第43章SPD的應(yīng)用

1、1控制系統(tǒng)浪涌保護(hù)器的應(yīng)用控制系統(tǒng)浪涌保護(hù)器的應(yīng)用Application of SPD for control system徐義亨徐義亨 20122012年年5 5月月21 1 概述概述1.1 1.1 作為作為SPDSPD的幾個(gè)基本條件的幾個(gè)基本條件 作為作為SPDSPD，其本身應(yīng)滿足如下幾個(gè)基本條件：，其本身應(yīng)滿足如下幾個(gè)基本條件：1 1） 能承受預(yù)期通過的電流能承受預(yù)期通過的電流；2 2） 通過電流時(shí)的最大箝壓（通過電流時(shí)的最大箝壓（電壓保護(hù)水平電壓保護(hù)水平) )應(yīng)小于設(shè)備的耐壓；應(yīng)小于設(shè)備的耐壓；3 3） SPDSPD應(yīng)應(yīng)具有較強(qiáng)的絕緣強(qiáng)度自恢復(fù)能力具有較強(qiáng)的絕緣強(qiáng)度自恢復(fù)能力。 由于雷

2、電過電壓持續(xù)的時(shí)間很短，當(dāng)由于雷電過電壓持續(xù)的時(shí)間很短，當(dāng)SPDSPD兩端過電壓消失后，兩端過電壓消失后，系統(tǒng)正常運(yùn)行電壓繼續(xù)作用在系統(tǒng)正常運(yùn)行電壓繼續(xù)作用在SPDSPD的兩端，在這一正常運(yùn)行電壓的兩端，在這一正常運(yùn)行電壓的作用下，處于導(dǎo)通狀態(tài)下的作用下，處于導(dǎo)通狀態(tài)下SPDSPD中繼續(xù)流過工頻接地電流，該電中繼續(xù)流過工頻接地電流，該電流稱為工頻續(xù)流。流稱為工頻續(xù)流。SPDSPD必須在雷電過電壓消失后工頻續(xù)流的第一必須在雷電過電壓消失后工頻續(xù)流的第一次過零時(shí)自行切斷次過零時(shí)自行切斷。否則。否則SPDSPD繼續(xù)維持導(dǎo)通狀態(tài)，系統(tǒng)無法恢復(fù)繼續(xù)維持導(dǎo)通狀態(tài)，系統(tǒng)無法恢復(fù)正常運(yùn)行。正常運(yùn)行。4 4）對(duì)

3、系統(tǒng)的正常運(yùn)行的影響應(yīng)很小對(duì)系統(tǒng)的正常運(yùn)行的影響應(yīng)很?。矗碨PDSPD的的寄生電容寄生電容應(yīng)很小，應(yīng)很小，泄泄漏電流漏電流應(yīng)非常?。?。應(yīng)非常小）。31.2 SPD1.2 SPD的設(shè)置應(yīng)考慮的基本因素的設(shè)置應(yīng)考慮的基本因素 由于過程控制系統(tǒng)有數(shù)量龐大的由于過程控制系統(tǒng)有數(shù)量龐大的I/OI/O點(diǎn)，考慮到用戶的經(jīng)濟(jì)承受點(diǎn)，考慮到用戶的經(jīng)濟(jì)承受能力，不可能也沒有必要在所有的能力，不可能也沒有必要在所有的I/OI/O點(diǎn)上裝設(shè)點(diǎn)上裝設(shè)SPDSPD。所以一般考慮的。所以一般考慮的基本因素是：基本因素是： a.a.雷電電磁脈沖的雷電電磁脈沖的防護(hù)等級(jí)防護(hù)等級(jí)；b.b.被保護(hù)設(shè)備被保護(hù)設(shè)備/ /系統(tǒng)的系統(tǒng)的

