SPD防雷器基礎(chǔ)知識(shí)

1、1通信局站電源系統(tǒng)防雷與接地的組成通信局站電源系統(tǒng)防雷與接地的組成 建筑物外的設(shè)備為建筑物外的設(shè)備為A級(jí)保護(hù)，級(jí)保護(hù)，0區(qū)與區(qū)與1區(qū)的交界處為區(qū)的交界處為B級(jí)保護(hù)，級(jí)保護(hù)，1區(qū)與區(qū)與2區(qū)的交界處為區(qū)的交界處為C級(jí)保護(hù)，級(jí)保護(hù)，2區(qū)內(nèi)重要設(shè)備前端為區(qū)內(nèi)重要設(shè)備前端為D級(jí)保護(hù)級(jí)保護(hù)確立浪涌確立浪涌保護(hù)器保護(hù)器多級(jí)保護(hù)多級(jí)保護(hù)的原則。的原則。 圖中圖中A、B、C、D為交流電源浪涌保護(hù)器，為交流電源浪涌保護(hù)器，E為直流電源浪涌保護(hù)器為直流電源浪涌保護(hù)器2浪涌保護(hù)器（浪涌保護(hù)器（SPD）簡(jiǎn)介）簡(jiǎn)介nSPD分類(lèi)分類(lèi) 開(kāi)關(guān)型開(kāi)關(guān)型 限壓型限壓型 混合型混合型nSPD的參數(shù)的參數(shù) 標(biāo)稱(chēng)導(dǎo)通電壓標(biāo)稱(chēng)導(dǎo)通電壓 U

2、1mA（Un） 標(biāo)稱(chēng)放電電流標(biāo)稱(chēng)放電電流 I n 最大通流容量最大通流容量Imax SPD殘壓殘壓Ures 最大持續(xù)運(yùn)行電壓最大持續(xù)運(yùn)行電壓Uc3開(kāi)關(guān)型開(kāi)關(guān)型SPDn它是無(wú)浪涌時(shí)呈高阻狀態(tài)，對(duì)浪涌響應(yīng)時(shí)突變?yōu)樗菬o(wú)浪涌時(shí)呈高阻狀態(tài)，對(duì)浪涌響應(yīng)時(shí)突變?yōu)榈妥璧囊环N低阻的一種SPD。常用器件有。常用器件有氣體放電管氣體放電管、放電放電間隙間隙等。等。n氣體放電管的結(jié)構(gòu)是在陶瓷或玻璃（多為陶瓷）管氣體放電管的結(jié)構(gòu)是在陶瓷或玻璃（多為陶瓷）管內(nèi)安裝電極，電極之間充有惰性氣體，如氬或氖。內(nèi)安裝電極，電極之間充有惰性氣體，如氬或氖。器件平時(shí)呈高阻狀態(tài)，當(dāng)達(dá)到點(diǎn)火電壓時(shí)，氣體放器件平時(shí)呈高阻狀態(tài)，當(dāng)達(dá)到點(diǎn)火電

3、壓時(shí)，氣體放電，轉(zhuǎn)入低阻狀態(tài)。點(diǎn)火后，在弧光放電狀態(tài)管壓電，轉(zhuǎn)入低阻狀態(tài)。點(diǎn)火后，在弧光放電狀態(tài)管壓降可低至降可低至10V30V。 n氣體放電管氣體放電管常在低壓三相交流電源防雷的常在低壓三相交流電源防雷的“3+1”保護(hù)模式中用作零線（保護(hù)模式中用作零線（N）與保護(hù)地線（）與保護(hù)地線（PE）間）間的的SPD。n 間隙型或間隙組合型浪涌保護(hù)器不得在通信局間隙型或間隙組合型浪涌保護(hù)器不得在通信局（站）使用（站）使用。（據(jù)（據(jù)YD50982005中中9.2.10） 4限壓型限壓型SPDn它是無(wú)浪涌時(shí)呈高阻狀態(tài)，但隨著浪涌的增大，它是無(wú)浪涌時(shí)呈高阻狀態(tài)，但隨著浪涌的增大，其阻抗不斷降低的其阻抗不斷降低

