浪涌保护器SPD的后备保护选用原则
浪涌保护器SPD的后备保护选用原则
浪涌保护器SPD的后备保护选用原则
樀要：通过对建筑物的电子信息系统各级防雷的电源线路浪涌保护器标称放电电流的I2t及电压保护水平的分析，说明浪涌保护器SPD的后备保护宜采用熔断器，并提出于建筑物的电子信息系统各级防雷相对应的电源线路浪涌保护器后备保护熔体额定电流推荐值
关键词浪涌保护器 SPD 后备保护选用涌保护器后备保护熔体额定电流推荐值
随着我国经济、社会的快速发展，各种电子信息技术产品越来越多地渗入到社会和家庭生活的各个领域，雷电过电压产生的危害和损失也越来越大，人们对雷电过电压的防治也空前的重视。因此在民用和工业建筑中SPD（浪涌保护器）被大量的使用。国标《建筑物电子信息系统防雷设计规范》（GB500343－2004）中根据建筑物电子信息系统所处的环境、重要性和使用性质以及遭受雷击的风险，把民用建筑物的电子信息系统防雷分为A、B、C、D四级，其中对SPD的通流容量也进行了规定。详见下表：
电源线路浪涌保护器标称放电电流参数值
一问题的提出：
《建筑物防雷设计规范》（GB-50057-94 2000年版）第6.4.4条规定“电浪涌保护器必须能承受预期通过它的雷电流，并应符合以下两个附加要求：通过电涌时的最大钳压，有能力熄灭在雷电流通过后产生的工频续流。”但由于SPD的老化问题及检修方便，作为SPD故障短路的后备保护，SPD支路过流保护是必要的。规范中只明确SPD后备保护器采用熔丝、断路器或剩余电流保护器，但没有明确多大通流容量的SPD，设置多大整定值的SPD支路过流后备保护。各个SPD生产厂商的推荐标准也不一样，有的厂商甚至推荐不设置。电气设计中究竟采用何种后备保护器以及整定值设为多少，也只能凭设计人员的经验值或厂商的推荐值来选取。笔者查阅大量资料和结合工程实践提出以下几点不成熟的意见。
二SPD为什么要设置后备保护
现在市场上可以购买的SPD主要可分为三种型式：电压开关型、电压限制型和复合型。电压开关型
SPD没有电浪涌时具有高阻抗，有电浪涌时能立即转化成低阻抗，其常用的元件有放电间隙、气体放电管、可控硅整流器等；电压限制型SPD没有电浪涌时具备高阻抗，随着电涌电流、电压的上升，其阻抗持续的减小，常用非线性元件：氧化锌压敏电阻和抑制二极管；复合型SPD常采用电压开关型和电压限制型SPD 串联或并联以满足限制电压或通流量的要求。所有这些双端口装置在遭受瞬态电浪涌时，通过钳制跨接在浪涌保护器两端之间的瞬态电压工作。限制电压的幅值大小取决与瞬态浪涌电流幅值的大小及波形，并且保护器的动作电压一定要达到一定的幅值，避免干扰被保护线路的正常运行。但是由于老化及使用条件的恶劣等原因，电子固态保护器件在暂态抑制过程结束后，并不能有效的切断泄放电流。在被保护线路的工频电压的作用下原先处于导通状态下的电子固态保护器件有可能不会灭弧，出现续流。此时相当于SPD 和系统电源出现短路，SPD中将流过数千安培的短路电流，如此大的短路电流产生的热效将使SPD的电子固态保护器件发生爆裂或爆炸，影响其他设备的安全、正常运行。也可能使上极主开关出现跳闸，扩大了事故面，使系统的可靠性降低。
三如何设置SPD的后备保护
建筑电气低压配电系统中通常在SPD支路中接入一个限流元件作为SPD故障短路的后备保护。此限流元件可以是熔断器、延时型空气开关、剩余电流短路器。采用熔断器来切断续流的接线如图所示：
其中熔断器的额定电流应高于被保护系统的正常运行电流，它的熔断电流应小于SPD电子固态保护器件在电弧区的续流。现有市面上的大部分SPD产品其内部均带有一个熔断器（或热断路器），该熔断器（或热断路器）主要起保护SPD的电子固态保护器件作用，由于SPD使用场所条件恶劣，其内部也可能出现短路，因此在现有的工程实际应用中都要求在SPD线路上加装一组熔断器或断路器、剩余电流保护器（剩余电流保护器，价昂贵实际工程中较少采用），以保护SPD。(Surge protective devices) 笔者现将对用于不同保护等级的三相电涌保护器后备保护用的熔断器、断路器的选用做一个定量的分析。
熔断器作后备保护是一种常用的方案，其特点是熔断体为易熔金属，呈电阻性，电阻为R。电感量很
小，可以忽略。当雷电流(10/350μs或8/20us)冲击时，在线路两端的限制电压为：U熔=Ri+L(di/dt) L为连接导线电感，限制电压主要由L(di/dt)决定，R上压降较小。断路器作后备保护时，因断路器线路中有双金属热敏元件和串联的电磁脱扣器，呈感性阻抗，电感为LAB。当雷电流(10/350μs或8/20us)冲击时在线路两端电压为：U断=Ri+L(di/dt)+LAB(di/dt) ，其中L 为连接导线电感，LAB为断路器电感，一般情况LAB>L,附加电压要大于连接导线上的压降。因为Ri< 上海电器科学研究所测得：对同一型号SPD进行测试： In=20KA Imax=40KA时， 串联RTl4—63熔断器，在19．8KA大电流冲击时(8／20us)，熔断器断开。测得限制电压U熔为2674V。串联DZ47—63断路器，在18．29KA大电流冲击时，断路器脱扣断开。测得限制电压为u断为5014V，其中断路器附加电压为3KV。 从上述分析和实验表明：用断路器作后备保护时，线路上的限制电压要高于用熔断器作后备保护的线路上的限制电压，故大多数专业SPD供应厂家都采用熔断器作后备保护的原由，另一方面由于断路器电感的存在，其响应时间长，这也是系统不希望的。我们来讨论使用熔断器的情况。 SPD支路上熔断器的主要作用是在SPD设备内部短路情况下能有效的切断短路电流，同时能保证在额定的雷电过电流的情况下SPD起到正常的泄流作用。这就要求熔断器的熔断电流躲过额定波形下额定幅值的雷电流作用，同时小于上级主开关的整定电流，并保证一定的级差，以实现其选择性。 熔断器在瞬时大电流的作用下，其弧前熔断过程没有，因此在瞬时大电流作用下，熔体的熔化过程可以看成一个绝热过程，熔体的额定电流选择应根据I2t 值来选择，因此我门只要算出在不同雷电波形和雷电流幅值的I2t就能确定`： 建筑中常用的短十雷击波形如下图所示：（建筑物防雷设计规范P64页附图6.2） I 2t=??