4、重要性重要性、雷擊可能造成的、雷擊可能造成的經(jīng)濟(jì)損失經(jīng)濟(jì)損失和電涌保護(hù)和電涌保護(hù)投資投資的比較。的比較。 對(duì)擴(kuò)建和改建裝置，如果接地系統(tǒng)、電纜類型和不同線路的安對(duì)擴(kuò)建和改建裝置，如果接地系統(tǒng)、電纜類型和不同線路的安裝條件已被確定，使用裝條件已被確定，使用SPDSPD是保護(hù)設(shè)備的唯一可行的方法是保護(hù)設(shè)備的唯一可行的方法。（引自。（引自“IEC 62305”IEC 62305”） 41.3 SPD1.3 SPD的分類試驗(yàn)等級(jí)的分類試驗(yàn)等級(jí)試驗(yàn)等級(jí)試驗(yàn)等級(jí)級(jí)級(jí)級(jí)級(jí)級(jí)（級(jí)（混合波混合波）試驗(yàn)試驗(yàn)電壓電壓波形波形1.2/50 s 1.2/50 s 1.2/50 s1.2/50 s加于加于開路開路電路電路

5、試驗(yàn)試驗(yàn)電流電流波形波形10/350 s10/350 s8/20 s8/20 s8/20 s8/20 s加于加于短路短路電路電路說明：說明：1 1）對(duì)）對(duì)控制系統(tǒng)控制系統(tǒng)，所選用的，所選用的SPDSPD，除直擊雷嚴(yán)重的地點(diǎn)采用適當(dāng)容量的，除直擊雷嚴(yán)重的地點(diǎn)采用適當(dāng)容量的I I級(jí)分類試驗(yàn)級(jí)分類試驗(yàn)的的SPDSPD，其沖擊試驗(yàn)分類均相對(duì)于，其沖擊試驗(yàn)分類均相對(duì)于級(jí)分類試驗(yàn)級(jí)分類試驗(yàn)或或級(jí)分類試驗(yàn)級(jí)分類試驗(yàn)?；旌筒ǎ夯旌筒ǎ? 2）使用混合波浪涌發(fā)生器，真正加在使用混合波浪涌發(fā)生器，真正加在SPDSPD上的電壓和電流取決于上的電壓和電流取決于SPDSPD的輸入的輸入阻抗：阻抗：開路負(fù)載開路負(fù)載10k

6、10k, ,短路負(fù)載短路負(fù)載0.1 0.1 。GB50057-2010GB50057-2010：用于電信和信號(hào)線路上的：用于電信和信號(hào)線路上的 SPDSPD（轉(zhuǎn)引自（轉(zhuǎn)引自IEC 61643-21IEC 61643-21：20092009用于電信和信號(hào)線路上的用于電信和信號(hào)線路上的 SPD SPD ）類別類別試驗(yàn)類型試驗(yàn)類型開路電壓開路電壓短路電流短路電流A1很慢的上很慢的上 升率升率1kV0.1kV/ss100kV/S100kV/S10A,0.1A/ss2A/ss1000s(s(持續(xù)時(shí)間）持續(xù)時(shí)間）A2ACB1慢上慢上 升率升率1kV,10/1000s10/1000s100A,10/1000

7、ssB21kV4kV,10/700s4kV,10/700s25A100A,5/300s100A,5/300sB31kV,100V/ss10A100A,10/1000s100A,10/1000sC1快上快上 升率升率0.5kV1kV,1.2/50s1kV,1.2/50s0.25kA1kA,8/20s1kA,8/20sC22kV10kV,1.2/50s10kV,1.2/50s1kA5kA,8/20s5kA,8/20sC31kV,1kV/ss10A100A,10/1000s100A,10/1000sD1高能量高能量1kV0.5kA2.5kA,10/350s2.5kA,10/350sD20.6kA2.

8、0kA,10/350s2.0kA,10/350s6 I = 電流 峰值T1= 波前時(shí)間T2= 半值時(shí)間i50%90%10%T1T2It測試?yán)纂婋娏鞯谋容^測試?yán)纂婋娏鞯谋容^(kA)i200 s350 s600 s800 s1000 st(s)80 s20 kA40 kA60 kA80 kA100 kA50 kA波形（波形（s）10/3508/808/20i max. kA1001005Q As50100.1W/R J/ 2.510651050,4103標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)IEC 61024-1-1DIN VDE DIN VDE0675 T.6, E0432 T.27 圖中圖中：QQ電荷量（電荷量（ 電流電流

