防雷SPD（电涌保护器）检测技术概述

林鹏

【摘 要】 防雷SPD（电涌保护器）随着各种电子设备在日常生活中拓展应用，也逐渐在雷电防护领域愈发受到重视，本文依据作者多年一线防雷检测经验及结合相关技术规范要求，总结出专门针对SPD（电涌保护器）的相关检测内容并予以概述整理。

【关键词】 防雷；SPD（电涌保护器）；检测

一、引言：

雷电电涌是近年来由于精密设备的不断应用扩展而引起人们极大重视的一种雷电危害形式。最常见的电子设备危害常常不是由于直接雷击引起的，而是由于雷击发生时在电源和通讯线路中感应的电流电涌而产生的。SPD（电涌保护器）是雷电防护中针对闪电感应及闪电电涌的一种重要有效手段，而根据历年雷击灾害统计数据，闪电感应及闪电电涌引起的雷击事故（电气电子设备损坏或故障等）占了事故法的绝大部分。因此在日常防雷安全装置常规巡检中，针对SPD（电涌保护器）的定项检测将直接影响整体防雷装置的可靠性能，故笔者结合自己多年一线现场检测经验，将SPD（电涌保护器）做了相应的汇总和归纳。

二、SPD（电涌保护器）简介

电涌也叫突波，顾名思义就是超出正常工作电压的瞬间过电压。本质上讲，电涌是发生在仅仅几百万分之一秒时间内的一种剧烈脉冲，可能引起电涌的原因有很多：如雷电、重型设备短路、电源切换或大型发动机对地泄电等等。

SPD（电涌保护器）电涌保护器定义为用于限制瞬态过电压和分泄电涌电流的器件。[1]它至少含有一个非线性元件。而依据其雷电防护时作用类型又细分为：

1、电压开关型电涌保护器

无电涌时为高阻抗，当出现电压电涌时突变为低阻抗。通常采用放电间隙、充气放电管、硅可控整流器或三端双向可控硅元件做这类电涌保护器的组件。这类电涌保护器也称“克罗巴型”电涌保护器。电压开关型电涌保护器具有不连续的电压＼电流特性。

2、限压型电涌保护器

无电涌出现时为高阻抗，随着电涌电流和电压增加，阻抗跟着连续变小。通常采用压敏电阻、抑制二极管做这类电涌保护器的组件。这类电涌保护器也称“箝压型” 电涌保护器。限压型电涌保护器具有连续的电压、电流特性。

3、组合型电涌保护器

由电压开关型元件和限压型元件组合而成的电涌保护器， 其特性随所加电压的特性可以表现为电压开关型、限压型或两者皆有。

三、SPD（电涌保护器）检测内容

1、SPD（电涌保护器）安装位置

确认SPD（电涌保护器）安设位置，与经过技术评价（图审）的配电系统图进行对照，确认安装位置是否按设计实施，防止错装、漏装等现象发生。

2、SPD（电涌保护器）生产厂家、型号

依据安设SPD（电涌保护器）表面信息，记录其生产厂家及信号，以便确定其相关技术参量及核实备案信息。

3、SPD（电涌保护器）外观检查

对SPD（电涌保护器）进行外观检查：SPD（电涌保护器）的表面应平整，光洁，无划伤，无裂痕和烧灼痕或变形。其表面标志应完整和清晰。同时检查SPD（电涌保护器）是否具有状态指示器。如有则需确认状态指示应与生产厂说明相一致。

4、SPD（电涌保护器）试验类型

同时通过SPD（电涌保护器）表面标注参量判定其试验类型（Ⅰ级试验一般标注最大冲击电流Iimp，Ⅱ级试验一般标注最大放电电流Imax，Ⅲ级试验一般标注开路电压Uoc和短路电流Isc）。

5、SPD（电涌保护器）主要性能参数（如Uc、In、Ⅰmax、Ⅰimp、Up等）[2]

依据安设SPD（电涌保护器）标注的其各项参数，做详实记录，以便于确定SPD（电涌保护器）性能指标及安设配置是否合理，同时为启动电压（直流参考电压）等的测试提供限值依据。

