电涌保护器(SPD)和后备保护断路器的配合研究

摘要

电涌保护器（SPD）是一种在低压配电系统中用于限制瞬时过电压和泄放电涌电流的低压电器。SPD和后备限流保护器件之间的协调配合是整个保护电路可靠运行的重要保障。小型断路器和熔断器通常被用来作为电涌保护器的后备过流保护装置。熔断器和电涌保护器的配合方法已经在相关标准中给出，但是后备保护断路器与电涌保护器配合的研究目前国内外均开展较少。针对这一不足，本论文重点研究小型断路器的冲击耐受特性以及和SPD的配合关系。首先介绍了电涌保护器和低压断路器的工作原理和内部构造等。接着，以具有较好代表性的某品牌小型断路器作为重点研究对象，对不同分断能力和特性曲线的样品，通过试验研究它们在8/20μs波形冲击电流和10/350μs波形冲击电流下的3次最大耐受电流和15次连续耐受电流。然后结合目前关于SPD的两个版本的IEC标准中对测试方法的要求，给出了该品牌不同分断能力和特性曲线的小型断路器和SPD的配合关系列表。最后，对小型断路器在冲击电流下的动作机理展开研究，通过理论计算和试验结果比较，证实小型断路器在冲击电流下使脱扣机构动作的应力不同于工频电流。通过对特殊设计的小型断路器的试验，发现在冲击电流下使脱扣机构动作的应力主要是动静触头间的电动斥力。本文的研究结果可为今后修订相关标准参考依据，对于工程实践中SPD与后备限流保护设备之间的选型配合也有参考价值。

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第一章 前言

1.1 问题的提出

1.2国内外研究概况

1.3推广应用前景和效益预测

1.4本论文的主要内容

第二章 电涌保护器和后备保护断路器简介

2.1概述

2.2电涌保护器的功能和构造

2.3 后备保护断路器的功能和构造

第三章 电涌保护器和后备保护断路器模拟雷击试验所用方法和设备

3.1 标准要求的电涌保护器模拟雷击试验方法

3.2 标准要求的模拟雷击电流波形

3.3 8/20波形冲击电流发生器的试验电路

3.4 10/350波形冲击电流发生器的试验电路

3.5 冲击电流的测量

3.6 冲击电流测量系统性能分析

第四章 后备保护断路器的冲击电流耐受性能

4.1 概述

4.2后备保护断路器在8/20波形冲击电流下的耐受性能

4.3后备保护断路器在10/350波形冲击电流下的耐受性能

第五章 电涌保护器和后备保护断路器的配合规律

5.1 I级SPD和MCB的配合规律

5.2 I级SPD和MCB配合的标准修改建议

第六章 后备保护断路器在冲击电流下的动作机理分析

6.1 断路器的脱扣电磁力计算模型

6.2 计算结果和试验结果的比较

6.3 动作机理的试验研究

6.4 初步结论

第七章 结 论

参考文献

致谢

攻读工程硕士期间发表的学术论文