9、AA時(shí)間時(shí)間SS）；）； W/RW/R比能量比能量，雷電流在一個(gè)單位電阻中所耗散的能量。它，雷電流在一個(gè)單位電阻中所耗散的能量。它是雷電流的平方在雷擊閃絡(luò)持續(xù)時(shí)間內(nèi)對(duì)時(shí)間的積分。是雷電流的平方在雷擊閃絡(luò)持續(xù)時(shí)間內(nèi)對(duì)時(shí)間的積分。 設(shè)：流過設(shè)：流過SPDSPD的的電流為電流為I,I,SPDSPD的的輸入阻抗為輸入阻抗為R R。ttdtIRRdtIRW0202/81.4 1.4 在配置在配置SPDSPD時(shí)，應(yīng)考慮的主要參數(shù)選擇：時(shí)，應(yīng)考慮的主要參數(shù)選擇：a.a.最大持續(xù)運(yùn)行電壓最大持續(xù)運(yùn)行電壓UcUc；b.b.標(biāo)稱放電電流標(biāo)稱放電電流InIn；c.c.電壓保護(hù)水平電壓保護(hù)水平UpUp；d.d.響應(yīng)時(shí)

10、間（一般應(yīng)小于響應(yīng)時(shí)間（一般應(yīng)小于25ns25ns ）。）。9火花間隙、壓敏電阻與二極管之間的比較火花間隙、壓敏電阻與二極管之間的比較火花間隙火花間隙壓敏電阻壓敏電阻鉗位二極管鉗位二極管漏電流漏電流無無小小小小寄生電容寄生電容小小大大大大續(xù)流續(xù)流有有無無無無老化現(xiàn)象老化現(xiàn)象有有有有幾乎沒有幾乎沒有響應(yīng)時(shí)間響應(yīng)時(shí)間慢慢 (1us)(1us)較快較快 (1ns)(1ns)快快 ( (幾十幾十ps)ps)損壞形式損壞形式短路或開路短路或開路短路或開路短路或開路短路或開路短路或開路通流容量通流容量大大(1kA-100kA)(1kA-100kA)大大(0.1kA-100kA)(0.1kA-100kA)較

11、小較小(0.1kA-1kA)(0.1kA-1kA)抗干擾能力抗干擾能力較強(qiáng)較強(qiáng)強(qiáng)強(qiáng)弱弱箝位電壓水平箝位電壓水平放電電壓高放電電壓高中等中等低低102 2 交流低壓電源系統(tǒng)交流低壓電源系統(tǒng)SPDSPD的應(yīng)用的應(yīng)用2.1 2.1 交流電源回路的應(yīng)用環(huán)境交流電源回路的應(yīng)用環(huán)境 根據(jù)交流電源回路的根據(jù)交流電源回路的應(yīng)用環(huán)境應(yīng)用環(huán)境，存在著很大的差別：，存在著很大的差別：1 1）對(duì)于那些）對(duì)于那些高度暴露的環(huán)境高度暴露的環(huán)境（如變壓器露天放置、從變壓器到配電（如變壓器露天放置、從變壓器到配電室的室外距離又較長），由于處在直擊雷的威脅下，空間的電磁場室的室外距離又較長），由于處在直擊雷的威脅下，空間的電磁

12、場強(qiáng)度很大，電源回路上可能出現(xiàn)的浪涌高達(dá)強(qiáng)度很大，電源回路上可能出現(xiàn)的浪涌高達(dá)80kA80kA以上；以上；2 2）而包括變壓器等設(shè)施）而包括變壓器等設(shè)施在建筑物內(nèi)在建筑物內(nèi)的的供電系統(tǒng)，由于周圍已采取的的供電系統(tǒng)，由于周圍已采取了防直擊雷措施，因而空間的電磁場強(qiáng)度已經(jīng)大大降低，供電回路了防直擊雷措施，因而空間的電磁場強(qiáng)度已經(jīng)大大降低，供電回路上可能出現(xiàn)的浪涌為上可能出現(xiàn)的浪涌為20-40kA20-40kA，甚至更低。，甚至更低。 11分配電柜被雷擊的照片分配電柜被雷擊的照片122.2 2.2 控制系統(tǒng)用電設(shè)備的浪涌抗擾度控制系統(tǒng)用電設(shè)備的浪涌抗擾度 控制系統(tǒng)的用電設(shè)備包括：控制系統(tǒng)的用電設(shè)備包

