电涌保护器选用浅谈

杨燕蓉

（新干县发改委）

电涌保护器选用浅谈

杨燕蓉

（新干县发改委）

电涌保护器设计选用时应考虑的主要问题，并且论述浪涌保护器（以下称SPD）安装位置、两端连接线路、级联配合、导体截面积、SPD配用过电流保护器，TT系统的保护模式等问题。

浪涌保护器（SPD）；级联配合；导体截面积

为了保护智能化电子设备和保证用电安全，将电涌保护器大范围投入使用具有一定的必要性和紧迫性。在发生雷击时，电涌保护器能够确保供电线路的电压处于相对稳定的状态，有效预防雷电电流对电子设备的冲击和损坏，因此，电涌保护器成为保护自动化设备免受雷击的不二之选。但是目前，在电涌保护器的选择上还存在一定的误区，寻求科学的方法来选择电涌保护器势在必行。

选用电涌保护器应考虑的主要问题：①按照不同分区选择不同分类试验等级的SPD。②根据建筑分类、接地系统的类型来确定SPD的通流量大小。③根据被保护设备的耐压水平来确定SPD的电压保护水平。④根据不同的接地系统类型来确定SPD的最大持续工作电压；SPD的通流容量指的是其最大能吸收而不损坏的能量。

SPD一般设二级或三级，第一级主要是用于泄放雷电电流并将雷电冲击电压降低。建筑物的外部防雷装置的设置和线路的屏蔽，使得原始雷电流可以从接地装置和所有进出建筑物的接地（或埋地）金属管线分泄，以二类防雷建筑物为例，计算雷电流为150kA，第一级SPD每相分雷电流只有8.3kA，雷电流的分流还与电源采用架空进线还是电缆埋地进线、变配电所是否设置在建筑物内有关。

由于第一级SPD泄放绝大部分雷电流，后级SPD通过第一级的残余、沿线侵入的雷电流电涌和雷电感应能量以及操作过电压能量，为了进一步降低冲击电压，后级SPD采用限压型SPD，以最大放电电流表征，一般不小于8/20μs5kA。

电压保护水平Up是电涌保护最主要的参数，也是实施过电压限制的目标。电气设备遭受雷害时，主要表现为电气绝缘破坏。

由于设备的重要性和抗扰度要求程度的不同，电压保护水平Up应低于其保护范围内被保护设备的冲击耐受水平Uw并留有裕度。对于很重要的设备，其冲击耐受水平宜按其值的80%考虑。

最大持续运行电压Uc指的是持续施加在电涌保护器上不损坏SPD的最大交流方均根电压或直流电压。最大持续电压值Uc，是关系到电涌保护器运行稳定性的关键参数。它应大于电气装置内可能出现的工频持续或暂时过电压，以免SPD不必要地被这种工频电压击穿损坏而形成对地短路故障。最大持续运行电压的选择对SPD在长期运行中的可靠性影响很大。

最大持续运行电压Uc的选取于电源系统的情况，配电变压器机壳与低压侧中点共地与否，高压中点接地与否，电网质量等有关。SPD模块介入位置（相对中、相对地）不同，则暂态过电压不同，对最大持续运行电压的要求也不同。

在具体选用和安装SPD时，还需考虑以下几个问题：

（1）SPD的安装位置。①在LPZ0区和LPZ0区与LPZ1区交界面处穿越防雷分区界面的电源线路上应安装第一级SPD，一般为电压开关型SPD。建议安装位置：总电源进线处，如变压器低压侧或总配电柜内引致室外照明线路或动力线路的配电箱内。②当上述安装的SPD电压保护水平加上其两端引线的感应电压保护不了后续配电盘供电的设备时，应在该级配电盘安装第二级SPD。建议安装位置：安装于下端带有大量弱电、信息系统设备或需限制暂态过电压的设备的配电箱内。③对于需要将瞬态过电压限制在特定水平的设备，宜考虑在该设备前安装具有防操作过电压和防感应雷双重功能的第三级SPD，其位置一般设在LPZ2区和其后续防雷交界面处。建议安装位置：计算机设备、信息设备、电子设备及控制设备前或最近的插座箱内。

（2）SPD的两端连接线，IEC标准规定SPD的连接线总长度不宜超过0.5m。这是因为雷电冲击电流呈高频特性，连接线上的Ldi/dt高频电压降与连接线的长度成正比，连接线上的Ldi/dt则可在电气装置设计中借减少连接线长度，也即减少电感来减少。

（3）SPD级联配合。在线路上多级安装SPD时应考虑级间的能量配合。如果两级SPD配合不当，后级SPD先导通放电，则后级SPD将因通过大的雷电能量而烧坏，为此需提高施加在前级SPD上的冲击电压幅值使前级SPD能较早导通放电，从而使后级SPD能安全地泄放残余的少量雷电能量而不被烧坏，并保证其性能不劣化。一般情况下电压开关SPD与限压SPD之间的线路长度不小于10m；限压型SPD之间的线路长度不小于5m时，可以满足级联配合，否则，线路中间串接退耦装置。如果二级SPD之间的线路较长，中间有较长分支线，在分点之上的过电压可能会超过SPD电压，这时需要再装设一级SPD。

（4）连接线的导体截面积要求。安装在电气装置电源进线端或靠近进线端处的电涌保护器连接线的最小截面积应是不小于4mm2的铜线或与其等效。

标称放电电流越大，要求连接线和接地线的截面积也相应加大，这样可减少引线电感量，从而减小动态阻抗，同时减小线路残压。

（5）SPD配用过电流保护器。SPD可能因多次承受雷电流和暂时过电压的冲击而失效，也可能因使用日久，其泄露电流大大增大而失效。失效后的SPD可能呈开路状态而失去保护作用，也可能呈短路状态而引起种种危害。因此在SPD的电源侧应安装过电流保护装置。并宜带有劣化显示功能。SPD本身和其连接线以及与其串接的过电流保护器应能承受短路电流的热效应。

TM862

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1004-7344（2016）29-0233-01

2016-9-23