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電涌保護器必須提供定義的保護功能和性能參數，以便適用于相應的保護概念。 因此，它們根據自己的國際系列產品標準進行開發、測試和分類。 然而，即使在后期使用期間，也必須定期檢查是否正常運行并因此遵守保護功能，電氣裝置和電子系統中的其他安全相關組件也是如此。

3.1 符合產品標準 IEC 61643 的要求

電涌保護器/SPD一般按以下分類性能值，取決于防護等級和使用位置，并遵循產品標準 IEC 61643。其中包含電涌保護裝置的術語定義、一般要求和測試程序。 該標準區分：

? IEC 61643-11：連接到低壓電力系統的電涌保護裝置——要求和測試方法 [6]

? IEC 61643-21：連接到電信和信號網絡的電涌保護裝置——性能要求和測試方法 [7]

? IEC 61643-31：連接到低壓電力系統的浪涌保護裝置——光伏裝置中使用的浪涌保護裝置的要求和測試方法 [8]

未來，本系列將通過以下內容進行擴展：

? IEC 61643-41：連接到低壓直流系統的電涌保護裝置——要求和測試方法。

圖 18：IEC 61643 – 浪涌保護裝置的產品標準

3.2 電涌保護器的關鍵特性

標稱電壓 (UN)

基于 SPD 預期用途的電流或信號電路電壓的標稱值。規定的標稱電壓SPD 對應于標準三相系統的典型 SPD 安裝地點的系統電壓，例如 230/400 V AC。 SPD 還可以保護較低的系統電壓。在系統電壓較高的情況下，必須根據具體情況決定是否可以使用 SPD 以及是否存在需要遵守的限制。

額定負載電流 (IL)

最大 r.m.s.額定電流值，允許連接的歐姆負載流向 SPD 的受保護輸出之一。該最大值由 SPD 內承載工作電流的部件規定；這些必須能夠承受持續的熱電流負載。

短路耐受能力 (ISCCR)

電網的最大未受影響短路電流，SPD 與上游過電流保護裝置一起額定。短路耐受能力表明 SPD 在安裝位置可以使用的預期短路電流。確定該值的相應測試與上游過電流保護裝置（或過電流保護裝置，OCPD）一起進行。如果光伏系統的特殊浪涌保護裝置對應于 ISCPV 值，則這是 SPD 可以使用的系統的最大直流短路電流。

最大持續電壓 (Uc)

最大 r.m.s.可以連續施加到 SPD 保護模式的電壓值。最大連續電壓必須至少比標稱電壓值高 10%。在電壓偏差較大的系統中，必須在 Uc 和 Un 之間表現出較大差異的地方使用 SPD。

電壓保護等級（Up）

負載具有特定電壓陡度的脈沖并負載具有特定幅度和波形的放電浪涌電流時，SPD 連接端子塊上可能出現的最大電壓。該值表征了 SPD 的浪涌電壓保護效果。如果出現 SPD 性能參數范圍內的浪涌電壓現象，則 SPD 受保護連接處的電壓將安全地限制在該值的最大值。脈沖放電電流 (Iimp) 流過具有脈沖形狀的 SPD 的電流峰值 (10/350 μs)。浪涌電流的脈沖波形 (10/350 μs) 是直接雷擊效應的特征。脈沖放電電流值用于特殊的 SPD 測試，以證明對高能雷電流的承載能力。根據分配給避雷系統的避雷級別，SPD 必須具有與該值相對應的最小值。

標稱放電電流（In）

流經 SPD 的電流峰值，帶脈沖波形

（8/20 微秒）。浪涌電流的脈沖形狀 (8/20 μs) 是間接雷擊或開關操作影響的特征。標稱放電電流值用于 SPD 的各種測試，包括用于確定電壓保護水平的測試。根據分配給避雷系統的避雷級別，SPD 必須具有與該值相對應的最小值。

空載電壓（UOC）

SPD 端點處混合發電機的卸載電壓。混合發電機產生組合浪涌；例如，在卸載時，它提供具有定義脈沖形狀的電壓脈沖，通常為 (1.2/50 μs)，在短路中，提供具有定義脈沖形狀的電流脈沖，通常為 (8/20 μs)。組合浪涌是感應浪涌電壓效應的特征。根據分配給防雷系統的保護等級，SPD 必須具有與該值相對應的最小值。

標準浪涌電流脈沖

SPD 的限壓功能使用脈沖形狀為 (8/20 μs)（圖 19）的浪涌電流進行測試，即上升時間為 8 μs，衰減時間為 20 μs。 這種特別動態的脈沖形狀還提供有關 SPD 響應行為的信息。 與該浪涌電流相關的電壓上升非常陡峭。 因此，必須在很短的時間內應用 SPD 的電壓限制功能。旨在防止直接雷擊電流的 SPD 還加載有脈沖波形為 (10/350 μs) 的浪涌電流（圖 20）。 最大振幅基于制造商指定的脈沖放電電流。 與 (8/20 μs) 脈沖形狀相比，該脈沖形狀包含數倍于相同幅度的電負載。 因此，它在能量方面對 SPD 施加了相當高的負載。