13、括：nUPSUPS；n穩(wěn)壓器；穩(wěn)壓器；n隔離變壓器；隔離變壓器；n直流電源裝置等。直流電源裝置等。 其其浪涌抗擾度浪涌抗擾度（以（以絕緣沖擊耐受電壓絕緣沖擊耐受電壓或或耐沖擊過電壓水平耐沖擊過電壓水平表示）表示）應(yīng)由制造商提供。應(yīng)由制造商提供。 當(dāng)制造商沒有提供數(shù)據(jù)時(shí)，根據(jù)當(dāng)制造商沒有提供數(shù)據(jù)時(shí)，根據(jù)GB 50057GB 50057，對(duì)，對(duì)220/380V220/380V三相系三相系統(tǒng)各設(shè)備沖擊耐受電壓額定值規(guī)定如下表所示。統(tǒng)各設(shè)備沖擊耐受電壓額定值規(guī)定如下表所示。 13 控制系統(tǒng)的用電設(shè)備相當(dāng)于表中的控制系統(tǒng)的用電設(shè)備相當(dāng)于表中的用用電設(shè)備電設(shè)備，所以浪涌抗，所以浪涌抗擾度規(guī)定為擾度規(guī)定為2

14、.5kV 2.5kV （1.2/50s1.2/50s），但），但UPSUPS可按可按1.5kV1.5kV考慮。考慮。設(shè)備位置設(shè)備位置電源處電源處設(shè)備設(shè)備分支線路設(shè)備分支線路設(shè)備用電用電設(shè)備設(shè)備特殊需要特殊需要保護(hù)的設(shè)備保護(hù)的設(shè)備耐沖擊過電壓耐沖擊過電壓類別類別耐沖擊電壓耐沖擊電壓額定值（額定值（kV)642.51.5142.3 TN-S2.3 TN-S制配電系統(tǒng)中的制配電系統(tǒng)中的SPD SPD 的安裝方式的安裝方式 單級(jí)單級(jí)的的SPDSPD防護(hù)有兩大缺點(diǎn)：防護(hù)有兩大缺點(diǎn)：過大的雷電流而出現(xiàn)的過大的雷電流而出現(xiàn)的損害概率高；損害概率高；殘壓正比于雷電流，所以單級(jí)殘壓正比于雷電流，所以單級(jí)SPDS

15、PD會(huì)會(huì)產(chǎn)生高殘壓。產(chǎn)生高殘壓。 所以在配電系統(tǒng)中，在同一條線路上往往配置所以在配電系統(tǒng)中，在同一條線路上往往配置多級(jí)多級(jí)SPDSPD。對(duì)于。對(duì)于非常重要的用戶可以在總配電柜、分配電柜、控制系統(tǒng)供電箱實(shí)施非常重要的用戶可以在總配電柜、分配電柜、控制系統(tǒng)供電箱實(shí)施三級(jí)浪涌保護(hù)三級(jí)浪涌保護(hù)。 但此時(shí)應(yīng)檢查但此時(shí)應(yīng)檢查級(jí)間的能量配合和動(dòng)作時(shí)間的配合。級(jí)間的能量配合和動(dòng)作時(shí)間的配合。15SPDSPD在在 TN-STN-S系統(tǒng)中的應(yīng)用實(shí)例系統(tǒng)中的應(yīng)用實(shí)例WhLEBBl sPEN16TN-S TN-S 制三相電路的某一級(jí)制三相電路的某一級(jí)SPDSPD的設(shè)置的設(shè)置17 進(jìn)控制室配電箱的交流電源為進(jìn)控制室配電