∞ 2ｄｔi 其简化公式为： I 2t=（1/2）×（1/0.7）×I 2 ×T 2 （建筑物防雷设计规范P64页附6.2） I －雷电流幅值（A ） T 2－半值时间（Ｓ） 由此查图 可知不同电流波形和不同电流幅值下所须配最小熔体额定电流和最小导线 截面，各计算结果见下表： 最大放电电流（10/350μs）下后备保护熔体选择表： 最大放电电流幅值I peak （KA）（10/350）I2（A2s）后备保护 熔体最小 额定电流 （A）GL 导线截面 （mm2） 60 900000 250A 120 50 625000 200 70 35 306250 160A 50 20 100000 100A 35 15 56250 100A 35 12.5 39062.5 80 35 10 25000 63 25 标称放电电流（8/20μs）下保护熔体选择表： 标称放电电流幅值In （KA）（8/20）I2（A2s）后备保护 熔体最小 额定电流 （A）GL 导线截面 （mm2） 160 365714 160A 50 100 142857 125A 35 80 91428 100 A 35 70 70000 100A 35 60 51428 80 A 35 50 35714 80A 35 40 22857 63A 25 30 12857 50 A 10 20 5714.3 32A 6 15 3214 25A 6 10 1428 20 A 4 6.0 514 16A 4 四建筑电气设计中SPD后备保护的选用 经过以上分析可以得出两个结论；SPD后备保护宜采用熔断器而不宜采用断路器；当采用熔断器作为SPD的后备保护时，SPD后备保护熔断器额定电流值不应低于下表中的推荐值，否则在雷电浪涌的冲击下熔断器的溶体会先与SPD熔断，SPD将没法发挥作用。 电源线路浪涌保护器后备保护熔体额定电流的推荐值 保护分级LPZ0区与 LPZ1区交界处 LPZ1与LPZ2、LPZ2 与LPZ3区交界处 后备保 护熔体 最小额 定电流 （A） GL 第一级第二 级 第三 级 第四 级 后备保护熔体最小额定电流（A）GL 后备 保护 熔体 最小 额定 电流 （A） GL 后备 保护 熔体 最小 额定 电流 （A） GL 后备 保护 熔体 最小 额定 电流 （A） GL 后备 保护 熔体 最小 额定 电流 （A） GL 8/20μs 10/350μs8/20μs8/20μs8/20μs8/20μs A 级≥100A≥ 100A ≥63A≥32A≥10A≥10A B 级 ≥100A≥80A≥63A≥32A C 级 ≥80A≥80A≥32A D 级 ≥80A≥80A≥20A 在实际建筑电气设计中SPD后备保护熔断器熔体额定电流值宜小于主开关的额定电流值，并满足级差配合的要求，以免SPD短路故障时扩大事故面。以下 是笔者统计的市面上常用ＳＰＤ厂商后备保护最大允许推荐值以供设计中参考。 市面上常用ＳＰＤ厂商后备保护(最大允许保险丝)推荐值： 厂商第一级 最大放 电电流 Ｉpeak （KA） 第一级 标称 放电 电流 In （KA ） 第二级 标称放 电流In （KA） 第三级 标称放 电流In （KA） 第四级 标称放 电流In （KA）10/350μs8/20μs8/20μs8/20μs8/20μs 菲尼克斯 FLT 35(35KA ) 125A GL 易雷斯LS4-100 （KA） 63~125A GL LS2-30 （KA） /420 250A GL LS1-40 （KA） /320 32A GL LS1-10 （KA） /2 16A GL MoE LLer VFB-1 (60KA) 250A GL VFB-1(2 5KA) 125A GL VR7 (20KA) 125A GL VD7(2.5 KA) 63A GL 雷威 DR3 40KA 250A GL DR3 20KA 125A GL DR3 5KA 63A GL DR3 3KA 63A GL 易普康 HL60 (60KA) 160A GL XX-100( 100KA) 80A GL XX-65(6 5KA) 80A GL XX-40(4 0KA) 40A GL XX-15 (15KA) 25A GL ISK RA PR0TEC (25KA) ≥100A GL PR0TEC (70KA) ≥100A GL PR0TE C B2 (60KA) ≥100A GL PR0TE CC (10KA) ≥ 100A GL PR0TE CD (3KA) ≥ 100A GL SIE MEN S 5SD7056 (50KA) 160A GL 5SD707 8(40KA ) 5SD705 3(15KA ) 125A GL 125A GL 安世杰CLASS- I(40kA) 50A GL CLASS- II (20kA) 50A GL CLASS- III(10k A)32A GL 参考文献： （1）IEC61643-12：2002 低压配电系统的电涌保护器（SPD）第12部分：选用和使用导则 （2）GB50343-2004 建筑物电子信息系统防雷技术规范 （3）GB50057-94 （2000年版） 建筑物防雷设计规范 （4）工厂常用电气设备手册 浪涌保护器的选型及使用 由于电气类和电子元件的高损耗，浪涌保护（浪涌保护器或SPD）在风能行业中过电压保护过程中越来越普遍。 风机停机的代价是非常高的，只有在不得不停机的情况下，才能停机。随着风机型号的增大而当其电力系统崩溃带来的损失也不断增大，因此为了免受过电压造成损失而实施保护措施的需求也随之增高。业主对浪涌保护器的需求越来越普遍。这意味着开发商和风机制造商必须确保系统符合现行法律规定及现代风力发电机组可靠性的要求。为了推动这项工作，国际电工委员会出版了低压用电分配系统浪涌保护设备选择和使用的标准。（IEC61643 低电压保护设备：第十二章是关于低压用电分配系统的浪涌保护器的选择和应用原理）该标准是一个应用及配置指南，对评估浪涌保护重要性非常有用，该标准同时也给风机浪涌保护设备的安装和尺寸测量提供指导规范。 应用指南 该标准可作为设计手册，并阐述了很多选型和设计时要考虑的相关问题。该标准也说明了选择过电压保护设备的各种问题。标准的第一部分详述了浪涌保护的基本原理和选择浪涌保护器时的各种相关参数（第3、4和5节）。简述之后就是应用指南，一步步介绍在选型前怎样评估应用程序（第6.1节）。下图是评估中最重要问题的概览： 选择安装浪涌保护器时，首先要考虑电网的设计（例如：TN-S系统，TT系统，IT 系统等）。浪涌保护器的安装位置也要考虑，它的放置位置与被保护设备间的距离要合适。如果浪涌保护器放置得离被保护设备太远了，那就不能确保被保护设备得到有效保护；如果太近了，设备和浪涌保护器之间会产生振荡波，而这样，即使设备被认为是被保护的，会在被保护设备上产生巨大的过电压。 仅因为正确安装浪涌保护器是个简单问题，导致许多浪涌保护器安装位置设计不合理。安装浪涌保护器时，首先确保它被放置在被保护设备的入口处；第二要正确安装浪涌保护器的接地线；第三连接浪涌保护器的电缆要尽可能的短。根据此标准（一般来说），连接电缆的电感一般是1μH/m左右。所以设计该系统时，记得连接电缆要包含火线和接地线。 电涌保护器选型 随着国际信息潮流的冲击、微电子科技的沸腾和通讯、计算机及自动控制技术的日新月 异，建筑开始走向高品质、高功能领域，形成了一种新的建筑形式——智能建筑。由于在智能建筑中存在众多信息系统，《建筑物防雷设计规范》GB50057-94（2002年版）（以下简称《防雷规范》）提出了安装电涌保护器的相关要求，以保证信息系统的安全稳定运行，笔者仅对其中使用的电涌保护器的产品选型提几点自己的看法。