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三言两语 | 采用电涌隔离变压器(SIT)的隔离接口要求和应用
发布日期:
2021-10-28

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在IEC标准中,隔离防雷是一项重要的措施,正在报批中的中国建筑学会标准《建筑物及电子信息系统隔离防雷技术标准》将这一重要措施写入其中。现将IEC 62305-4 ED3 CD文件中有关隔离接口装置的电涌隔离变压器要求和应用介绍如下。



1

隔离接口


隔离接口指能够减少进入LPZ的线路上的传导电涌的装置。包括绕组之间带接地屏蔽网的隔离变压器、无金属光纤和光隔离器。

这些设备依靠本身的绝缘耐受能力或通过与SPD配合达到此类应用。

隔离接口可以减少雷击电磁脉冲(LEMP)的影响。对于损坏源S1(雷击建筑物)和S3(雷击建筑物服务设施),隔离接口的承受水平可能不够。在这种情况下,应在接口上游,尽可能近的位置安装一个附加的SPD,其电压保护水平(Up)应小于接口的耐冲击电压限值(Uw)。对于损坏源S2(雷击建筑物附近)和S4(雷击建筑物服务设施附近),应根据IEC60664-1的相关过电压类别要求,选择隔离接口的耐压等级。

如果隔离接口与设备之间的内部系统被屏蔽,则隔离接口下游的设备将得到保护。当内部系统未被屏蔽,且在此回路中感应到的电压大于设备的额定耐冲击电压时,还应在设备附近安装一个附加的SPD。

:本部分(指IEC 62305-4 ED3 CD)仅涉及对建筑物内设备的保护,而不是对隔离变压器相连的其他建筑物的保护。



2

电涌隔离变压器(SIT)


电涌隔离变压器(SIT)是一种专门设计的变压器,一次和二次绕组之间有绝缘和屏蔽(电磁屏蔽)。这些屏蔽和绝缘层有助于减少一次侧(出现在主绕组和接地之间)传递到二次侧(出现在二次绕组和接地之间)的共模电涌。

2.1

SIT冲击耐受电压能力

与普通变压器相比,该组件具有增强的额定冲击电压。在主绕组和电磁屏蔽层之间具有增强绝缘的SIT时被称为单向耐压装置;而在二次绕组和电磁屏蔽层之间具有附加绝缘的SIT时被称为双向耐压装置。一些SIT涉及通信和信号网络标准:

IEC61643-351《低压电涌保护装置的部件第351部分:电信和信号网络电涌隔离变压器(SIT)的性能要求和试验方法》、IEC61643-352《低压电涌保护组件第352部分:电信和信号网络电涌隔离变压器(SIT)的选择和应用原则》,还发布了ITU-TK.95《电信设备用隔离变压器的电涌参数》和IEEEPC62.69/D4《网络设备用隔离变压器的电涌参数》的标准。ITU-TK.126附录A中讨论了电力系统上SIT的使用情况。

2.2

SIT降低配电系统电涌

SIT被设计用来减少主绕组和二次绕组之间的共模(L-G)脉冲,但不会衰减差模(L-L)脉冲。因此,在二次绕组之后,可能需要设置附加的SPD。

SIT和I级试验SPD的组合可用于部分或直接雷击电源线路。如果SIT主绕组的额定冲击电压大于间接雷击的感应电压,则不需要额外的SPD。



3

SIT在数据中心IT设备应用示例


图1显示了在数据中心的计算机网络设备上使用SIT的示例。安装在电源和通信线路上的SIT通过增加外部接口之间的绝缘强度来保护设备。

三言两语 | 采用电涌隔离变压器(SIT)的隔离接口要求和应用

注:

WP:一次绕组

WS:二次绕组

ES:电磁屏蔽

MDF:主配电架,其中设有数据线SPD

图1 SIT在数据中心IT设备应用示例



4

SIT与协调配合的SPD创建LPZ示例


图2提供了SIT与用于保护设备的SPD之间的协调。电源线上的SPD1和SIT协调配合,并与天线电缆上的SPD2一起,为设备创建一个LPZ。

天线上的雷电流由SPD2分流到大地。这将导致接地电位上升,但设备内部未知的电涌保护组件(SPC)被SIT的隔离装置绕过,只有左侧的SPD1才能运行。SPD1连接到CB的上游,以确保系统电源的连续性。

当设备内电涌保护组件(SPC)细节未知时,该方法同样有效。


三言两语 | 采用电涌隔离变压器(SIT)的隔离接口要求和应用

注:

SPD1:I类测试的SPD

SPD2:D类测试的SPD数据

SPC:例如,PCB(电路板)安装的MOV

⇦:部分雷电流流量

F : SPD外部脱离器(后备熔断器)

CB:断路器

图2 SIT与协调配合的SPD创建LPZ示例




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