16、箱的交流電源為TN-STN-S制制三相三相220/380V220/380V系統(tǒng)時(shí)，供系統(tǒng)時(shí)，供電系統(tǒng)中的電系統(tǒng)中的SPDSPD宜裝宜裝在主電路空氣開關(guān)和熔斷器的在主電路空氣開關(guān)和熔斷器的負(fù)荷側(cè)負(fù)荷側(cè)。SPDSPD采用采用共模接法共模接法，即在三根相線和，即在三根相線和PEPE線之間，各自安裝一個(gè)過電流保護(hù)器線之間，各自安裝一個(gè)過電流保護(hù)器和一個(gè)和一個(gè)SPDSPD，另在中性線和，另在中性線和PEPE線之間安裝一個(gè)線之間安裝一個(gè)SPDSPD。 進(jìn)控制室配電柜的交流電源為進(jìn)控制室配電柜的交流電源為TN-STN-S制的制的單相單相220V220V系統(tǒng)時(shí)，系統(tǒng)時(shí)，SPDSPD采采用用全保護(hù)模式全保護(hù)模式

17、，即在相線和，即在相線和PEPE線、相線和線、相線和N N線之間，各自安裝一個(gè)過線之間，各自安裝一個(gè)過電流保護(hù)器和一個(gè)電流保護(hù)器和一個(gè)SPDSPD，另在中性線和，另在中性線和PEPE線之間安裝一個(gè)線之間安裝一個(gè)SPDSPD（見下（見下圖）。圖）。 18TN-S TN-S 制單相電路的制單相電路的SPDSPD設(shè)置設(shè)置192.4 2.4 過電流保護(hù)器的功能過電流保護(hù)器的功能1 1）在）在SPDSPD支路上安裝過電流保護(hù)器以防止支路上安裝過電流保護(hù)器以防止SPDSPD在承受長時(shí)間的過在承受長時(shí)間的過電壓后因過熱而引起電壓后因過熱而引起SPDSPD的損壞，從而導(dǎo)致的損壞，從而導(dǎo)致SPDSPD支路的支路

18、的短路起火短路起火。2 2）在）在SPDSPD支路上安裝的過電流保護(hù)器支路上安裝的過電流保護(hù)器不應(yīng)在不應(yīng)在SPDSPD允許通過的最大允許通過的最大雷電流下斷開，但應(yīng)能斷開該點(diǎn)的工頻短路電流雷電流下斷開，但應(yīng)能斷開該點(diǎn)的工頻短路電流。 一般供應(yīng)的一般供應(yīng)的熔斷器熔斷器沒有沖擊電流下的動(dòng)作特性數(shù)據(jù)，這給沒有沖擊電流下的動(dòng)作特性數(shù)據(jù)，這給匹配帶來了困難。因此推薦采用空氣開關(guān)?？諝忾_關(guān)如選匹配帶來了困難。因此推薦采用空氣開關(guān)?？諝忾_關(guān)如選延遲延遲型型C C型脫扣曲線型脫扣曲線即有足夠的延時(shí)躲開沖擊電流的作用而保證在雷即有足夠的延時(shí)躲開沖擊電流的作用而保證在雷電流下不斷開。電流下不斷開。3 3）SPDS

19、PD支路上過電流保護(hù)器的額定值應(yīng)支路上過電流保護(hù)器的額定值應(yīng)小于小于主電路的過電流保主電路的過電流保護(hù)器。護(hù)器。 202.5 2.5 控制室供電箱控制室供電箱SPDSPD的參數(shù)選擇的參數(shù)選擇 總配電柜和分配電柜的總配電柜和分配電柜的SPDSPD屬電氣專業(yè)設(shè)計(jì)。這里僅討論控制屬電氣專業(yè)設(shè)計(jì)。這里僅討論控制室供電箱的室供電箱的SPDSPD。A.A.最大持續(xù)運(yùn)行電壓最大持續(xù)運(yùn)行電壓UCUC的選擇的選擇 UcUc值與產(chǎn)品的使用壽命、電壓保護(hù)水平有關(guān)。值與產(chǎn)品的使用壽命、電壓保護(hù)水平有關(guān)。UcUc選高了，壽命選高了，壽命長了，但電壓保護(hù)水平，即長了，但電壓保護(hù)水平，即SPDSPD的的殘壓殘壓也相應(yīng)提高，