电涌保护器从本质上看就是一种等电位连接用的材料而已，其选型就是指在不同的防雷区内，按照不同雷击电磁脉冲的严重程度和等电位连接点的位置，决定位于该区域内的电子设备采用何种电涌保护器，实现与共用接地体等电位联结。笔者将从电涌保护器的最大放电电流Imax、持续工作电压Uc、保护电压Up、漏电流Ip、告警方式等方面进行论述。按照《防雷规范》第6.4.4条规定“电涌保护器必须能承受预期通过它们的雷电流，并应符合以下两个附加要求：通过电涌时的最大钳位电压，有能力熄灭在雷电流通过后产生的工频续流。”即电涌保护器的最大钳位电压加上其两端的感应电压应与所属系统的基本绝缘水平和设备允许的最大电涌电压协调一致。最大放电电流按照《防雷规范》第6.4.6条规定，在LPZOA、LPZOB与LPZ1区的交界处安装电涌保护器其最大放电电流计算如下：根据《防雷规范》规定的“全部雷电流的50%流入建筑物的防雷装置。另50%流入引入建筑物的各种外来导电物、电力线缆、通信线缆等设施”， 表一：首次雷击的雷电流参量 雷电流参数一类防雷建筑物二类防雷建筑物三类防雷建筑物 I幅值（KA）200 150 100 T1波头时间（ s）350 350 350 雷电波经建筑物引入的电力线缆、信息线缆、金属管道等分解，总配电间的低配供电线缆雷电流的分流值计算表如表二，线路屏蔽时，通过的雷电流降低到原来的30%，根据《通信局（站）雷电过电压保护工程设计规范》YD/T5098-2001中规定的脉冲为10/350 s波形的电荷量 约为8/20 s模拟雷电波波形电荷量的20 ．．倍，具体计算如下： 表二：供电线缆雷电流分流值表 雷电流参数一类防雷建筑二类防雷建筑三类防雷建筑 I幅值（KA）200 150 100 供电线缆总分流值（kA）33.33 25 16.67 每根电缆分流值（kA）11.11 8.33 5.56 以下是电源系统SPD选择的要点： 1、根据被保护线路制式，例如：单相220V、三相220/380V TNC/TNS/TT等，选择合适制式SPD 2、根据被保护设备的耐冲击电压水平，选择SPD的电压保护水平Up。一般终端设备的耐冲击电压1.5kV，具体可参照GB 50343-5 4。Up值小于其耐冲击电压即可。 3、根据线路引入方式，有无因直击雷击中而传到雷电流的风险，选择一 级或者二级SPD。一级SPD是有雷电流泄放参数的10/350波形的。 4、根据GB 50057-里的分流计算，计算线路所需的泄放电流强度，选择合 适放电能力的SPD，需要SPD标称放电电流参数大于线路的分流电涌电流即可。 至于型号，不同厂家型号不一，没什么参考价值。建议选择知名品牌，现 在防雷市场鱼龙混杂，不要贪图便宜而使用劣质产品。 浪涌保护器设计原理、特性、运用范畴 设计原理 在最常见的浪涌保护器中，都有一个称为金属氧化物变阻器（Metal Oxide Varistor，MOV）的元件，用来转移多余的电压。如下图所示，MOV将火线和地 线连接在一起。 MOV由三部分组成：中间是一根金属氧化物材料，由两个半导体连接着电 源和地线。 这些半导体具有随着电压变化而改变的可变电阻。当电压低于某个特定值时，半导体中的电子运动将产生极高的电阻。反之，当电压超过该特定值时， 电子运动会发生变化，半导体电阻会大幅降低。如果电压正常，MOV会闲在一旁。而当电压过高时，MOV可以传导大量电流，消除多余的电压。随着多余的 电流经MOV转移到地线，火线电压会恢复正常，从而导致MOV的电阻再次迅速增大。按照这种方式，MOV仅转移电涌电流，同时允许标准电流继续为与浪涌 低压配电系统SPD选择应注意的几个问题 1. SPD最大持续工作电压U C 1）TN系统U C≥（U0=220V相电压） 由于GB12325《电能质量供电电压》标准规定220V电网内的正偏差不大于7%，但我国实际电压正偏差往往超过此值，再加上SPD老化等因素，所以规定U C ≥ 2）TT系统U C≥（在剩余电流保护器负荷侧，U0=220V相电压） 此种TT系统变电所10kV侧必须为中性点不接地系统。根据IEC标准，为防范TT系统内绝缘击穿事故而规定的过电压允许值和切断电源时间：低压电气绝缘允许承受的过电压为U0+250V，切断时间＞5s。 按此规定低压电气绝缘允许承受的过电压为450V且切断时间大于5s。根据电力行业标准DL/T620-1997相关规定，10kV中性点不接地系统允许最大接地故障电容电流按线路不同情况分别为10A、20A、30A，因线路情况复杂取其中间值20A。当10kV线路发生单相接地故障时接地故障电容电流会流经变电所变压器中性点的接地电阻流回不接地的两相，一般接地电阻不大于4Ω，此时可能产生80V的最大故障电压，使地电位升高80V。低压电气绝缘允许承受的过电压为U0+80V，切断时间＞5s。在此系统中低压电气绝缘允许承受的过电压为300V且切断时间大于5s，同理需考虑1）款中的系数则 U C≥×300=345V≈×U0=341V。由于断路器的额定工作电压均为400V，冲击耐压为6000V，所以SPD可以以四星型接法接在剩余电流保护器负荷侧。 3）TT系统U C≥（在剩余电流保护器电源侧，U0=220V相电压） 此种TT系统变电所10kV侧采用小电阻接地，同时和变压器低压侧中性点接地 电源系统电涌保护器（SPD）选用（2013版） 一、主要依据 《建筑物电子信息系统防雷技术规范》GB50343-2012 《建筑物防雷设计规范》GB50057-2010 二、按建筑物电子信息系统的重要性和使用性质， 确定本单位目前的设计的建筑物 （主要为住宅）的雷电防护等级为D级。经计算当第一级浪涌保护器保护的线路长度大于100m时，需设第二级浪涌保护器，当第二级浪涌保护器保护的线路长度大于 50m时，需在被保护设备处设第三级浪涌保护器；在具有重要终端设备或精密敏感设备处，可安装第三级SPD。 三、 SPD的选用原则及主要参数 1、 第一级 SPD （主要安装在建筑物380V低压配电柜（箱）总进线处） 1.1 、 在 IPZ0A或LPZ0B区与LPZ1区交界处，在电源引入的总配电箱出应装设Ⅰ级试 验的电涌保护器。主要参数需满足以下要求： 波形 10/350μS 最大持续运行电压 Uc≥253V 电压保护水平 Up≤2.5KV 冲击电流Iimp≥12.5KA 1.2、 当进线完全在LPZ0B或雷击建筑物和雷击与建筑物相连接的电力线路或通信线上的失效风险可以忽略时，可采用Ⅱ级试验的电涌保护器。主要参数需满足以下要求： 波形8/20μS 最大持续运行电压Uc≥253V 电压保护水平Up≤2.5KV 标称放电电流In≥50KA 1.3、 过电流保护器（熔断器和断路器，优先使用熔断器），选用100A 2、第二级 SPD （主要安装在动力配电柜、楼层配电箱、水泵房、中央控制室、消防、电梯机房、屋面用电设备等）。 