低壓配電系統(tǒng)防雷浪涌保護器的選擇與配置

1、低壓配電系統(tǒng)防雷浪涌保護器的選擇與配置 一、概述 近年來 IT 設(shè)備逐步普及，在這個現(xiàn)代化的時代，電子信息 顯得必不可缺。 現(xiàn)在的設(shè)備顯然比以前的設(shè)備更加容易遭到浪涌 電壓的傷害， 因為電子設(shè)備的耐壓水平通常較低， 電壓也同樣很 低，所以這些浪涌電壓對電子化設(shè)備而言無疑是很大的威脅， 會 對這些設(shè)備造成致命的打擊。 由此可見， 低壓配電系統(tǒng)安裝防雷 浪涌保護器是勢在必行的。 二、浪涌 （一）由來 浪涌從何而來？浪涌 （突波） 根據(jù)字面解釋很容易理解是指 電壓瞬間超過正常工作電壓范圍的過電壓。 通常短路或者電源切 換能引起浪涌， 而就根本而言， 浪涌的發(fā)生往往只有百萬分之一 秒的時間，但這一瞬間

2、卻能產(chǎn)生一種劇烈的脈沖。 除了剛才所提到的原因會引起浪涌外， 還有一種現(xiàn)象是由自 然環(huán)境所引起的浪涌（常指雷電）。作為自然現(xiàn)象的一種一一雷 電，提起它就會想到自然災(zāi)害，它不僅對人類的安全造成威脅， 還會對電子設(shè)備產(chǎn)生巨大侵害。 目前為止雷電是人類不可避免的 自然災(zāi)害之一， 而對于電子設(shè)備， 我們可以選擇采用防雷浪涌保 護器來保護設(shè)備使其不被雷電破壞。 二）表現(xiàn)形式 浪涌出現(xiàn)時（產(chǎn)生的時間非常之短），電壓電流的幅值通常 是正常值得兩倍或以上，其實浪涌無處不在，如下圖： （三）危害 如果設(shè)備的承受能力被電涌電壓超過了， 那么該設(shè)備會完全 被破壞或使用壽命減少， 亦或者由于浪涌長時間的累積破壞， 會

3、 使設(shè)備故障頻發(fā)影響工作效率。 三、浪涌保護器（ SPD） （一）設(shè)備的特點 浪涌保護器又稱 Surge Protection Device ，出現(xiàn)于 19 世 紀末期，用于架空輸電線路， 防止雷擊損壞設(shè)備絕緣而造成停電， 故稱“浪涌保護器” （SPD?，F(xiàn)代的SPD用于限制過電壓（電 力系統(tǒng)中因雷電引起或者因系統(tǒng)操作產(chǎn)生） ，可以說是一種提供 安全防護的電子裝置。 通常浪涌保護器的特點在于能在短時間內(nèi)面對電涌做出反 應(yīng)，可以使殘壓變低并且使通流量變大；不但如此，現(xiàn)在的浪涌 保護器還采用了可以徹底防止火災(zāi)的新型技術(shù)滅弧技術(shù)， 可 以將火災(zāi)的機率大大的降低； 浪涌保護器多半還自帶熱保護 （具 備溫

4、控效果），可以保護電路；還裝有電源指示燈可以對SPD的 工作狀態(tài)做出顯示； 更重要的是現(xiàn)在的浪涌保護器因其設(shè)計結(jié)構(gòu) 嚴謹，可以使得工作愈加穩(wěn)定。 （二）工作原理 浪涌保護器是現(xiàn)代保護電子設(shè)備免遭雷電侵害的一種必備 裝置，它可以限制瞬時過電壓， 將這種過電壓限制在設(shè)備能承受 的正常電壓范圍內(nèi)， 從而保護設(shè)備不受損壞。 換而言之浪涌保護 器就是當(dāng)電壓超過一定值時導(dǎo)通， 來保護電路不受大的損害。 防 止雷擊等產(chǎn)生強大的尖峰電壓和尖峰電流燒毀設(shè)備，遇到雷擊 時，浪涌保護器里面的觸點會閉合，隨之直接導(dǎo)入大地。 （三）設(shè)備的分類 按工作原理可將SPD分成開關(guān)型、限壓型和分流型（或扼流 型）三種類型。 （

