(菲尼克斯防雷说明书)
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引言
在雷雨天气，在安装电源避雷器的供电线路中，线路保护设备经常跳闸，特别是位于开放区域的供配电系统，跳闸频繁。一些设备被雷电严重损坏，给日常工作带来诸多不便。由于各种原因，避雷器前端串联断路器经常移动，使避雷器失去保护。所以有人抱怨避雷器成了装饰品，根本不起作用。
本文将解释避雷器在供电线路中的作用以及断路器和漏电断路器的工作性质，并分析安装避雷器线路中各种保护设备的原因。
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各种保护器的工作原理
2.1避雷器在线路中的工作原理
电涌保护器俗称避雷器。低压配电线路中的避雷器主要由半导体元件和空气间隙组成，本质上是限位开关开关。当没有雷电波时，两端处于开路状态，不影响电源和信号。当雷电波侵入并超过一定值时，迅速成为通路状态，将电压控制在安全范围内，将大部分雷电流泄漏到地面。雷电流过后，避雷器恢复高阻状态，确保后端设备安全正常工作。
2.2.断路器的工作原理
由操作机构、触点、保护装置(各种脱扣器)、灭弧系统等组成的微型断路器。其主触点是手动操作或电动关闭。主触点关闭后，自由脱扣机构将主触点锁定在合闸位置。过电流脱扣器的线圈与热脱扣器的热元件串联，欠电压脱扣器的线圈与电源并联。
当电路短路或严重过载时，过电流脱扣器的电聚力吸合，使自由脱扣机构移动，主触点断开主电路。电路欠电压时，欠电压脱扣器的衔铁释放，也使自由脱扣机构行动。
2.33漏电断路器工作原理
漏电断路器由零序电流互感器TAN、放大器A和压低断路器组成。设备正常工作时，电路三相电流对称，三相电流向量和为零，因此零序电流互感器的铁心中没有磁通，不动作。
当漏电和单相接地故障发生时，由于电路三相电流的向量和不为零，零序电流互感器的铁芯有零序磁通，二次侧有电流。放大器放大后，电流通入开关扣线圈，使低压断路器跳闸，故障电路切断，避免触电事故。
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安装避雷器的线路保护设备跳闸的原因
通过分析线路中三种保护器的工作原理，可以总结出雷雨天气中各种保护设备（包括前端保护设备）跳闸的三个原因。
3.1当电源避雷器前端串联微型断路器时
为防止电源避雷器故障，接地短路故障电流损坏设备，保证人身安全，防雷工程在电源中经常使用SPD前端串联小断路器作为小断路器SPD的前端保护装置。
电源避雷器的故障模式可分为开路故障模式和短路故障模式两类。
a因为SPD由自身的非线性元件形成或与SPD串联内外保护设备与供电电源断路形成，此时供电电源的连续性在SPD保证失效(见图1)。
b因为SPD如果电源本身是由附加设备引起的，则由于系统的后保护，电源供电将中断。此时，供电系统受到保护，但系统不再供电（见图2）。
PD过流保护装置为电涌保护器；避雷器为电涌保护器；E/I电气装置或设备受到电涌保护器的保护。
因此，优先保证电源的连续性或过压保护的连续性取决于电源避雷器故障时断开电源避雷器前端保护装置的安装位置。
在开路故障模式下，当避雷器的过电流持续时间过长，即电源避雷器在微秒时间内不能将所有雷电流泄漏到地面时，电源避雷器前端串联的保护设备将判断为过电流或短路故障，从而发生动作。此时，虽然供电的连续性得到了保证，但当再次发生过电压时，电气设备和设备都无法得到保护，连续过电流的再次出现会使供电线路中的断路器，特别是安装在总配电部位的断路器在过压状态下移动，导致系统供电中断。
在短路故障模式下：在此故障模式下，当供电线路中的断路器被判断为过流或短路故障时，串联在电源避雷器前端的保护设备将直接移动。
在上述两种故障模式中，如果电源避雷器前端的保护设备选择的参数与避雷器的相关参数不一致，电源线路断路器的动作，特别是避雷器前端的保护设备更容易动作，从而降低避雷器的保护效率和电源的连续性。
当然，我们不希望电源中断。因此，在防雷工程中经常采用开路失效模式的接线方法。
除避雷器故障模式外，避雷器的安装工艺和位置也会影响雷雨天气线路供电的连续性。
a如果避雷器两端导线过长，雷电流会导致避雷器两端残压过高。避雷器前端保护设备处于过压状态，使线路失去保护。如果避雷器前端保护设备不能及时恢复，线路上的断路器可能会损坏受保护设备，电源的连续性无法保证。
b理论上，避雷器是雷电流能量最大的一级保护（B等级)应尽量安装在总进线空气开关(断路器)的前端。如果安装不方便，也可以安装在空气开关的后端。但是，如果进线前端有双电源开关装置，则必须安装在双电源开关装置的前端，以保护开关装置（目前的双电源开关装置主要是机械和电子控制，有些是232和485控制装置和24V消防电源，一旦雷电流通过，很容易损坏)。在这种安装方式下，雷电流直接通过前端并联避雷器通过总空气开关泄漏到地面，降低了空气开关跳闸的概率。