2.1、主要参数需满足以下要求： 波形8/20μS 最大持续运行电压Uc≥253V 电压保护水平Up≤2KV 标称放电电流In≥10KA 2.2、 过电流保护器（熔断器和断路器，优先使用熔断器），选用32A 3、第三级 SPD （主要安装在重要的终端设备或精密敏感设备处，如信息机房、办公室入室配电箱等）。 3.1、主要参数需满足以下要求： 波形8/20μS 最大持续运行电压Uc≥253V 电压保护水平Up≤1.2KV 标称放电电流In≥3KA 3.2、 过电流保护器（熔断器和断路器，优先使用熔断器），选用16A 四、产品选用要求（需在说明中注明） 选用的浪涌保护器（SPD） 须经过北京雷电防护装置测试中心或上海防雷产品测试中心的检测通过，并经过当地防雷装置主管机构的备案。 （1）考察建筑物所处地理位置及供电进线方式 首先要了解建筑物的环境及供电进线是架空或埋地，目的是选择浪涌保护器的通流容量。 推荐选择第一级浪涌保护器的最大通流量应大于以下标准值： 高山站（架空进线）：100KA（8/20μs）或12.5KA（10/350μs） 郊区（架空进线）：60KA（8/20μs）或12.5KA（10/350μs） 城市内（埋地进线）：40KA（8/20μs） 第二级浪涌保护器的最大通流量应选择大于20~40KA（8/20μs）； 第三级浪涌保护器要求的最大通流容量应大于10~20KA（8/20μs）。 （2）检查建筑物内供电系统的类别 ?单相、三相及直流供电系统 在220V单相供电系统中，只需选用两片保护模块组合。如FRD-20-2A，FRD-40-2A。在380V三相供电系统中，则需根据不同的供电接地系统选择三片或四片保护模块组合。在直流供电系统中，需要根据直流电压值来选择浪涌保护器，浪涌保护器的最大持续工作电压（Uc）值在直流电压值的1.5倍~2.2倍之间选取。一般只需选用两片保护模块组合，如FRD-20-2A-DC（48），FRD-40-2A-DC（48）。 首先要搞清楚防雷器用在什么地方，按照GB18802.1三级防雷保护原理，电源和设备所需要的保护措施被分为三个等级。在建筑物进线柜安装第一级防雷器，选择相对通流容量大的T1级电源防雷器，波形为10/350us，冲击放电电流Iimp为12.5kA~50kA；然后在下属的区域配电箱处安装二级电源防雷器，波形8/20us，最大放电电流为Imax为40KA，最后在设备前端安装三级电源防雷器，波形为8/20us，最大放电电流20kA。 其次是供电系统的类别，建筑物内的供电系统是单相供电还是三相供电，单相供电系统需要选择2P电源防雷器，TT系统选择3P+1的电源防雷器，TN-C三相四线系统选择3P 电源防雷器，TN-S三相五线系统选择4P电源防雷器。 下面是防雷器的几个重要参数： （1）标称电压Un：被保护系统的额定电压，在信息技术系统中此参数表明了应该选用的保护器的类型，它标出交流或直流电压的有效值。 （2）最大持续工作电压Uc：长久施加在保护器的指定端，而不引起保护器特性变化和激活保护元件的最大电压值。 （3）标称通流容量In：给保护器施加波形为8/20μs的标准雷电波冲击10次时，保护器所耐受的最大冲击电流峰值。 （4）最大放电电流Imax：给保护器施加波形8/20μs的标准雷电波冲击1次时，保护器所耐受的最大冲击电流峰值。 （5）冲击放电电流Iimp：给保护器施加波形10/350μs的标准雷电波冲击1次时，保护器所耐受的最大冲击电流峰值。 （6）电压保护级别Up：保护器在下列测试中的最大值：1KV/μs斜率的跳火电压；额定放电电流的残压。 深圳市安普迅通信技术有限公司是专业的spd浪涌保护器生产厂商，主要的防雷系列有：AX电源防雷箱，AM电源防雷模块、ASspd浪涌保护器、AR天馈浪涌保护器、AJ监控系统三合一(二合一)集成浪涌保护器、防雷插座（排插），千兆网浪涌保护器，POE以太网供电浪涌保护器，并对外提供OEM等。 交流电源spd浪涌保护器 交流电源spd浪涌保护器适用范围 ·交流电源防雷模块适用于配电室、配电柜、开关柜、交直流配电屏等系统的电源保护；·建筑物内有室外输入的配电箱、建筑物层配电箱； ·用于低压( 220/380V AC)工业电网和民用电网； ·在电力系统中，主要用于自动化机房、变电站主控制室电源屏内三相电源输入或输出端。命名规则 AM系列交流电源spd浪涌保护器的型号命名规则 保护方式 保护方式 三相 L1,L2,L3,N—PE 三相 L1,L2,L3—N,N—PE (3+1电路) 单相 L,N—PE； 单相 L—N, N—PE；(1+1电路) 代号 A B C D 产品性能参数及特点 性能特点 ·通流容量大，残压低，响应时间快； ·漏电流及变化率小； ·采用最新热脱离技术，彻底避免火灾； ·采用特殊冲击熔片，具有高可靠性； ·自带远程告警干接点，便于远程监控； ·具有工作故障指示，遥信告警功能； ·采用温控保护电路，内置热保护，短路故障自动脱离装置； · 3+1保护模式(L-N， N-PE)，特别适合电网差的地区使用； ·采用标准模块化设计，安装简单，维护方便； ·核心元件采用国际知名品牌，性能优异，工作稳定可靠； ·可以实现凯文接线；结构严谨，安装方便，维护简单； ·工艺考究，能在酸、碱、尘、盐雾及潮湿等恶劣环境下长期工作。 主要技术参数 型号AM100A AM80B AM60C AM40D 编订：__________________ 审核：__________________ 单位：__________________ 电涌保护器（SPD）工作 原理和结构 Deploy The Objectives, Requirements And Methods To Make The Personnel In The Organization Operate According To The Established Standards And Reach The Expected Level. Word格式 / 完整 / 可编辑 文件编号：KG-AO-8242-61 电涌保护器（SPD）工作原理和结构 使用备注：本文档可用在日常工作场景，通过对目的、要求、方式、方法、进度等进行 具体的部署，从而使得组织内人员按照既定标准、规范的要求进行操作，使日常工作或 活动达到预期的水平。下载后就可自由编辑。 电涌保护器(SurgeprotectionDevice)是电子设备雷电防护中不可缺少的一种装置，过去常称为“避雷器”或“过电压保护器”英文简写为SPD。电涌保护器的作用是把窜入电力线、信号传输线的瞬时过电压限制在设备或系统所能承受的电压范围内，或将强大的雷电流泄流入地，保护被保护的设备或系统不受冲击而损坏。 电涌保护器的类型和结构按不同的用途有所不同，但它至少应包含一个非线性电压限制元件。用于电涌保护器的基本元器件有：放电间隙、充气放电管、压敏电阻、抑制二极管和扼流线圈等。 一、SPD的分类： 1、按工作原理分： （1）．