防雷技术

关于SPD “最大持续工作电压”Uc 为385 伏的商榷

株洲普天长江防雷科技有限公司 方和全

关键词：SPD     最大持续工作电压Uc      385    Uc=1.1Uo      420

内容提要：本文通过对SPD最大持续工作电压Uc 为385V 的质疑和分析，强调了

Uc 等于1.1Uo（Uo——低压系统中的相电压）的技术依据和理论依据。

    在SPD 的技术参数中，最大持续工作电压Uc 是最重要的特征之一，也是必须位于SPD 本体或持久地标贴在SPD 本体上的标志之一。在GB18802.1 中Uc 定义为：允许持久地加在SPD  上的最大交流有效值或直流电压。其值等于额定电压。（很遗憾，其它几个国家标准对Uc 的定义表述都不一致）。

     既然是数值，不容置疑地要优选。GB18802.1-2002  《低压配电系统的电涌保护器（SPD）第一部分：性能要求和实验方法》中，第5.5 条“交流有效值或直流的最大持续工作电压Uc 的优选值”提供了一个系列的优选值。不过，没有数 值“385”。而现实中，几乎所有在中国的SPD 产品及其产品标识中，又都有Uc等于385V  的数值。于是在YD/T1235.1-2002      《通信局站低压配电系统用电涌保护器技术要求》中，发现有了“385”这个数值。问题出来了：（1）是国家标准不符合国情 （因为GB18802.1-2002 等同于IEC61643-1:1998）？（2）或是行业标准有特殊规定（可能通信行业要求比国家标准更严酷）？

    答案：两者都不是。而是我们对国家标准的系统学习不够仔细，或者说是SPD 的Uc 这个技术特征不甚熟悉。理由如下：

    首先，建筑物电器装置的低压配电系统中， 相电的标称线电压是380V，标称相电压是220V。根据Uc 的名称——“最大持续工作电压”来分析，“最大”就是规定了SPD 的工作电压在 相电的相电压或线电压中应是最大值或较大值；“持续”就是规定了这种最大值同时要求不是暂态或瞬间的。显然385V 不能满足“最大”和“持续”这两个条件。因为：

      （1）电网电压是有波动的，一般是10kV 及以下 相供电为7%（407-353V）；单相供电为+7%～-10%  （235-198V）（见GB12325）；

      （2）接地制式 （TT、TN、IT  等）的不同，加剧了这种波动，使这种波动远远大于此范围；

      （3）这种波动不是暂态或瞬间的，有时是持续的。其次，根据Uc 的定义——“允许持久地施加在SPD 上的最大交流有效值或

直流电压。其值等于额定电压”。而额定电压的定义：“制造厂对元件、电器或设备规定的电压值，它与运行 （包括操作）和性能等特性有关”（GB/T16935.1-1997）。依据后一句话的解释，Uc 应该直接就是SPD 的额定电压。

但是，为什么SPD 的额定电压只是在线电压380V 的基础上加5V?。为什么要加

5？为什么只加5？没有找到权威的解释。 所以，“385”不是SPD  的“最大”工作电压，不是“持续”工作电压，更不是“最大持续”工作电压。也不是“额定电压”。那么，低压配电系统中SPD 的“最大持续工作电压”到底推荐什么数值呢？

    其实，另一个国家标准已有规定。在GB16895.22-2004 《建筑物电器装置第5-53 部分：电器设备的选择和安装 隔离、开关和控制设备》的第534 节：“过电压保护电器”中的第534.2.3.2 已经明确规定。不妨照抄如下：

534.2.3.2  持续工作电压（Uc ）的选择

         电涌保护器 （SPD）的最大持续工作电压Uc 不应低于表53C 的值。

           表53C   按电源系统特征确定电涌保护器 （SPD）的最低Uc  电压

    按照这个国家标准的规定，最大持续工作电压Uc 应是Uo 的1.1 倍。Uo=220V,

那么，Uc= 1.1Uo =1.1X220=242V,取整250V 或240V若地线或零线线断路时，加在SPD 上的是线电压380V。推而论之，Uc=380 X  1.1=418  （V ），圆整后取420 （V ）。果然，在国家标准GB18802.1 中Uc 优选值就有“420”这个数值。

     还有一种推算法，即用以下公式计算压敏动作电压，再推出Uc：

                         V1mA ＝av/bc

     式中V1mA——压敏动作电压（规定1mA 电流下的电压）

           a——电源电压波动系数，一般取1.2

           v——电路直流工作电压(交流时为有效值)

           b——压敏电压误差，一般取0.85

           c——元件的老化系数，一般取0.9

     这样计算得到的V1mA 实际数值是直流工作电压的1.5 倍。

     在交流状态下要考虑电压峰值，因此计算结果应扩大1.414 倍。所以，当电网的标称电压为220V 时，V1mA 约为484V。再查手册，没有484 的规格，就取470 或510V，找出对应的Uc 。但是，510V 对应的是320V. 。也不是385V。

    综上所述，SPD 中 相电源的最大持续工作电压值国家标准不推荐385V 是有道理的。

    以此类推，SPD    中包括其他的一些技术参数如标称放电电流（In）、最大放电电流（Imax）、电压保护水平 （Up ）等都应该符合国家标准推荐的优选数值。

    参考标准：GB18802.1-2002

               YD/T1235.1-2002

               GB16895.22-2004

               GB/T16935.1-1997