4、的SPD。常用器件有。常用器件有氧化鋅壓敏氧化鋅壓敏電阻電阻、瞬態(tài)抑制二極管瞬態(tài)抑制二極管等。等。n壓敏電阻（壓敏電阻（MOV）是一種以氧化鋅（是一種以氧化鋅（ZnO）為主）為主要成份的金屬氧化物半導(dǎo)體過(guò)電壓抑制器件，是要成份的金屬氧化物半導(dǎo)體過(guò)電壓抑制器件，是典型的限壓型浪涌保護(hù)器。典型的限壓型浪涌保護(hù)器。n壓敏電阻具有非線性特性好、通流容量大、常態(tài)泄壓敏電阻具有非線性特性好、通流容量大、常態(tài)泄漏電流小、殘壓水平低、動(dòng)作響應(yīng)快（一般為幾十漏電流小、殘壓水平低、動(dòng)作響應(yīng)快（一般為幾十納秒）和無(wú)后續(xù)電流等納秒）和無(wú)后續(xù)電流等諸多優(yōu)點(diǎn)諸多優(yōu)點(diǎn)。氧化鋅壓敏電阻。氧化鋅壓敏電阻是通信電源設(shè)備中采用的主

5、要防雷器件。其是通信電源設(shè)備中采用的主要防雷器件。其缺點(diǎn)缺點(diǎn)是是長(zhǎng)期運(yùn)行后會(huì)老化，使標(biāo)稱(chēng)導(dǎo)通電壓降低。長(zhǎng)期運(yùn)行后會(huì)老化，使標(biāo)稱(chēng)導(dǎo)通電壓降低。5限壓型限壓型SPD（續(xù)）（續(xù)）壓敏電阻的伏安特性壓敏電阻的伏安特性正負(fù)對(duì)正負(fù)對(duì)稱(chēng)。當(dāng)壓敏電阻兩端的電壓稱(chēng)。當(dāng)壓敏電阻兩端的電壓小于標(biāo)稱(chēng)導(dǎo)通電壓時(shí)，電流小于標(biāo)稱(chēng)導(dǎo)通電壓時(shí)，電流很?。ê苄。ˋ數(shù)量級(jí)），呈現(xiàn)近數(shù)量級(jí)），呈現(xiàn)近似開(kāi)路狀態(tài)；似開(kāi)路狀態(tài)；當(dāng)所加電壓大當(dāng)所加電壓大于標(biāo)稱(chēng)導(dǎo)通電壓時(shí)，壓敏電于標(biāo)稱(chēng)導(dǎo)通電壓時(shí)，壓敏電阻擊穿導(dǎo)通，呈低阻狀態(tài)，阻擊穿導(dǎo)通，呈低阻狀態(tài)，它能泄放大量的雷電流，對(duì)它能泄放大量的雷電流，對(duì)過(guò)電壓起到鉗制限壓作用過(guò)電壓起到鉗制限壓作用。

6、過(guò)電壓消失后，壓敏電阻立過(guò)電壓消失后，壓敏電阻立即恢復(fù)到原來(lái)的高阻狀態(tài)。即恢復(fù)到原來(lái)的高阻狀態(tài)。6SPD的參數(shù)的參數(shù)n標(biāo)稱(chēng)導(dǎo)通電壓標(biāo)稱(chēng)導(dǎo)通電壓 在施加恒定在施加恒定1mA直流電流情況下，氧化鋅壓敏電直流電流情況下，氧化鋅壓敏電阻的啟動(dòng)電壓，稱(chēng)為標(biāo)稱(chēng)導(dǎo)通電壓，又稱(chēng)為壓敏阻的啟動(dòng)電壓，稱(chēng)為標(biāo)稱(chēng)導(dǎo)通電壓，又稱(chēng)為壓敏電壓，常用電壓，常用Un或或U1mA來(lái)表示。來(lái)表示。n用于低壓交流供電系統(tǒng)的限壓型用于低壓交流供電系統(tǒng)的限壓型SPD，其標(biāo)稱(chēng)導(dǎo)，其標(biāo)稱(chēng)導(dǎo)通電壓通電壓U1mA宜按下式宜按下式選取選取U1mA=2.2U 式中，式中，U為最大運(yùn)行工作電壓有效值。為最大運(yùn)行工作電壓有效值。 相線對(duì)地（或視具體情況