开关型：其工作原理是当没有瞬时过电压 B、C、D类防雷器的作用： B类防雷产品在整个防雷系统中所起的根本作用在于：当发生强度很大的雷击时，使产生于供电线路上的感应雷电流，在进入总配电柜之前就迅速泄放入地。因此B类防雷产品本质上应具备的特性是高可靠性、大通流量和长寿命，可承受雷雨季节多次高强度、高能量浪涌过电压的冲击，而稳定可靠的发挥迅速大通流量泄流的作用。在泄放雷电流过程中，B 类防雷器两端所产生的残压，即使仍超过被保护设备的最高瞬态耐压值，也会被安装于设备前端的C类或D类防雷器再次泄放，从而使真正到达设备前线端的浪涌电压已经很低，完全不能对设备的正常运行造成影响，使设备受到可靠的保护。 由于B级防雷产品在泄放供电线路上高能量的雷电流时，在防雷器两端所呈现的残压仍然很高，仍可能大大超过被保护设备所能承受的再高耐压值，因此，按国际电工委员会IEC的要求，在供电线路进入分配电柜前端时，应并联安装相应型号的C类防雷器。C类防雷器的本质作用是通过再次泄流而降低线路上的残压，因此并不要求C类防雷器的通流量特别大（一般40KA）。只是由C类防雷器在整个防雷系统中所起的作用决定的，即进一步泄放线路上的浪涌电流，进一步降低真正达到设备供电端口的浪涌电压值，使之小于设备的耐压值，从而在发生雷击时，使设备遭受损坏的可能性大大减小。 D类防雷器主要用于对设备端的保护，其作用是当发生能量特别大的雷击时，感应雷电流在经过B级、C级防雷器的泄放后，其残压仍然可能高于设备的最高耐压值，重要设备的端口及内部的高精度集成电路仍有可能被烧坏。此时D类防雷器的安装就特别必要了。经过D类防雷器的泄放，设备的完全运行就更为可靠了。 电涌保护器的选型及安装要求： 一、SPD的选型原则： 1、 SPD必须能承受预期通过它们的雷电流，并具有通过电涌时的最大箝压和有熄灭工频续流的能力。 2、安装的SPD电压保护水平加上其两端引线的感应电压应低于被保护设备耐压水平的80%，同时SPD与被保护设备的连线不大于10m时，在被保护设备处可不安装SPD。反之，则应在设备前加装不小于3KA（8/200μs）的SPD。 3、在供电的电压偏差超过所规定的10%以及谐波使电压幅值加大的场所，应根据具体情况对氧化锌压敏电阻SPD的Uc值相应提高。 4、当无法获得被保护设备的耐冲击过电压值时，可参考下表给出的值。 【最新整理，下载后即可编辑】 （1）考察建筑物所处地理位置及供电进线方式 首先要了解建筑物的环境及供电进线是架空或埋地，目的是选择浪涌保护器的通流容量。 推荐选择第一级浪涌保护器的最大通流量应大于以下标准值：高山站（架空进线）：100KA（8/20μs）或12.5KA（10/350μs）郊区（架空进线）：60KA（8/20μs）或12.5KA（10/350μs）城市内（埋地进线）：40KA（8/20μs） 第二级浪涌保护器的最大通流量应选择大于20~40KA（8/20μs）；第三级浪涌保护器要求的最大通流容量应大于10~20KA（8/20μs）。 （2）检查建筑物内供电系统的类别 ?单相、三相及直流供电系统 在220V单相供电系统中，只需选用两片保护模块组合。如FRD-20-2A，FRD-40-2A。 在380V三相供电系统中，则需根据不同的供电接地系统选择三片或四片保护模块组合。 在直流供电系统中，需要根据直流电压值来选择浪涌保护器，浪涌保护器的最大持续工作电压（Uc）值在直流电压值的1.5倍~2.2倍之间选取。一般只需选用两片保护模块组合，如FRD-20-2A-DC （48），FRD-40-2A-DC（48）。 首先要搞清楚防雷器用在什么地方，按照GB18802.1三级防雷保护原理，电源和设备所需要的保护措施被分为三个等级。在建筑物进线柜安装第一级防雷器，选择相对通流容量大的T1级电源防雷器，波形为10/350us，冲击放电电流Iimp为 12.5kA~50kA；然后在下属的区域配电箱处安装二级电源防雷器，波形8/20us，最大放电电流为Imax为40KA，最后在设备前端安装三级电源防雷器，波形为8/20us，最大放电电流20kA。 其次是供电系统的类别，建筑物内的供电系统是单相供电还是三相供电，单相供电系统需要选择2P电源防雷器，TT系统选择3P+1的电源防雷器，TN-C三相四线系统选择3P电源防雷器，TN-S三相五线系统选择4P电源防雷器。 下面是防雷器的几个重要参数： （1）标称电压Un：被保护系统的额定电压，在信息技术系统中此参数表明了应该选用的保护器的类型，它标出交流或直流电压的有效值。 （2）最大持续工作电压Uc：长久施加在保护器的指定端，而不引起保护器特性变化和激活保护元件的最大电压值。 （3）标称通流容量In：给保护器施加波形为8/20μs的标准雷电波冲击10次时，保护器所耐受的最大冲击电流峰值。 （4）最大放电电流Imax：给保护器施加波形8/20μs的标准雷电波冲击1次时，保护器所耐受的最大冲击电流峰值。 （5）冲击放电电流Iimp：给保护器施加波形10/350μs的标准雷电波冲击1次时，保护器所耐受的最大冲击电流峰值。 （6）电压保护级别Up：保护器在下列测试中的最大值：1KV/μs斜率的跳火电压；额定放电电流的残压。 加空开（或熔断器）的目的只是保护浪涌保护器不被持续由过电压导致的过电流损坏，所以你加的空开小于等于浪涌也可以，但要大幅高于浪涌保护器约几十毫安的额定放电电流（MOV 材质的浪涌保护器有弱放电现象 “雷正电气”11年专注生产：电缆桥架、金属线槽、JDG/KBG镀锌线管厂家 一分钟让你了解，配电箱中浪涌保护器的选用原则！ 配电箱中浪涌保护器的选用原则: 1)SPD的电压保护水平Up应始终小于被保护设备的冲击耐受电压Uchoc,并且大于根据接地类型得出的电网最高运行电压Usmax,即Usmax<Up<Uchoc,若线路无屏蔽,尚应计入线路感应电压,Uchoc宜按其值的80%考虑; (2)SPD与被保护设备两端引线应尽可能短,控制在0.5m以内; (3)如果进线端SPD的Up加上其两端引线的感应电压以及反射波效应与距其较远处的被保护设备的冲击耐受电压相比过高,则需在此设备处加装第二级SPD,其标称放电电流In不宜小于8/20μs 3kA;当进线端SPD距被保护设备不大于10m 时,若该SPD的Up加上其两端引线的感应电压小于设备的Uchoc的80%,一般情况在该设备处可不装SPD; (4)当按上述第3点要求装的SPD之间设有配电盘时,若第一级SPD的Up加上其两端引线的感应电压保护不了该配电盘内的设备,应在该配电盘内安装第二级SPD,其标称放电电流In不宜小于8/20μs 5kA; (5)当在线路上多处安装SPD时,电压开关型SPD与限压型SPD之间的线路长度不宜小于10m,限压型SPD之间的线路长度不宜小于5m。