低壓電涌保護器 特殊應用（含直流）的電涌保護器 第31部分：用于光伏系統的電涌保護器（SPD）性能要求和試驗方法 現行
Low-voltage surge protective devices—Surge protective devices for specific application including d.c.—Part 31:Requirements and tests for SPDs in photovoltaic applications
標準號：GB/T 18802.31-2016
基本信息
標準號：GB/T 18802.31-2016
發布時間：2016-02-24
實施時間：2016-09-01
首發日期：
出版單位：中國標準出版社查看詳情>
起草人：趙洋、程文怡、費自豪、顏滄葦等
出版機構：中國標準出版社
標準分類： 低壓電器綜合
ICS分類：變電站、電涌放電器
提出單位：中國電器工業協會
起草單位：上海市防雷中心、西安高壓電器研究院有限責任公司等
歸口單位：全國避雷器標準化技術委員會(SAC/TC 81)
發布部門：中華人民共和國國家質量監督檢驗檢疫總局 中國國家標準化管理委員會
主管部門：全國避雷器標準化技術委員會(SAC/TC 81)
標準簡介
本部分規定了安裝在光伏系統直流側的SPD 的性能要求及試驗方法。該類SPD 用于減小雷電感應或直擊雷對光伏發電設備直流側的影響。這些電器將被連接到額定電壓不超過1500V 的光伏發電設備的直流電源回路中。本部分考慮到光伏發電設備的以下特性:———類似電流源的特性;———標稱電流取決于光照強度;———短路電流幾乎等于標稱電流;———以串聯和/或并聯組合的方式輸出各種大小的電壓、電流和功率,從幾百瓦(民用設施)到幾兆瓦(光伏發電場)。光伏設備直流側非常特殊的電氣參數對SPD提出了特殊的測試要求。在分開的輸入和輸出端子之間有特殊的串聯阻抗的SPD(EN61643-11中所謂的二端口SPD)目前并不完全被本標準的性能要求所覆蓋,需要額外考慮。注:對于應用于光伏系統的SPD,出于對電源效率的考慮,輸入和輸出端子之間通常不包含特殊的串聯阻抗。符合本標準的SPD僅僅是設計用來安裝在光伏發電機直流側的,不考慮包含電池組和其他直流設備的光伏設備,對用于這些設備的SPD需要有額外的要求和試驗。對于制造商聲明過載特性為短路模式的SPD,必須要求有特別的措施防止該類SPD在維護和更換時可能產生的直流電弧危害到操作人員。
標準摘要
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《低壓電涌保護器(SPD)》系列標準的結構及名稱如下: ———GB18802.1 低壓電涌保護器(SPD) 第1部分:低壓配電系統的電涌保護器 性能要求和 試驗方法; ———GB/T18802.12 低壓電涌保護器(SPD) 第12部分:低壓配電系統的電涌保護器 選擇和 使用導則; ———GB/T18802.21 低壓電涌保護器 第21部分:電信和信號網絡的電涌保護器(SPD) 性能 要求和試驗方法; ———GB/T18802.22 低壓電涌保護器 第22部分:電信和信號網絡的電涌保護器(SPD) 選擇 和使用導則; ———GB/T18802.31 低壓電涌保護器 特殊應用(含直流)的電涌保護器 第31部分:用于光伏 系統的電涌保護器(SPD) 性能要求和試驗方法; ———GB/T18802.311 低壓電涌保護器元件 第311部分:氣體放電管(GDT)規范; ———GB/T18802.321 低壓電涌保護器元件 第321部分:雪崩擊穿二極管(ABD)規范; ———GB/T18802.331 低壓電涌保護器元件 第331部分:金屬氧化物壓敏電阻(MOV)規范; ———GB/T18802.341 低壓電涌保護器元件 第341部分:電涌抑制晶閘管(TSS)規范。 本部分按照GB/T1.1—2009給出的規則起草。 本部分由中國電器工業協會提出。 本部分由全國避雷器標準化技術委員會(SAC/TC81)歸口。 本部分負責起草單位:上海市防雷中心、西安高壓電器研究院有限責任公司。 本部分參加起草單位:貴陽高新益舸電子有限公司、上海電器科學研究院、德和盛電氣(上海)有限公司、菲尼克斯亞太電氣(南京)有限公司、施耐德電氣(中國)有限公司上海分公司、北京ABB低壓電器有限公司、四川中光防雷科技股份有限公司、魏德米勒電聯接(上海)有限公司、萊茵檢測認證服務(中國)有限公司、艾默生網絡能源有限公司、深圳市盾牌防雷技術有限公司、華為技術有限公司、深圳市鐵創科技發展有限公司、西安神電電器有限公司、北京鑒衡認證中心有限公司、上海聯電實業有限公司、上海雷迅防雷技術有限公司。 本標準主要起草人:趙洋、程文怡、費自豪、顏滄葦、吳蘊嶺、徐祝勤、黃勇、周岐斌、劉振良、劉麗萍、雷成勇、陶俊、趙新華、孟奇、郭亞平、戴傳友、何亨文、劉璇璇、王炯祺、張錦旸。 |