5、1）第一種類型（開關(guān)型）：指瞬時過電壓時電壓的表現(xiàn) 力對電流的阻礙作用小，可是當(dāng)雷電瞬時過電壓需要得到響應(yīng) 時，SPD對電流的阻礙作用就立刻變?yōu)榈蛿?shù)值，允許雷電流通過。 放電間隙（Discharge Gap）、氣體放電管（GasDischarge Tube）、 閘流晶體管（ Thyristor ）等可以被用作此類裝置。 （2）第二種類型（限壓型）：指瞬時過電壓時電壓的表現(xiàn) 力對電流的阻礙作用小， 可是隨電涌電流和電壓的增加其對電流 的阻礙作用會逐漸減小，SPD電流電壓特性為強烈非線性。氧化 鋅（Zinc Oxide）、壓敏電阻（Varistor ）、抑制二極管（Transient Voltag

6、e Suppressors ）、雪崩二極管（ Avalanche diode ）等可 以被用作此類裝置。 （ 3）第三種類型（分流型或扼流型）： 分流型：SPD與被保護設(shè)備的所有電阻的輸入（出）端分別 被連接到一起， 對電流脈沖表現(xiàn)為對電流的阻礙作用小， 但對正 常工作頻率表現(xiàn)為對電流的阻礙作用大。 扼流型：SPD與被保護設(shè)備的各個元件被導(dǎo)線挨個連接起來， 對電流脈沖表現(xiàn)為對電流的阻礙作用大， 但對正常的工作頻率表 現(xiàn)為對電流的阻礙作用小。扼流線圈（ Choke Coil ）、高通濾波 器（ High-Pass Filter ）、低通濾波器（ Low-Pass Filter ）等 可以被用作此

7、類裝置。 按用途可將SPD分成電源保護器和信號保護器兩種類型。 （1）第一種類型（電源保護器）：交流、直流、開關(guān)電源 保護器等。 （2）第二種類型（信號保護器）：低頻、高頻、天饋信號 保護器等。 （四）防護等級的確定 浪涌保護以必要的建筑物防雷為基礎(chǔ)， 存放有電子系統(tǒng)的建 筑物至少應(yīng)按照第三類防雷建筑物進行設(shè)計，按照 GB 500572010建筑物防雷設(shè)計規(guī)范的標準設(shè)置屋頂避雷帶、 引下線、接地極，采取防雷電感應(yīng)、防雷電侵入波等措施，設(shè)計 時還應(yīng)考慮設(shè)置共用接地系統(tǒng)、 等電位接地系統(tǒng)， 且電子系統(tǒng)設(shè) 備應(yīng)安裝在 LPZ1 及以上的防雷分區(qū)中，實現(xiàn)電源線路與信號線 路的屏蔽隔離，電源系統(tǒng)的設(shè)計應(yīng)

8、滿足相應(yīng)的供配電設(shè)計規(guī)范、 民用建筑設(shè)計規(guī)范、 智能建筑設(shè)計規(guī)范和建筑物防雷設(shè)計規(guī)范的 要求，應(yīng)根據(jù)SPD級位配置、保護模式、通流容量、電壓保護水 平的要求，選擇浪涌保護方案等級 1 。 （五）作用 上文已經(jīng)提及SPD的作用是保護設(shè)備或系統(tǒng)不受強電流的 沖擊而損壞。 四、浪涌保護器（SPD的選擇與配置 （一）選擇原則 我們在選擇SPD進行安裝時，不但要考慮其安裝位置還要考 慮其位置與其他設(shè)備的間距是否合適， 而且要首先將電網(wǎng)的設(shè)計 考慮在內(nèi)（如：TN-S、TT、IT系統(tǒng)等）。SPD放的太近或太遠都 會對設(shè)備的保護產(chǎn)生不利的影響（太近會使設(shè)備和SPD會產(chǎn)生振 蕩波，太遠則會起不到效果）。 除此之

9、外，選擇SPD也應(yīng)該將安裝處的電流量考慮在內(nèi)，要 確保選擇的SPD元器件容量大，根據(jù)從生產(chǎn)商那里取得的數(shù)據(jù)對 SPD進行評估并將SPD的使用壽命考慮在內(nèi)，選擇不易老化的。 （二）對SPD的保護 SPD可以進行自我保護，如果發(fā)生了短路的情況（特指在低 壓系統(tǒng)中），SPD因電流增大而發(fā)熱，一旦溫度達到 1200時， SPD可以自動進行熱脫扣裝置的動作（因熱效應(yīng)而動作的一種過 載脫扣器），使得系統(tǒng)正常運行。 SPD也可以后保護，設(shè)計時一般加一個斷路器在浪涌保護器 前面作為對其的保護，SPD會因為長期過電壓而造成短路，如果 在其前面增加一個斷路器的裝置， 那么當(dāng)短路發(fā)生時斷路器會自 動切斷主電源而保護了 SPD不會使其因為短路而受到損壞。 五、總結(jié) 浪涌電壓( Surge Voltage )的損害在我們生活中