例如:被保护设备与配电中心距离较近,在线路敷设上可特意多绕一些导线; (6)当进线端的SPD与被保护设备之间的距离大于30m时,应在离被保护设备尽可能近的地方安装另一个SPD,通流容量可为8kA; (7)选择SPD时应注意保证不会因工频过压而烧毁SPD,因SPD是防瞬态过电压(μs级),工频过电压是暂态过电压(ms级),工频过电压的能量是瞬态过电压能量的几百倍,因此,应注意选择较高工频工作电压的SPD; (8)SPD的保护:每级SPD都应设保护,可采用断路器或熔断器进行保护,保护器的断流容量均大于该处最大短路电流; (9)此外,选用SPD时还应注意:响应时间尽可能快;使用寿命的长短、价格因素、可维护性要好、通流容量的大小、耐湿性能等方面。 以下是电源系统SPD选择的要点： 欧阳学文 1、根据被保护线路制式，例如：单相220V、三相 220/380V TNC/TNS/TT等，选择合适制式SPD 2、根据被保护设备的耐冲击电压水平，选择SPD的电压保护水平Up。一般终端设备的耐冲击电压1.5kV，具体可参照GB 503435.4。Up值小于其耐冲击电压即可。 3、根据线路引入方式，有无因直击雷击中而传到雷电流的风险，选择一级或者二级SPD。一级SPD是有雷电流泄放参数的10/350波形的。 4、根据GB 500576.3.4里的分流计算，计算线路所需的泄放电流强度，选择合适放电能力的SPD，需要SPD标称放电电流参数大于线路的分流电涌电流即可。 至于型号，不同厂家型号不一，没什么参考价值。建议选择知名品牌，现在防雷市场鱼龙混杂，不要贪图便宜而使用劣质产品。 浪涌保护器设计原理、特性、运用范畴 设计原理 在最常见的浪涌保护器中，都有一个称为金属氧化物变阻器（Metal Oxide Varistor，MOV）的元件，用来转移多余的电压。如下图所示，MOV将火线和地线连接在一起。MOV由三部分组成：中间是一根金属氧化物材料，由两个半导体连接着电源和地线。 这些半导体具有随着电压变化而改变的可变电阻。当电压低于某个特定值时，半导体中的电子运动将产生极高的电阻。反之，当电压超过该特定值时，电子运动会发生变化，半导体电阻会大幅降低。如果电压正常，MOV会闲在一旁。而当电压过高时，MOV可以传导大量电流，消除多余的电压。随着多余的电流经MOV转移到地线，火线电压会恢复正常，从而导致MOV的电阻再次迅速增大。按照这种方式，MOV仅转移电涌电流，同时允许标准电流继续为与浪涌保护器连接的设备供电。打个比方说，MOV的作用就类似一个压敏阀门，只有在压力过高时才会打开。 另一种常见的浪涌保护装置是气体放电管。这些气体放电管的作用与MOV相同——它们将多余的电流从火线转移到地线，通过在两根电线之间使用惰性气体作为导体实现 避雷器和电涌保护器运用说明 目录 一、定义 二、防雷器与浪涌保护器的比较 三、线路避雷器运用及其说明 四、浪涌保护器设计原理、特性、运用范畴 五、参考依据与文献 一、定义 1.避雷器 避雷器是变电站保护设备免遭雷电冲击波袭击的设备。当沿线路传入变电站的雷电冲击波超过避雷器保护水平时，避雷器首先放电，并将雷电流经过良导体安全的引入大地，利用接地装置使雷电压幅值限制在被保护设备雷电冲击水平以下，使电气设备受到保护。 2.浪涌保护器 也叫防雷器，是一种为各种电力设备、仪器仪表、通讯线路等提供安全防护的装置。当电气回路或者通信线路中因为外界的干扰突然产生尖峰电流或者电压时，浪涌保护器能在极短的时间内导通分流，从而避免浪涌对回路中其他设备的损害。 ?从以下资料可以看出，浪涌保护器也是防雷器的一种，但是有很大的区别。 二、避雷器与浪涌保护器的比较 避雷器指建筑物避雷器，与避雷针、接地排等一起形成一个法拉第笼，防止建筑物被损坏，避雷器的基本原理是把雷击电磁脉冲(LEMP)导入地进行消解。但是为什么在安装避雷器后仍有大量的建筑物及其里面的设备被雷击损坏呢? 首先，避雷器的导线采用铜铁合金，因此其导线性能是有限的，反应速度仅为200微妙(uS)。而LEMP的半峰速度(能量达到最大值)为20微妙(uS)，也就是说LEMP的速度快于避雷器，这样避雷器把第一次直击雷导入地后，对于二次雷、三次雷往往反应不过来，直接泄漏打在设备上。也就是说，避雷器对二次雷、三次雷几乎不起作用。 其次，LEMP导入地后，会从地返回形成感应雷。感应雷会从所有含有金属的导线上泄漏到设备(网线、电源线、信号线、传输线等)。由于避雷器是单向作用的，因此它对感应雷不起作用，感应雷可以直接打坏设备。更何况，导线部分往往不会安装避雷器。 再次，浪涌只有20%来自雷击等外部环境，80%来自系统内部运行，避雷器对这80%是不起任何作用的。 浪涌保护器 浪涌也叫突波，顾名思义就是超出正常工作电压的瞬间过电压。本质上讲，浪涌是发生在仅仅几百万分之一秒时间内的一种剧烈脉冲，。可能引起浪涌的原因有：重型设备、短路、电源切换或大型发动机。而含有浪涌阻绝装置的产品可以有效地吸收突发的巨大能量，以保护连接设备免于受损。 浪涌保护器，也叫防雷器，是一种为各种电子设备、仪器仪表、通讯线路提供安全防护的电子装置。当电气回路或者通信线路中因为外界的干扰突然产生尖峰电流或者电压时，浪涌保护器能在极短的时间内导通分流，从而避免浪涌对回路中其他设备的损害。浪涌保护器（也称防雷器）的分级防护 由于雷击的能量是非常巨大的，需要通过分级泄放的方法，将雷击能量逐步泄放到大地。第一级防雷器可以对于直接雷击电流进行泄放，或者当电源传输线路遭受直接雷击时传导的巨大能量进行泄放，对于有可能发生直接雷击的地方，必须进行CLASS—I的防雷。第二级防雷器是针对前级防雷器的残余电压以及区内感应雷击的防护设备，对于前级发生较大雷击能量吸收时，仍有一部分对设备或第三级防雷器而言是相当巨大的能量会传导过来，需要第二级防雷器进一步吸收。同时，经过第一级防雷器的传输线路也会感应雷击电磁脉冲辐射LEMP，当线路足够长感应雷的能量就变得足够大，需要第二级防雷器进一步对雷击能量实施泄放。第三级防雷器是对LEMP和通过第二级防雷器的残余雷击能量进行保护。 1、第一级保护 目的是防止浪涌电压直接从LPZ0区传导进入LPZ1区，将数万至数十万伏的浪涌电压限制到2500—3000V。 入户电力变压器低压侧安装的电源防雷器作为第一级保护时应为三相电压开关型电源防雷器，其雷电通流量不应低于60KA。该级电源防雷器应是连接在用户供电系统入口进线各相和大地之间的大容量电源防雷器。一般要求该级电源防雷器具备每相100KA以上的最大冲击容量，要求的限制电压小于1500V，称之为CLASS I级电源防雷器。这些电磁防雷器是专为承受雷电和感应雷击的大电流以及吸引高能量浪涌而设计的，可将大量的浪涌电流分流 电涌保护器(Surge protection Device)是电子设备雷电防护中不可缺少的一种装置，过去常称为“避雷器”或“过电压保护器”英文简写为SPD。电涌保护器的作用是把窜入电力线、信号传输线的瞬时过电压限制在设备或系统所能承受的电压范围内，或将强大的雷电流泄流入地，保护被保护的设备或系统不受冲击而损坏。 电涌保护器的类型和结构按不同的用途有所不同，但它至少应包含一个非线性电压限制元件。