- 1:交流电源值
- 2:GDT基本绝缘要求
- 3:规范性参考文献
- 4:MOV或串联MOV和GDT要求
- 4.1:一般要求(G.8.1)
- 5:一般防火措施(G.8.2.1)
- 5.1:压敏电阻过载测试(G.8.2.2)
- 5.2:临时过电压测试(G.8.2.3-使用IEC 61643-11 8.3.8.1和8.3.8.2测试电路)
- 6:设计实例
- 6.1:两端保护
- 6.2:三端保护
- 6.3:单一故障条件
本文将详细介绍金属氧化物压敏电阻(MOV)和气体放电管(GDT)的IEC 62368-1组件要求,当它们用于保护可插拔A型设备电源端口时。IEC 62368-1将可插拔A型设备分类为具有不可靠的接地/接地连接,除非对本地保护接地(PE)进行特殊的直接连接。为了防止AC电源和PE之间连接的任何电源端口MOV发生故障,GDT必须与这些MOV串联。

交流电源值
GDT基本绝缘要求
第5.4.9.1条,固体绝缘,是一种三向选择。必须从表25 瞬态电压中选择合适的测试电压值,表26 工作电压峰值和重复峰值电压以及表27 临时过电压。所有三个电压的最高峰值变为GDT测试电压,其作为峰值AC或DC电压施加。
例如,120 V AC电源导致测试电压值为1.5 kV峰值(过压类别II),243 V峰值和2 kV峰值。同样,230 V AC电源的测试电压值为2.5 kV峰值(过压类别II),465 V峰值和2.5 kV峰值。对于120 V ac,表27具有2 kV dc或1.41 kV ac的最高电压测试值,表25和27在2.5 kV dc时相等,对于230 V ac则为1.77 kV ac。
在施加测试电压期间,不存在绝缘击穿(也称为GDT的火花放电)。将由测试电压设置的最小GDT火花放电电压更改为标称火花放电电压值,可为120 V交流电压提供2.5 kV GDT,为230 V交流电压提供3 kV电压。将这些GDT与连接在交流电源和PE之间的MOV串联添加意味着在低于1.41 kV ac或1.77 kV ac的电压水平下不能传导或保护,具体取决于交流电源电压。
因此,设计人员可能被迫大大增加设备中的固有绝缘耐受电压,因为它必须高于这些AC / DC测试条件,并且因为3kV GDT可能在4kV下冲击脉冲电压。采用这种方法将有助于进行后期制造高压锅测试。

规范性参考文献
MOV或串联MOV和GDT要求
一般要求(G.8.1)
在最大连续工作电压(MCOV)下,提供的选择令人困惑。MCOV必须至少为设备额定电压的1.25倍,或至少为设备额定电压范围的上限电压的1.25倍。对于标称额定值为230 V ac的设备,最小MCOV为288 V ac。但是,对于额定电压范围为100 V ac至250 V ac的设备,最小MCOV为313 V ac。在这里和其他地方,这会对额定范围的设备造成不利影响。
问题是参考电压可以具有两个不同的值。通过将标称230 V交流值增加10%(许多欧洲国家的最大230 V交流限制),然后乘以标称额定值的1.1倍或额定电压的高电压,可以实现这两种方法之间更大的一致性范围为1.14倍。
标准IEC 61051-2具有表12的缩减版本,其交流电源电压高达300 V ac,高达600 V ac,过压类别I至III。对于II类过压和高达300 V ac,CWG设置为2.5 kV / 1.25 kA。这似乎定义了测试值,但是下面的IEC 62368-1文本进一步混淆了一些事情,说明为了测试表12的过电压类别IV,CWG设置为6 kV / 3 kA。
这里没有使用“应该”一词,这将使它成为强制性要求,那么它意味着什么呢?可能的话,这个陈述夸大了IEC 60950-1附录Q中提出的值,该值要求CWG测试电平为6 kV / 3 kA(比过电压类别II级高2.4倍)。允许使用IEC 61051-2或IEC 61643-331的替代浪涌测试,如果选择IEC 61051-2,它将支持过压类别II验证。G.8.1的其余部分涉及组件体可燃性。
一般防火措施(G.8.2.1)
压敏电阻过载测试(G.8.2.2)
图2所示的测试电路通过电阻器R X和测试开关SW 向MOV或过压保护电路施加2x V r 的交流电压源。电阻器R X 定义了预期的短路电流。第一级预期交流电压为0.125 A.应用测试直到监测电流降至零或发生温度稳定。随后的测试步骤将R减半 x值使每次新测试的电流加倍,例如0.25 A,0.5 A,1 A,2 A,4 A等。测试在电路打开时终止。
测试说明在测试期间,电流或温度限制器的操作将停止电流,并且电流可能由于GDT的操作而开始。如果第二个注释涉及保护电路GDT,则不会发生这种情况,因为如前所述,所需的GDT电压超过2kV。

如上所述,测试有两个缺点。发生故障事件时,测试会停止,例如断路器操作。因此,断开机构不在较高的断开电流水平下进行测试,其中可能存在大量的操作滞后时间并且电流可能超过断路器能力。2 x V r的电压源限制了电路引起MOV故障的能力。选择MCOV> 2x V r的MOV 意味着永远不会有任何实质的电流传导,并且测试变得无关紧要。
IEC 62368-1,表G.10通过声明如果MCOV> 2x V r则不需要测试来承认这一点,为了测试单个MOV,2 x MCOV的源电压将确保MOV可以运行失败。如前所述,保护电路GDT的击穿电压将阻止电流流动,使得测试无关紧要。

临时过电压测试(G.8.2.3-使用IEC 61643-11 8.3.8.1和8.3.8.2测试电路)
IEC 61643-11,8.3.8.1,低压系统TOV故障,适用于TN,TT和IT系统。在图4中,U REF电压源代表最高的预期连续交流电源电压,在IEC 61643-11,附录A中定义。对于120 V ac和230 V ac,U REF值为132 V ac和255 V ac分别。所述ü TOV电压源表示在IEC 61643-11,附录B,表B.1中定义的TOV条件。
TOV测试时间为5秒和120分钟,5秒U TOV电压为1.32× U REF,120分钟U TOV电压为1.73× U REF。对于120 V ac和230 V ac,U TOV电压为174 V ac,337 s ac为5 s TOV,229 V ac和442 V ac为120 min TOV。测试要求保护电路必须能够承受5 s TOV条件,但允许在120 min TOV条件下出现无危险故障。来自电压源的预期短路电流由电阻器R REF(125 A短路电流)和R TOV(MOV电压> 0.95 U TOV峰值)控制。

IEC 61643-11,第8.3.8.2条,高(中)电压系统TOV故障,仅适用于TT和IT系统,因为它不能在TN系统中发生。因此,以下描述仅用于信息目的。在图5中,1200 V均方根电压源代表IEC 61643-11附录B中定义的TOV条件。与保护电路一起使用0.2 s的TOV测试时间,连接到PE和L或N端子。
保护电路可以承受这种情况或表现出非危险的故障。基本上,图5测试电路在AC主电源和PE之间插入1200 V rms TOV 0.2 s(SW1位置2),之后PE通过放电电阻R PE连接到中性点。(SW1位置3)。来自电压源的预期短路电流由电阻器R REF(125 A短路)和R 1200(300 A短路)控制。

设计实例
两端保护

三端保护