7、對(duì)零線）也可采用標(biāo)稱(chēng)相線對(duì)地（或視具體情況對(duì)零線）也可采用標(biāo)稱(chēng)導(dǎo)通電壓導(dǎo)通電壓600V的限壓型的限壓型SPD。7SPD的參數(shù)（續(xù)的參數(shù)（續(xù)1）n標(biāo)稱(chēng)放電電流標(biāo)稱(chēng)放電電流In 標(biāo)稱(chēng)放電電流標(biāo)稱(chēng)放電電流In是表明是表明SPD通流能力的指標(biāo)，對(duì)應(yīng)于通流能力的指標(biāo)，對(duì)應(yīng)于8/20 s模擬雷電波的電流峰值。模擬雷電波的電流峰值。 In的優(yōu)選值系列為：的優(yōu)選值系列為：2、3、5、10、15、20、25、30、40、50、60、80kA。n最大通流容量最大通流容量Imax 最大通流容量（又稱(chēng)沖擊通流容量）最大通流容量（又稱(chēng)沖擊通流容量）Imax是是SPD不發(fā)生不發(fā)生實(shí)質(zhì)性破壞，每線（或單模塊）能通過(guò)規(guī)定次數(shù)

8、、規(guī)定實(shí)質(zhì)性破壞，每線（或單模塊）能通過(guò)規(guī)定次數(shù)、規(guī)定波形（波形（8/20 s）模擬雷電波的最大電流峰值。最大通流）模擬雷電波的最大電流峰值。最大通流容量容量一般大于標(biāo)稱(chēng)放電電流的一般大于標(biāo)稱(chēng)放電電流的2.5 倍倍。 Imax的優(yōu)選值系列為：的優(yōu)選值系列為：5、10、15、20、30、40、50、60、80、100、120、150、200 kA。 選擇較大通流容量的選擇較大通流容量的SPD可以獲得較長(zhǎng)的使用壽命。可以獲得較長(zhǎng)的使用壽命。 8SPD的參數(shù)（續(xù)的參數(shù)（續(xù)2）nSPD殘壓殘壓Ures 殘壓殘壓Ures是雷電電流通過(guò)是雷電電流通過(guò)SPD時(shí)，其端子間呈現(xiàn)時(shí)，其端子間呈現(xiàn)的電壓峰值。的電壓

9、峰值。n限制電壓限制電壓 限制電壓是施加規(guī)定波形、幅值和次數(shù)的沖擊時(shí)，限制電壓是施加規(guī)定波形、幅值和次數(shù)的沖擊時(shí)，在在SPD端子間測(cè)得的端子間測(cè)得的殘壓的最大值殘壓的最大值。 電源用限壓型電源用限壓型SPD的限制電壓，的限制電壓，B級(jí)防雷級(jí)防雷SPD宜宜2kV，C級(jí)防雷級(jí)防雷SPD宜宜1.3kV，D級(jí)防雷級(jí)防雷SPD宜宜1kV。 9設(shè)備耐受脈沖電壓要求與可以實(shí)現(xiàn)的設(shè)備耐受脈沖電壓要求與可以實(shí)現(xiàn)的SPD殘壓比較殘壓比較 10SPD的參數(shù)（續(xù)的參數(shù)（續(xù)3）n最大持續(xù)運(yùn)行電壓最大持續(xù)運(yùn)行電壓Uc 最大持續(xù)運(yùn)行電壓最大持續(xù)運(yùn)行電壓Uc是是SPD在運(yùn)行中能持久耐受在運(yùn)行中能持久耐受的最大直流電壓或工頻電

10、壓有效值。的最大直流電壓或工頻電壓有效值。nUc的優(yōu)選值系列為：的優(yōu)選值系列為：45、52、75、85、150、175、275、320、385、420、460、510、600V。11SPD的使用要求的使用要求n通信電源系統(tǒng)應(yīng)采取適當(dāng)、有效的通信電源系統(tǒng)應(yīng)采取適當(dāng)、有效的雷電過(guò)電壓分雷電過(guò)電壓分級(jí)保護(hù)措施級(jí)保護(hù)措施。在使用分級(jí)保護(hù)時(shí)，各級(jí)浪涌保護(hù)。在使用分級(jí)保護(hù)時(shí)，各級(jí)浪涌保護(hù)器之間應(yīng)保持必要的退耦距離或增設(shè)退耦器件，器之間應(yīng)保持必要的退耦距離或增設(shè)退耦器件，以確保各級(jí)浪涌保護(hù)器協(xié)調(diào)工作。氧化鋅以確保各級(jí)浪涌保護(hù)器協(xié)調(diào)工作。氧化鋅SPD與與氧化鋅氧化鋅SPD之間的之間的退耦距離退耦距離（電纜長(zhǎng)度