用于电涌保护器的基本元器件有：放电间隙、充气放电管、压敏电阻、抑制二极管和扼流线圈等。 一、SPD的分类： 1、按工作原理分： 1．开关型：其工作原理是当没有瞬时过电压时呈现为高阻抗，但一旦响应雷电瞬时过电压时，其阻抗就突变为低值，允许雷电流通过。用作此类装置时器件有：放电间隙、气体放电管、闸流晶体管等。 2．限压型：其工作原理是当没有瞬时过电压时为高阻扰，但随电涌电流和电压的增加其阻抗会不断减小，其电流电压特性为强烈非线性。用作此类装置的器件有：氧化锌、压敏电阻、抑制二极管、雪崩二极管等。 3．分流型或扼流型 分流型：与被保护的设备并联，对雷电脉冲呈现为低阻抗，而对正常工作频率呈现为高阻抗。 扼流型：与被保护的设备串联，对雷电脉冲呈现为高阻抗，而对正常的工作频率呈现为低阻抗。 用作此类装置的器件有：扼流线圈、高通滤波器、低通滤波器、1/4波长短路器等。 按用途分：(1)电源保护器：交流电源保护器、直流电源保护器、开关电源保护器等。 (2)信号保护器：低频信号保护器、高频信号保护器、天馈保护器等。 二、SPD的基本元器件及其工作原理： 1．放电间隙(又称保护间隙)： 它一般由暴露在空气中的两根相隔一定间隙的金属棒组成(如图15a)，其中一根金属棒与所需保护设备的电源相线L1或零线（N）相连，另一根金属棒与接地线(PE)相连接，当瞬时过电压袭来时，间隙被击穿，把一部分过电压的电荷引入大地，避免了被保护设备上的电压升高。这种放电间隙的两金属棒之间的距离可按需要调整，结构较简单，其缺点时灭弧性能差。改进型的放电间隙为角型间隙，它的灭弧功能较前者为好，它是*回路的电动力F 作用以及热气流的上升作用而使电弧熄灭的。 2．气体放电管： 它是由相互离开的一对冷阴板封装在充有一定的惰性气体(Ar)的玻璃管或陶瓷管内组成的。为了提高放电管的触发概率，在放电管内还有助触发剂。这种充气放电管有二极型的，也有三极型的， 气体放电管的技术参数主要有：直流放电电压Udc;冲击放电电压Up(一般情况下Up≈(2～3)Udc;工频而授电流In;冲击而授电流Ip；绝缘电阻R(>109Ω)；极间电容(1-5PF) 气体放电管可在直流和交流条件下使用，其所选用的直流放电电压Udc分别如下：在直流条件下使用：Udc≥1.8U0（U0为线路正常工作的直流电压） 在交流条件下使用：U dc≥1.44Un(Un为线路正常工作的交流电压有效值) 3．压敏电阻： 它是以ZnO为主要成分的金属氧化物半导体非线性电阻，当作用在其两端的电压达到一定数值后，电阻对电压十分敏感。它的工作原理相当于多个半导体P-N的串并联。压敏电阻的特点是非线性特性好（I=CUα中的非线性系数α），通流容量大（～2KA/cm2），常 浪涌保护器原理分析 随着相关设备对防雷要求的日益严格,安装浪涌保护器浪涌保护器 (Surge Protection Device, SPD)抑制线路上的浪涌和瞬时过电压、泄放线路上的过电流成为现代防雷技术的重要环节之一。 随着电子技术的高速发展,个人PC机、大中型计算机及相关信息设备的大量应用,使建筑物防雷击电磁脉冲(过电压)愈来愈受到大家的重视,由此,越来越多的过电压保护产品投入市场,浪涌保护器SPD(Surge Protective Device)也逐渐为人们所熟悉。 1 雷电的特性防雷包括外部防雷和内部防雷。外部防雷以避雷针(带、网、线)、引下线、接地装置为主,其主要的功能是为了确保建筑物本体免受直击雷的侵袭,将可能击中建筑物的雷电通过避雷针(带、网、线)、引下线等泄放入大地。内部防雷包括防雷电感电感应、线路浪涌、地电位反击、雷电波入侵以及电磁与静电感应的措施。其基本方法是采用等电位联结,包括直接连接和通过SPD间接连接,使金属体、设备线路与大地形成一个有条件的等电位体,将因雷击和其他浪涌引起的内部设施分流和感应的雷电流或浪涌电流泄放入大地,从而保护建筑物内人员和设备的安全。能产生电感作用的元件统称为电感原件，常常直接简称为电感。电感器在电子制作中虽然使用得不是很多，但它们在电路中同样重要。我们认为电感器和电容器一样，也是一种储能元件，它能把电能转变为磁场能，并在磁场中储存能量。 [全文] 雷电的特点是电压上升非常快(10μs 以内),峰值电压高(数万至数百万伏),电流大(几十至几百千安),维持时间较短(几十至几百微秒),传输速度快(以光速传播),能量非常巨大,是浪涌电压中最具破坏力的一种。 2 浪涌保护器的分类SPD是电子设备雷电防护中不可缺少的一种装置,其作用是把窜入电力线、信号传输线的瞬时过电压限制在设备或系统所能承受的电压范围内,或将强大的雷电流泄流入地,保护被保护的设备或系统不受冲击。 2. 1 按工作原理分类按其工作原理分类, SPD可以分为电压开关开关型、限压型及组合型。开关是最常见的电子元件，功能就是电路的接通和断开。接通则电流可以通过，反之电流无法通过。在各种电子设备、家用电器中都可以见到开关。 [全文] (1)电压开关型SPD。在没有瞬时过电压时呈现高阻抗,一旦响应雷电瞬时过电压,其阻抗就突变为低阻抗,允许雷电流通过,也被称为“短路开关型SPD”。(2)限压型SPD。当没有瞬时过电压时,为高阻抗,但随电涌电流和电压的增加,其阻抗会不断减小,其电流电压特性为强烈非线性,有时被称为“钳压型SPD”。(3)组合型SPD。由电压开关型组件和限压型组件组合而成,可以显示为电压开关型或限压型或两者兼有的特性,这决定于所加电压的特性。 2. 2 按用途分类按其用途分类, SPD可以分为电源电源线路SPD和信号线路SPD两种。电源是向电子设备提供功率的装置，也称电源供应器，它提供计算机中所有部件所需要的电能。 2. 2. 1 电源线路SPD 由于雷击的能量是非常巨大的,需要 浪涌保护器的工作原理 随着微电子技术的长足进步，个人ＰＣ、各类中型、大型及超大型计算机、大型程控交换机的运用越来越普及。由于这类电子设备内部有大量的对过电压十分敏感的大规模或超大规模集成电路，从而使由过电压造成的损失越来越大。针对这种现状，《建筑物防雷设计规范》ＧＢ５００５７－９４（２０００年版）中加入了第六章——防雷击电磁脉冲的内容。根据这一要求，一些生产厂家也推出了相应的过电压保护产品，也就是我们现在常说的浪涌保护器（ＳｕｒｇｅＰｒｏｔｅｃｔｉｖｅＤｅｖｉｃｅＳＰＤ）。要保护电气和电子系统重要的是在电磁兼容性保护区内设置一套包括全部有源导线在内的完整的等电位联结系统。不同种类的过电压保护装置中放电元器件的物理特性在实际应用中既有优点，亦有缺点，因此采用多种元件组合的保护电路运用得更为广泛。 但是，能满足具有当代技术水平的，能传导１０／３５０μｓ脉冲电流的雷击电流放电器，用于二次配电的可插式浪涌保护器，电器电源保护装置直到电源滤波器所有技术要求的产品系列却是极为少见的。同样这种产品系列应该包括适用于所有的电路，即除电源外，还应包括用于测量、控制、调节技术电路和电子数据处理传输电路以及适用于无线和有线通讯的放电器，以便客户使用。 