關于SPD “最大持續工作電壓”Uc 為385 伏的商榷

株洲普天長江防雷科技有限公司 方和全

關鍵詞：SPD     最大持續工作電壓Uc      385    Uc=1.1Uo      420

內容提要：本文通過對SPD最大持續工作電壓Uc 為385V 的質疑和分析，強調了

Uc 等于1.1Uo（Uo——低壓系統中的相電壓）的技術依據和理論依據。

    在SPD 的技術參數中，最大持續工作電壓Uc 是最重要的特征之一，也是必須位于SPD 本體或持久地標貼在SPD 本體上的標志之一。在GB18802.1 中Uc 定義為：允許持久地加在SPD  上的最大交流有效值或直流電壓。其值等于額定電壓。（很遺憾，其它幾個國家標準對Uc 的定義表述都不一致）。

     既然是數值，不容置疑地要優選。GB18802.1-2002  《低壓配電系統的電涌保護器（SPD）第一部分：性能要求和實驗方法》中，第5.5 條“交流有效值或直流的最大持續工作電壓Uc 的優選值”提供了一個系列的優選值。不過，沒有數 值“385”。而現實中，幾乎所有在中國的SPD 產品及其產品標識中，又都有Uc等于385V  的數值。于是在YD/T1235.1-2002      《通信局站低壓配電系統用電涌保護器技術要求》中，發現有了“385”這個數值。問題出來了：（1）是國家標準不符合國情 （因為GB18802.1-2002 等同于IEC61643-1:1998）？（2）或是行業標準有特殊規定（可能通信行業要求比國家標準更嚴酷）？

    答案：兩者都不是。而是我們對國家標準的系統學習不夠仔細，或者說是SPD 的Uc 這個技術特征不甚熟悉。理由如下：

    首先，建筑物電器裝置的低壓配電系統中， 相電的標稱線電壓是380V，標稱相電壓是220V。根據Uc 的名稱——“最大持續工作電壓”來分析，“最大”就是規定了SPD 的工作電壓在 相電的相電壓或線電壓中應是最大值或較大值；“持續”就是規定了這種最大值同時要求不是暫態或瞬間的。顯然385V 不能滿足“最大”和“持續”這兩個條件。因為：

      （1）電網電壓是有波動的，一般是10kV 及以下 相供電為7%（407-353V）；單相供電為+7%～-10%  （235-198V）（見GB12325）；

      （2）接地制式 （TT、TN、IT  等）的不同，加劇了這種波動，使這種波動遠遠大于此范圍；

      （3）這種波動不是暫態或瞬間的，有時是持續的。其次，根據Uc 的定義——“允許持久地施加在SPD 上的最大交流有效值或

直流電壓。其值等于額定電壓”。而額定電壓的定義：“制造廠對元件、電器或設備規定的電壓值，它與運行 （包括操作）和性能等特性有關”（GB/T16935.1-1997）。依據后一句話的解釋，Uc 應該直接就是SPD 的額定電壓。

但是，為什么SPD 的額定電壓只是在線電壓380V 的基礎上加5V?。為什么要加

5？為什么只加5？沒有找到權威的解釋。 所以，“385”不是SPD  的“最大”工作電壓，不是“持續”工作電壓，更不是“最大持續”工作電壓。也不是“額定電壓”。那么，低壓配電系統中SPD 的“最大持續工作電壓”到底推薦什么數值呢？

    其實，另一個國家標準已有規定。在GB16895.22-2004 《建筑物電器裝置第5-53 部分：電器設備的選擇和安裝 隔離、開關和控制設備》的第534 節：“過電壓保護電器”中的第534.2.3.2 已經明確規定。不妨照抄如下：

534.2.3.2  持續工作電壓（Uc ）的選擇

         電涌保護器 （SPD）的最大持續工作電壓Uc 不應低于表53C 的值。

           表53C   按電源系統特征確定電涌保護器 （SPD）的最低Uc  電壓

    按照這個國家標準的規定，最大持續工作電壓Uc 應是Uo 的1.1 倍。Uo=220V,

那么，Uc= 1.1Uo =1.1X220=242V,取整250V 或240V若地線或零線線斷路時，加在SPD 上的是線電壓380V。推而論之，Uc=380 X  1.1=418  （V ），圓整后取420 （V ）。果然，在國家標準GB18802.1 中Uc 優選值就有“420”這個數值。

     還有一種推算法，即用以下公式計算壓敏動作電壓，再推出Uc：

                         V1mA ＝av/bc

     式中V1mA——壓敏動作電壓（規定1mA 電流下的電壓）

           a——電源電壓波動系數，一般取1.2

           v——電路直流工作電壓(交流時為有效值)

           b——壓敏電壓誤差，一般取0.85

           c——元件的老化系數，一般取0.9

     這樣計算得到的V1mA 實際數值是直流工作電壓的1.5 倍。

     在交流狀態下要考慮電壓峰值，因此計算結果應擴大1.414 倍。所以，當電網的標稱電壓為220V 時，V1mA 約為484V。再查手冊，沒有484 的規格，就取470 或510V，找出對應的Uc 。但是，510V 對應的是320V. 。也不是385V。

    綜上所述，SPD 中 相電源的最大持續工作電壓值國家標準不推薦385V 是有道理的。

    以此類推，SPD    中包括其他的一些技術參數如標稱放電電流（In）、最大放電電流（Imax）、電壓保護水平 （Up ）等都應該符合國家標準推薦的優選數值。

    參考標準：GB18802.1-2002

               YD/T1235.1-2002

               GB16895.22-2004

               GB/T16935.1-1997