因此，避雷器安装方式、安装工艺和前端保护设备参数的合理选择将有效减少雷雨天气断路器跳闸次数。
3.当线路中有漏电断路器时，
在各种低压电气系统中，必须采取保护措施，避免触电危险。可分为以下两种保护措施：
a防直接接触保护:即导体的带电部分必须绝缘、覆盖、包裹或布置，以防止接触和电击。
b间接接触保护：当电气系统出现故障时，必须保护金属外壳意外带电的危险。
通常，长期接触电压最大允许UL为交流50V和直流120V，接触电压必须在5s内部自动断开(特殊情况下0.2以内）。
由于人身保护措施是最重要的，所有其他保护措施，如雷电和浪涌保护，都必须属于间接接触保护措施，人身保护措施不能因为保护设备而失效。因此，为了防止间接接触事故，通常在电源线上安装保护器，如TN安装过流保护器和漏电保护器作为防止间接接触保护的措施。
然而，由于避雷器故障，避雷器总是连接到保护导体，当避雷器和漏电断路器同时存在时会发生冲突。在雷雨天气下，线路中的漏电断路器经常出现这种冲击。
以TN-S例如，当电源避雷器安装在漏电断路器的后端（图3）时，以实现间接接触的保护。然而，在这种布局下，当避雷器释放浪涌电流时PE上游漏电断路器可以解释为漏电流。
因此，漏电断路器将试图切断相关电路，以实现间接接触的保护措施。这就是为什么电源线上的漏电断路器在雷雨天气跳闸时断电的原因。此时，从用户供电安全的角度来看，不希望发生漏电断路器的误跳，应避免。
避雷器安装在漏电断路器的上游，即前端(图4)。这样泄放的浪涌电流不再经过漏电断路器，也就不会被解释成剩余电流。这样就避免了漏电断路器的误跳，保证了电气设备用电的连续性。如图三、四。
漏电断路器上游安装电源避雷器还有另一个原因。目前， 大多数B级，C级、D级电源避雷器采用共模保护，即避雷器安装在各相线、零线和地线之间。在这种情况下，包括避雷器在内的电气设备可能会因某种原因短路。这种短路避雷器在漏电断路器下游安装时，成为漏电断路器动作的罪魁祸首。
由于有1P避雷器位于零线和地线之间，为漏电断路器下游的零线和地线连接提供了纽带。此时，如果设备泄漏或人体触电，此时产生的电流不会清楚地识别为泄漏电流。因此，泄漏断路器可能不移动，导致电气事故。更严重的后果是威胁人身安全。虽然这种可能性很小，但仍不能排除。在当今以人为本的社会，任何安全考虑都是以人身安全为主。
因此，对于共模保护，电源避雷器应连接到漏电保护器的上游，此时漏电保护器本身也得到保护。当避雷器安装在漏电断路器的上游时，一旦发生设备漏电或人身触电，漏电断路器清晰识别，使漏电断路器及时、安全地断开电路。
对于D级保护，即精细保护，如图5所示，可安装在漏电断路器下游。此时，浪涌避雷器泄漏的浪涌电流如此之小，以至于不被漏电断路器视为漏电流。菲尼克斯拥有类似结构的避雷器PT系列。
由于我们不希望漏电断路器误跳，漏电断路器必须能够承受一定范围的雷电流，即漏电断路器应具有这样的质量：能够安全承受通过雷电流避雷器排放的浪涌电流，电流强度下不误跳。这就要求漏电断路器不小于3kA（8/20μs）电涌电流的抗干扰能力。
因此，在有漏电断路器的线路中，根据不同配电系统合理选择避雷器的安装位置，有效减少雷雨天气漏电断路器跳闸次数。
3.当B级电源避雷器为间隙型时
位于一些强电流暴露环境中LPZ0区与LPZ1区交界处的B级保护通常采用火花间隙电源避雷器，通流量大，残压低，使用寿命长。但是这种避雷器有一个弱点，就是在雷电干扰衰减后，会产生50Hz工作频率续流必须安全熄灭，否则会形成短路，并且像雷电流避雷器安装处预期的短路电流一样大，导致前一级断路器移动。也就是说，如果预期短路电流超过避雷器的工频续流能力，则必须移动前端保护设备，以切断工频续流，中断下端设备的供电。事实上，线路中的任何断路器都是雷电波(10/350μs）在大多数情况下，断路器运动会导致断路器运动。即使断路器具有很大的通断能力，它也会在长波形和高雷电流的冲击下运动。
当雷电流通过火花间隙避雷器时，由于火花间隙会产生欠压，线路上的设备瞬时承受低压。此时，由于断路器的欠压功能，也会导致断路器动作，从而保护后端的电气设备。
当B级火花间隙避雷器与C级氧化锌压敏电阻避雷器（如数百米）距离较远时，在长距离内产生二次浪涌电压。该电压会导致B级保护中的火花间隙放电，应考虑此操作，否则当工作频率连续流积累时，电源的连续性将受到威胁，即线路中的保护设备可能会跳闸。
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结论
综上所述，雷雨天气时线路中断路器或避雷器前端的保护设备跳闸的原因有很多。对于防雷工程师，首先从避雷器的选择和安装入手，严格按照规范和产品安装说明书安装避雷器，最大限度地保证避雷器前端的保护设备在雷雨天气不移动；其次，确保供电线路中的断路器和漏电断路器不移动。这些保证是为了保护电源的连续性和终端设备，这是我们安装电源避雷器的最终目的。