標準目錄
| 前言 Ⅶ 1 范圍 1 2 規范性引用文件 1 3 術語、定義和縮略語 2 3.1 術語和定義 2 3.2 縮略語 7 4 使用條件 8 4.1 電壓 8 4.2 氣壓和海拔 8 4.3 溫度 8 4.4 濕度 8 5 分類 8 5.1 SPD設計類型 8 5.2 第1類和第2類SPD的Ⅰ類和Ⅱ類試驗 8 5.3 使用地點 9 5.3.1 戶內 9 5.3.2 戶外 9 5.4 易觸及性 9 5.4.1 易觸及的 9 5.4.2 不易觸及的 9 5.5 SPD的脫離器(包括過電流保護) 9 5.6 外殼防護等級 9 5.7 溫度和濕度范圍 9 5.8 多極SPD 10 5.9 連接結構 10 5.10 SPD的過載特性模式 11 6 技術要求 12 6.1 一般要求 12 6.1.1 總則 12 6.1.2 標識 12 6.1.3 標志 13 6.2 電氣性能要求 13 6.2.1 防直接接觸 13 6.2.2 殘流IPE 13 6.2.3 電壓保護水平Up 14 6.2.4 動作負載試驗 14 6.2.5 脫離器和狀態指示器 14 6.2.5.1 脫離器 14 6.2.5.2 SPD過載特性 14 6.2.5.3 狀態指示器 14 6.2.6 絕緣電阻 15 6.2.7 介電強度 15 6.2.8 持續工作電流(ICPV) 15 6.2.9 總放電電流ITotal(對多極SPD) 15 6.3 機械性能要求 15 6.3.1 安裝 15 6.3.2 螺釘、載流部件和連接 15 6.3.3 外部連接 15 6.3.4 電氣間隙和爬電距離 15 6.3.5 機械強度 16 6.4 環境和材料要求 16 6.4.1 總則 16 6.4.2 濕熱條件下的壽命測試 16 6.4.3 電磁兼容 16 6.4.3.1 電磁抗擾度 16 6.4.3.2 電磁發射 16 6.5 特殊SPD設計的附加要求 16 6.5.1 輸入輸出端子分離的一端口SPD 16 6.5.1.1 額定負載電流IL 16 6.5.2 戶外型SPD的環境試驗 16 6.5.3 具有分離隔離電路的SPD 17 6.6 制造商可能聲稱的附加要求 17 6.6.1 最大放電電流Imax 17 7 型式試驗 17 7.1 總則 17 7.2 一般試驗程序 17 7.2.1 總則 17 7.2.2 用于Ⅰ類附加負載試驗的沖擊放電電流 20 7.2.3 用于Ⅰ類和Ⅱ類殘壓及動作負載試驗的沖擊電流 21 7.2.4 用于Ⅰ類和Ⅱ類放電電壓試驗的沖擊電壓 21 7.2.5 試驗電源特性 21 7.2.5.1 通用電源特性 21 7.2.5.2 動作負載試驗的電源特性 22 7.2.5.3 過載特性試驗的特殊電源特性 22 7.3 標志的耐久性 22 7.4 電氣試驗 23 7.4.1 防直接接觸試驗 23 7.4.1.1 絕緣部件 23 7.4.1.2 金屬部件 23 7.4.2 殘流IPE 23 7.4.3 殘流的合格判據 23 7.4.4 確定限制電壓 23 7.4.4.1 概述 23 7.4.4.2 用8/20沖擊電流測量殘壓的試驗步驟 24 7.4.4.3 測量波前放電電壓的試驗步驟 25 7.4.4.4 所有測量限制電壓試驗的合格判據 25 7.4.5 動作負載試驗 25 7.4.5.1 流程 25 7.4.5.2 一般要求 26 7.4.5.3 Ⅰ類和Ⅱ類的動作負載試驗 27 7.4.5.4 Ⅰ類試驗的附加負載試驗 27 7.4.5.5 動作負載試驗和Ⅰ類試驗附加負載試驗的合格判據 28 7.4.6 SPD的脫離器和SPD過載時的安全性能 28 7.4.6.1 耐熱試驗 28 7.4.7 