6、SPD（电涌保护器）保护模式

电气系统电涌保护器的保护部件可连接在相对相、相对地、相对中性线、中性线对地及其组合。电子系统电涌保护器的保护部件连接在线与线之间称为差模保护，连接在线对地之间称为共模保护。而测试SPD（电涌保护器）各线间的电压差降即可确定其安设的具体保护模式。同时用N-PE环路电阻测试仪。测试从总配电盘（箱）引出的分支线路上的中性线（N）与保护线（PE）之间的阻值，确认线路为TN-C或TN-C-S或TN-S或TT或IT系统。

7、多级SPD（电涌保护器）之间的距离及安设退耦装置情况

测量记录上下级SPD（电涌保护器）间距（m），以便于判断设置是否合理，是否使得SPD（电涌保护器）的能量配置达到最优化，当在线路上多处安装SPD（电涌保护器）时，SPD（电涌保护器）之间的线路长度应按试验数据采用；若无此试验数据时，电压开关型SPD（电涌保护器）与限压型SPD（电涌保护器）之间的线路长度不宜小于10m，若小于10m应加装退耦元件。限压型SPD（电涌保护器）之间的线路长度不宜小于5m，若小于5m应加装退耦元件。同时若线路上设置有退耦装置，检测时应记录其类型及相关参数，便于后期研判。

8、SPD（电涌保护器）接地端接地电阻

测量SPD（电涌保护器）接地线连接铜排接地电阻，按设计要求共用接地装置的接地电阻应按50Hz电气装置的接地电阻确定，不应大于按人身安全所确定的接地电阻值。同时应测试接地线与等电位连接带之间的过渡电阻，其值不应大于0.03Ω。

9、SPD（电涌保护器）导线安装工艺

检查连接导体的材质和连接牢固程度，确认连接导线的色标（黄、绿、红三色分别表示的A、B、C三相相线颜色，零线用蓝色表示，接地线用黄绿色表示），测量导线长度以及导线截面积（导线截面积为内部铜芯面积，若为多股线凝合，需测算单股面积后乘以股数）。

10、SPD（电涌保护器）直流参考电压

采用电涌保护器巡检仪或元件测试仪主要测量在元器件上通过lmA直流电流时，其两端的电压值。其合格判定：当直流参考电压值不低于交流电路中U。值1.86倍时，在直流电路中为直流电压1.33至1.6倍时，在脉冲电路中为脉冲初始峰值电压1.4至2.0倍时，可判定为合格。也可与生产厂提供的允许公差范围表对比判定。

11、SPD（电涌保护器）泄漏电流

除电压开关型外，SPD（电涌保护器）在并联接人电网后都会有微安级的电流通过，如果此值偏大，说明SPD（电涌保护器）性能劣化，应及时更换。因此测试时可使用防雷元件测试仪或泄漏电流测试表对限压型SPD（电涌保护器）的泄漏电流值进行静态试验。规定在0.75直流参考电压下测试。因此一般直流参考电压测试完毕后，即测试泄漏电流值，其合格判定：当实测值大于生产厂标称的最大值时，判定为不合格，如生产厂未标定出泄漏电流值时，一般不应大于20uA。[2]

12、SPD（电涌保护器）绝缘电阻

对SPD（电涌保护器）模块，其绝缘性能也是其防护能力的一项重要指标，检测时采用绝缘电阻测试仪或兆欧表在拆卸下的电泳保护模块两端及中段反复交叉表笔（测试端头）测量3次，取其均值作为绝缘电阻测试值记录，其合格判定：应大于等于50MΩ。

四、综述

随着各种电子设备在生活中应用越发普及，一方面由于电子设备内部结构高度集成化，从而造成设备耐压、耐过电流的水平下降，对雷电（包括感应雷及操作过电压电涌）的承受能力下降，另一方面由于信号来源路径增多，系统较以前更容易遭受雷电波侵入。电涌电压可以从电源线或信号线等途径窜入微电子设备设备造成设备损坏等事故。因此针对SPD（电泳保护器）的检测工作，将在防雷安全装置检测领域扮演越来越重要的角色。而關于其的检测技术，也将随着检测设备的提升以及被检测内容的拓展将不断的发展和丰富。

参考文献：

[1] 国家技术监督局，中华人民共和国建设部. GB50057- 2010 建筑物防雷设计规范[S]. 北京：人民出版社，2010.

[2] 国家质量监督检验检疫总局，中国国家标准化管理委员会.GB/T 21431- 2008建筑物防雷装置检测技术规范[S].北京：中国标准出版社，2008.