11、）（電纜長(zhǎng)度）應(yīng)不小應(yīng)不小于于5m（或連接線纜電感量為（或連接線纜電感量為48H）。）。n在在TN-S供電系統(tǒng)供電系統(tǒng)的局站內(nèi)，可采用的局站內(nèi)，可采用“4+0”保護(hù)模保護(hù)模式，即相線及零線分別對(duì)地安裝限壓型式，即相線及零線分別對(duì)地安裝限壓型SPD；也；也可采用可采用“31”保護(hù)模式，即三相分別對(duì)零線用限保護(hù)模式，即三相分別對(duì)零線用限壓型器件保護(hù)，零線對(duì)地用氣體放電管保護(hù)。壓型器件保護(hù)，零線對(duì)地用氣體放電管保護(hù)。n在在TT供電系統(tǒng)供電系統(tǒng)的局站內(nèi)，應(yīng)采用的局站內(nèi)，應(yīng)采用“31”保護(hù)模式。保護(hù)模式。 12低壓三相交流電源低壓三相交流電源SPD的連接方式的連接方式 為防止火災(zāi)，為防止火災(zāi)，SPD應(yīng)串

12、接保護(hù)空開(kāi)（或保險(xiǎn)絲），其標(biāo)稱(chēng)電應(yīng)串接保護(hù)空開(kāi)（或保險(xiǎn)絲），其標(biāo)稱(chēng)電流不應(yīng)大于前級(jí)供電線路空開(kāi)（或保險(xiǎn)絲）的流不應(yīng)大于前級(jí)供電線路空開(kāi)（或保險(xiǎn)絲）的1/1.6倍。倍。 13SPD的使用要求（續(xù)）的使用要求（續(xù)）n電源用第一級(jí)（指電源用第一級(jí)（指B級(jí)）級(jí)）模塊式模塊式SPD應(yīng)具有劣化指應(yīng)具有劣化指示、損壞告警、熱熔保護(hù)、過(guò)流保護(hù)、遙信等功示、損壞告警、熱熔保護(hù)、過(guò)流保護(hù)、遙信等功能，并可根據(jù)實(shí)際需要選擇雷電記數(shù)功能。能，并可根據(jù)實(shí)際需要選擇雷電記數(shù)功能。 模塊式限壓型模塊式限壓型SPD正常時(shí)顯示窗為正常時(shí)顯示窗為綠色綠色；若顯示；若顯示窗變?yōu)榇白優(yōu)榧t色紅色，則說(shuō)明已失效，應(yīng)及時(shí)更換。，則說(shuō)明已失

13、效，應(yīng)及時(shí)更換。n電源用第一級(jí)（指電源用第一級(jí)（指B級(jí)）級(jí)）箱式箱式SPD應(yīng)具有劣化指示、應(yīng)具有劣化指示、損壞告警、熱熔保護(hù)、過(guò)流保護(hù)、保險(xiǎn)跳閘告警、損壞告警、熱熔保護(hù)、過(guò)流保護(hù)、保險(xiǎn)跳閘告警、遙信等功能，并可根據(jù)實(shí)際需要選擇雷電記數(shù)功遙信等功能，并可根據(jù)實(shí)際需要選擇雷電記數(shù)功能。能。 n嚴(yán)禁嚴(yán)禁將將C級(jí)級(jí)40kA模塊型模塊型SPD進(jìn)行并聯(lián)組合作為進(jìn)行并聯(lián)組合作為80kA或或120kA的的SPD使用。使用。 14SPD的安裝的安裝電源電源SPD引接線和接地線選擇表引接線和接地線選擇表銅線截面積銅線截面積S（mm2)配電電源線配電電源線 3550 70 SPD引接線引接線 1016 25 SPD接地線接地線 16 25 35 箱式箱式SPD應(yīng)安裝在被保護(hù)設(shè)備附近的墻上或靠近被保護(hù)設(shè)應(yīng)安裝在被保護(hù)設(shè)備附近的墻上或靠近被保護(hù)設(shè)備的其他地方，其備的其他地方，其電源引線和接地線長(zhǎng)度均應(yīng)小于電源引線和接地線長(zhǎng)度均應(yīng)小于1.5m，接地線應(yīng)盡量避免與電源線緊挨平行布設(shè)，并宜短、直。接地線應(yīng)盡量避免與電源線緊挨平行布設(shè)，