隙参数会使SCB克服原理缺陷,但是我们测试中出现问题也成了大概率事件。


二、冲击失效循环实验。

1. SCB不脱扣电流:In=60kA ,某些试品出现正负极性不同的盲点。 

冲击电流

状态

0.1In

正常

0.2In

正常

0.5In

正常

1.0In

正常

-0.1In

正常

-0.2In

正常

-0.5In

正常

-1.0In

跳开(极性盲点)

2. SCB不脱扣电流:In=60kA,跳开后复测,发现某些SCB电磁线圈有击穿,整体性能失效。

冲击电流

状态

电磁线圈L (10kHz)

1.0In

正常

3.6H

-1.0In

跳开(极性盲点)

2.4H

1.0In

跳开(失效)

2.3H

1.0In

跳开(失效)

2.1H

3. SCB不脱扣电流:In=40kA,0.1和0.2倍In靠电极自身耐受未跳开,0.5倍出现盲点。


冲击电流

状态

1.0In

正常

0.5In

跳开

0.2In

正常

          0.1In

正常

三、盲点带来的问题。

1. 盲点将造成SCB严重失效。

盲点将造成放电间隙这一路不起作用,冲击电流使电磁线圈出现匝间击穿,自身电感量下降。电感变小后其所产生的反向电动势也将变小,此后无法再使放电间隙点火通流。换句话说,如果一个新的SCB,承受一次盲点冲击电流的冲击后,此SCB将脱扣并且有可能永不起作用,失效报废。实际使用中,更多的是操作过电压或小幅值浪涌,所以盲点必须测试并解决。

雷升电子

图2:盲点将造成此电磁线圈部件参数变化

2. 盲点将造成SPD保护失效(形式上)。

雷电防护中冲击电流In值是设计SCB不脱扣电流的关键指标,如果小于In的雷电流均因SCB的盲点而跳开,那么本应保护线路的SPD将被SCB中仅剩的放电间隙隔离开。必将要考虑放电间隙与SPD串联后的启动电压与限制电压变化,整体保护设计将发生重大改变,甚至失去保护作用,这又回到了开篇我们明确不研究的串联保护形式。


四、测试方法与标准建议。

  1. 正负极性不同的盲点,未来标准需要注意,不能只是正极。

  2. 要按梯度来进行0.1、0.2、0.5、1.0倍的盲点实验。

  3. 同一型号SCB要在In下进行多次验证,如15次In的动作负载预处理实验。

    综上所述,现行标准GB18802.1/IEC61643.1中相关条款可以借鉴验证SCB的冲击性能:7.5.2. 用8/20冲击测量残压中,规定了含开关型进行0.1、0.2、0.5、1.0In,正负极各一次。解决第1、2点;7.6.4. 动作负载预处理,解决第3点。

这里声明一下,SCB的设计应该更加偏重于不在保护线路中增加非线性元件为目标!


标签:   防雷资讯 防雷新闻

地址:浙江省乐清市虹桥镇上仙垟工业区

电话:0577-62338207

Copyright © 2018 浙江雷升电子有限公司 版权所有 浙ICP备10033416号-1

本站技术支持:由温州网站建设 鸿茂传媒提供.