SPD過載性能試驗 28 7.4.7.1 試驗設置 28 7.4.7.2 試品準備 29 7.4.7.3 試驗程序 30 7.4.7.4 合格判據 30 7.4.8 絕緣電阻 31 7.4.8.1 概述 31 7.4.8.2 試品準備 31 7.4.8.3 試驗程序 31 7.4.8.4 合格判據 32 7.4.9 介電強度 32 7.4.9.1 概述 32 7.4.9.2 合格判據 32 7.5 機械試驗 32 7.5.1 驗證電氣間隙和爬電距離 32 7.5.2 合格判定依據 33 7.6 環境和材料試驗 35 7.6.1 濕熱條件下的壽命測試 35 7.6.2 合格判據 35 7.7 特殊SPD設計的附加試驗 35 7.7.1 二端口和輸入/輸出端子分開的一端口的SPD試驗 35 7.7.1.1 額定負載電流(IL) 35 7.7.1.2 合格判據 36 7.7.2 戶外型SPD的環境試驗 36 7.7.3 分開隔離電路的SPD 36 7.8 特殊性能的附加試驗 36 7.8.1 多極SPD的總放電電流試驗 36 7.8.1.1 試驗要求 36 7.8.1.2 試驗程序 36 7.8.1.3 合格判據 37 8 例行試驗和驗收試驗 37 8.1 例行試驗 37 8.2 驗收試驗 37 附錄A (規范性附錄) 確定是否存在開關型元件和續流大小的試驗 38 A.1 概述 38 A.2 確認是否存在開關型(Crowbar型)元件的試驗 38 A.3 確定續流大小的試驗 38 附錄B(資料性附錄) 戶外型SPD的環境試驗 39 B.1 UV 輻射的加速老化試驗 39 B.2 浸水試驗 39 B.3 介電強度試驗 39 B.4 溫度循環試驗 40 B.5 抗腐蝕的驗證 40 附錄C (規范性附錄) 溫升限值 41 附錄D (資料性附錄) 7.2.5.1a)中PV 試驗電源的瞬態特性 42 D.1 7.2.5.1a)中PV 試驗電源的瞬態特性 42 D.2 利用半導體開關確定PV 試驗電源瞬態特性的試驗設置 42 D.3 使用熔斷器的替代試驗設置 43 參考文獻 45 圖1 SPD的電流支路和保護模式示意圖 3 圖2 Ⅰ型結構 10 圖3 U 型結構 10 圖4 L型結構 10 圖5 △型結構 11 圖6 Y型結構 11 圖7 單一模塊SPD連接成的Y型結構 11 圖8 I/V 特性 21 圖9 確定電壓保護水平Up 的試驗流程圖 24 圖10 動作負載試驗的流程圖 26 圖11 動作負載測試的試驗設置 27 圖12 Ⅰ類、Ⅱ類試驗的動作負載試驗時序圖 27 圖13 Ⅰ類試驗的附加負載試驗時序圖 28 圖14 SPD過載性能試驗的試品準備(Y型和U 型結構) 29 圖15 SPD過載性能試驗的試品準備(△型、L型和I型配置) 30 圖D.1 使用可調半導體開關的用于確定PV 試驗電源瞬態特性的試驗裝置 42 圖D.2 在ISC=4A,Uoc=640V 的PV 電源下半導體開關關斷過程的電壓和電流特性曲線 42 圖D.3 含交匯點i(t)/u(t)的半導體開關關斷特性曲線(歸一化) 43 圖D.4 從歸一化電流和電壓記錄中計算得到的PV 試驗電源的i/u 特性 43 圖D.5 使用熔斷器(PV 類型)來確定PV 試驗電源特性的試驗設置 43 圖D.6 含交匯點i(t)/u(t)的PV 電源的額定電流為0.1×ISCPV的熔斷器動作時的歸一化分斷 特性 44 圖D.7 從歸一化電流和電壓記錄中計算得到的PV 試驗電源的i/u 特性 44 表1 縮略語列表 7 表2 第1類和第2類SPD試驗 9 表3 端子和連接方法的配合使用 15 表4 環境和材料要求 16 表5 SPD型式試驗要求 18 表6 型式試驗的通用合格判據 19 表7 Ⅰ類分類試驗參數 20 表8 動作負載試驗的特殊電源特性 22 表9 過載特性試驗的特殊電源特性 22 表10 基于連接結構的試驗應用 30 表11 介電強度 32 表12 SPD的電氣間隙 33 表13 SPD的爬電距離 33 表14 材料組和分類之間的關系 35 表15 過載電流試驗的試驗導體 36 表16 均衡電涌電流的誤差 36 表C.1 溫升限值 41 |
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