圖 19：（8/20 μs）脈沖的過程        圖 20：（10/350 μs）脈沖的過程

3.3 根據 IEC 62305 進行維護和測試

為了實現高系統可用性，系統操作員必須定期檢查和維護其電氣系統（表 1）。 這是由立法者、監管機構或專業協會根據各自的系統類型規定的。 作為避雷標準 IEC 62305-3 [3] 的一部分，也在附錄 E.7 中要求對避雷系統（內部和外部避雷）進行定期測試和維護。 需要專業知識才能對防雷系統進行專業測試。 因此，該測試必須由防雷專家進行。 檢查 SPD 也是其中的一部分。 該標準還要求正確記錄維護。 以下三點特別需要注意：

表 1：根據 IEC 62305 的測試間隔 

? “緊急情況下的綜合測試”涉及包含敏感系統或人員較多的系統的結構系統。

? 防爆結構系統應每 6 個月進行一次目視檢查。 裝置的電氣測試應每年進行一次。

? 例如，對于在安全技術方面有嚴格要求的系統，立法者可以規定進行全面檢查。 如果在相應系統的特定半徑內發生雷擊，這可能是必要的。

3.3.1 電氣測試

在這一點上，出現了一個問題，即綜合測試究竟應該涵蓋哪些內容。 單獨的目視檢查通常無法可靠地提供 SPD 功能效率的概念。 但是，電氣測試可以清楚地顯示 SPD 的性能。 在進行 SPD 的電氣測試時，選擇測試電壓以使 SPD 導電。 然后將測量結果與參考值進行比較并進行評估。

3.3.2 檢查大師 2（測試裝置）

CHECKMASTER 2（圖 21）是菲尼克斯電氣的一款便攜式、堅固且安全的高壓測試設備，用于可插拔電涌保護設備。 它對可插拔 SPD 執行自動電氣測試。

好處：

模塊化設計的智能測試裝置配有操作屏、條碼掃描器、可編程序控制器以及可遠程控制的限流高壓電源單元。由于使用了測試適配器，CHECKMASTER 2 可以很容易地適應不同的浪涌保護設備。這些測試適配器無需工具即可輕松更換，無需關閉測試設備。

CHECKMASTER 2 不僅可以檢測有缺陷的電涌保護裝置。它還能夠檢測先前損壞的電涌保護設備，其中電氣參數處于定義的容差范圍內。為了也能夠檢查未來將開發的電涌保護設備，可以通過 USB 記憶棒進行軟件更新。這些可用于組件數據庫、固件和操作語言。

帶有測試結果、安裝位置和字母數字值的測試記錄以故障安全方式存儲，并可通過 USB 接口保存在 U 盤上。可以使用標準辦公軟件（MS Word、MS Excel 等）進一步處理。

圖 21：CHECKMASTER 2 高壓測試裝置

3.4 脈沖和大電流測試技術

電涌保護裝置越精確地適應您應用領域的要求和特性，它們就越有效。因此，浪涌保護設備的開發需要對操作條件進行實驗室模擬——或者更具體地說，電氣條件以及浪涌電壓事件。

真實模擬浪涌電壓事件

對于各類高性能SPD的基于測試的技術認證，必須模擬高性能低壓電源系統。該模擬與浪涌電流發生器耦合以產生瞬態浪涌電壓事件。只有使用這種類型的測試裝置才能確定保護裝置的性能，以及它們與不同電源系統的相互作用。 IEC 61643-11 [6] 標準在此上下文中描述了稱為工作測試的測試程序。在此測試期間，浪涌保護裝置會受到浪涌電流脈沖的影響，同時它會連接到特定參數化的電源系統。這種測試系統的基本結構一般由浪涌電流發生器、浪涌保護裝置和工頻電源系統組成，如圖 23 所示。

圖 23：模擬不同低壓供電系統的三相 50Hz 大電流測試系統

圖 22：測試變壓器高低壓側的電阻和電感 圖 24：大電流測試系統的測試站

雷擊浪涌電流模擬

浪涌電流發生器（圖26）是大電流實驗室的關鍵部件：它們有助于確定放電容量，測試外部防雷的部件，還展示了綜合浪涌電壓保護概念的功能。 它們模擬幅度高達 100 kA 的雷電浪涌電流和幅度為 200 kA 及以上的開關浪涌電流。在此上下文中使用的脈沖形狀指定為 (10/350 μs) 脈沖，并在 IEC 62305-1 [ 1]。

圖 25：根據 IEC 61643-11確定浪涌保護裝置過載和故障行為的全自動測試系統

圖 26：雷電浪涌電流發生器

全自動測試

根據 IEC 61643-11 [6] 評估過載和故障行為的需求測試（圖 25）對浪涌保護設備的要求。模擬浪涌保護設備由于漏電流增加而老化的關鍵測試是熱穩定性測試。此測試可能需要幾個小時。 IEC 61643-21 [7] 中為信號傳輸電路中使用的 SPD 定義了類似的時間密集型和資源密集型測試序列。

根據 DIN EN ISO / IEC 17025 進行認證

重要的不僅是檢測實驗室的技術設備：還包括員工的技術專長、管理體系在質量保證方面的有效性，以及檢測標準的獨立性和公正性。 DIN EN ISO/IEC 17025 中描述了測試和校準實驗室專業知識方面的基本要求。例如，標準的實施和遵守情況可以由德國認證機構 DAkkS 進行檢查和確認。

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