本文将对目前常用的几种浪涌保护产品做简单的介绍并对其特性及适用场合做简略分析。 １、等电位联结系统 过电压保护的基本原理是在瞬态过电压发生的瞬间（微秒或纳秒级），在被保护区域内的所有金属部件之间应实现一个等电位。“等电位是用连接导线或过电压保护器将处在需要防雷的空间内的防雷装置、建筑物的金属构架、金属装置、外来的导体物、电气和电讯装置等连接起来。”（《建筑物防雷设计规范条文说明》）（ＧＢ５００５７－９４）。“等电位联结的目的在于减小需要防雷的空间内各金属部件和各系统之间的电位差”（ＩＥＣ１３１２３．４）。《建筑物防雷设计规范》（ＧＢ５００５７－９４）中规定：“第３．１．２条装有防雷装置的建筑物，在防雷装置与其他设施和建筑物内人员无法隔离的情况下，应采取等电位联结。”在建立这个等电位联结网络时，应注意使相互之间必须进行信息交换的电器和电子设备与等电位联结带之间的连接导线保持最短距离。 根据感应定理，电感量越大，瞬变电流在电路中产生的电压越高；（Ｕ＝Ｌ·ｄｉ／ｄｔ）电感量大小主要和导线的长度有关，与导线截面关系不大。因此，应使接地导线尽可能的短。多条导线的并联连接可显著地降低电位补偿系统的电感量。为了将这两条付诸实践，理论上可以把应与等电位联结装置连在一起的所有电路和设备连在同一块金属板上。基于金属板的构想在补装等电位联结系统时可采用线状、星状或网状结构。设计新的设备时原则上应只采用网状的等电位联结系统。 ２、将电源线路与等电位联结系统连接 所谓瞬变电压或瞬变电流意味着其存在时间仅为微秒或毫微秒。浪涌保护的基本原理是：在瞬态过电压存在的极短时间内，在被保护区域内的所有导电部件之间建立起一个等电位。这种导电部件也包括电路中的电源线。人们需要响应速度快于微秒的元件，对于静电放电甚至要快于毫微秒。这种元件能够在极短的时间间隔内，将非常强大直到高达数倍于十千安的电流导出。在预期的雷击情况下按１０／３５０μｓ脉冲计算，电流高达５０ｋＡ。通过完备的等电位联结装置，可以在极短的时间内形成一个等电位岛，这个等电位岛对于远处的电位差甚至可高达数十万伏。但重要的是，在需要保护的区域内，所有导电部件都可认为具有接近相等或绝对相等的电位，而不存在显著的电位差。 ３、浪涌保护器的安装及其作用 浪涌保护电器元件从响应特性来看，有软硬之分。属于硬响应特性的放电元件有气体放电管和放电间隙型放电器，二者要么是基于斩弧技术（Ａｒｃ－ｃｈｏｐｐｉｎｇ）的角型火花隙，要么是同轴放电火花隙。属于软响应特性的放电元件有压敏电阻和抑制二极管。所有这些元件的区别在于放电能力、响应特性以及残余电压。由于这些元件各有优缺点，人们将其组合成特殊保护电路，以扬长避短。在民用建筑领域中常用的浪涌保护器主要为放电间隙型放电器和压敏电阻型放电器。 闪电电流和闪电后续电流需要放电性能极强的放电器。为了将闪电电流通过等电位联结系统导入接地 浪涌保护器前端是否该用熔断器？ 看见很多电器厂安装浪涌时，前端都要加装熔断器，问其原因答案都是说保护浪涌开关。据我所知，浪涌工作原理是，当雷击进入电网时，浪涌瞬间短路充当旁路泄流，让高压电流分流。如果，此时前端熔断器被击穿处于开路状态，浪涌岂不是成了摆设？不知各位老师的看法如何？ 浪涌保护器为什么要加熔断器? 1，防止因雷击而产生的工频续流（针对放电间隙型器件）对SPD 及其线路的损坏。2，方便维护更换SPD。 3，防止因SPD老化（如mov器件的漏流增大）而造成线路故障SPD前端熔断器应根据避雷器厂家的参数安装。 如厂家没有规定，一般选用原则： 根据（浪涌保护器的最大保险丝强度A）和（所接入配电线路最大供电电流B）来确定（开关或熔断器的断路电流C）。 确定方法： 当：B大于A时C小于等于A 当：B等于A时C小于A或不安装C 当：B小于A时C大于等于A 注：避雷器（SPD） 关于避雷器（SPD）能耗指标的问题 1.SPD 只有在浪涌的情况下才动作，在正常的情况下相当于绝缘体，消耗的功率在1W左右，这个在应用的情况下是影像不大的。 2.避雷器没有能耗指标参数。 因为mov（压敏）型有漏电流，应该消耗电能。 三相SPD是安装于L,N与PE之间的所以计算如下： 单模块：P＝UI×cosφ=220×30×0.000001=0.0066瓦U是电压，相电流，cosφ取1。三个模块：P＝3×UI×cosφ=3×220×30×0.000001=0.0198瓦 MOV 在标称持续工作电压下流过阀片的电流称为漏电流。按国家标准应小于30μA。冲击前后的变化率应小于200％。 另外，间隙型SPD，没有漏电流。应该不耗能。 浪涌保护器选择 LG GROUP system office room 【LGA16H-LGYY-LGUA8Q8-LGA162】 6．2．1防雷区的划分应符合下列规定： 1 本区内的各物体都可能遭到直接雷击并导走全部雷电流，以及本区内的雷击电 区。 磁场强度没有衰减时，应划分为LPZO A 2 本区内的各物体不可能遭到大于所选滚球半径对应的雷电流直接雷击，以及本 区。 区内的雷击电磁场强度仍没有衰减时，应划分为LPZO B 3 本区内的各物体不可能遭到直接雷击，且由于在界面处的分流，流经各导体的电涌电流比LPZO 区内的更小，以及本区内的雷击电磁场强度可能衰减，衰减程 B 度取决于屏蔽措施时，应划分为LPZ1区。4 需要进一步减小流入的电涌电流和雷击电磁场强度时，增设的后续防雷区应划分为LPZ2···n后续防雷区。 浪涌保护器（也称防雷器）的分级防护 由于雷击的能量是非常巨大的，需要通过分级泄放的方法，将雷击能量逐步泄放到大地。第一级防雷器可以对于直接雷击电流进行泄放，或者当电源传输线路遭受直接雷击时传导的巨大能量进行泄放，对于有可能发生直接雷击的地方，必须进行CLASS—I的防雷。第二级防雷器是针对前级防雷器的残余电压以及区内感应雷击的防护设备，对于前级发生较大雷击能量吸收时，仍有一部分对设备或第三级防雷器而言是相当巨大的能量会传导过来，需要第二级防雷器进一步吸收。同时，经过第一级防雷器的传输线路也会感应雷击电磁脉冲辐射LEMP，当线路足够长感应雷的能量就变得足够大，需要第二级防雷器进一步对雷击能量实施泄放。第三级防雷器是对LEMP和通过第二级防雷器的残余雷击能量进行保护。 1、第一级保护 目的是防止浪涌电压直接从LPZ0区传导进入LPZ1区，将数万至数十万伏的浪涌电压限制到2500—3000V。 入户电力变压器低压侧安装的电源防雷器作为第一级保护时应为三相电压开关型电源防雷器，其雷电通流量不应低于60KA。该级电源防雷器应是连接在用户供电系统入口进线各相和大地之间的大容量电源防雷器。一般要求该级电源防雷器具备每相100KA以上的最大冲击容量，要求的限制电压小于1500V，称之为CLASS I级电源防雷器。这些电浪涌保护器的选型及使用
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