20、故要綜合考慮。也相應(yīng)提高，故要綜合考慮。 對(duì)對(duì)TN-STN-S系統(tǒng)，系統(tǒng)，Uc1.55U0Uc1.55U0（U0U0最大工作電壓）最大工作電壓） SPDSPD的事故許多是由于的事故許多是由于UcUc數(shù)值選得不夠高。因此建議取為數(shù)值選得不夠高。因此建議取為1.551.55。如有可能，如有可能，在不影響電壓保護(hù)水平要求的條件下，甚至可以取在不影響電壓保護(hù)水平要求的條件下，甚至可以取1.73-1.73-2 2。21B.B.標(biāo)稱放電電流標(biāo)稱放電電流InIn的計(jì)算的計(jì)算 1 1）雷電流的分配）雷電流的分配 根據(jù)根據(jù)IEC 61312-1IEC 61312-1：19951995有關(guān)條文的規(guī)定，有關(guān)條文的規(guī)

21、定，全部的雷電流全部的雷電流I I（10/350s10/350s）的的50%50%流入外部防雷裝置的接地裝置，還有流入外部防雷裝置的接地裝置，還有50%50%分配流分配流入各種外來導(dǎo)電物，電力線、信號(hào)線、通信線等。入各種外來導(dǎo)電物，電力線、信號(hào)線、通信線等。 如果只考慮如果只考慮TN-STN-S三相五線制供電線路，即還有三相五線制供電線路，即還有50%50%分配流入三相分配流入三相五線制的五根線中。五線制的五根線中。22分雷電流的形成分雷電流的形成引外系統(tǒng)引外系統(tǒng)分雷電流（系統(tǒng)電流）分雷電流（系統(tǒng)電流）建筑物建筑物100 % 雷電流雷電流接地系統(tǒng)接地系統(tǒng)50 % 雷電流雷電流導(dǎo)體電流導(dǎo)體電流2

22、.5%分雷電流分雷電流10%分雷電流分雷電流10%分雷電流分雷電流10%分雷電流分雷電流10%23雷電流分配實(shí)例雷電流分配實(shí)例100 kA100 kA200 kA75 kA25 kA建筑物建筑物外部外部LPS系統(tǒng)系統(tǒng)25 kA /每相每相25 kA /每相每相100 kA變壓器變壓器 24直擊雷保護(hù)系統(tǒng)下的分雷電流直擊雷保護(hù)系統(tǒng)下的分雷電流氣氣水水PSC通信通信MCR100 kA100 kA20 kA20 kA20 kA20 kA20 kA200 kA25保護(hù)等級(jí)保護(hù)等級(jí) 峰值電流（峰值電流（ kA）A200B150C、D100Lit.: IEC 61024-1-1RstE = Rstit算例

23、算例:E = 100 kA 1 = 100 kV S88e10/350 s波形波形沖擊接地電阻上的電壓降沖擊接地電阻上的電壓降26如何將如何將10/35010/350s s電流波形的電流波形的SPDSPD換算成換算成8/208/20s s波形的波形的SPDSPD？1 1）如果防護(hù)等級(jí)為）如果防護(hù)等級(jí)為A A級(jí)，相對(duì)于級(jí)，相對(duì)于10/350s10/350s波形供電線路中每線荷載波形供電線路中每線荷載的雷電流為的雷電流為 Im=200Im=20050%/5=20 kA50%/5=20 kA2 2）將）將20kA,10/350s20kA,10/350s波形化為波形化為8/20s8/20s波形波形 根

24、據(jù)根據(jù)IEC61312IEC61312，計(jì)算單位能量，計(jì)算單位能量W/RW/R的公式為：的公式為： W/R=W/R=（1/21/2）（1/0.71/0.7）I I2 2T T2 20.7 I0.7 I2 2T T2 2 （J/J/）式中式中 ：I-I-雷電威脅值，雷電威脅值，kAkA； T T2 2 - -雷電波的雷電波的半峰時(shí)間半峰時(shí)間，ss。在單位能量在單位能量W/RW/R相同的情況下，即相同的情況下，即I I2 2（350350）T T2 2（350350）= I= I2 2（2020）T T2 2（2020）。）。由此得由此得 I I（2020）=I=I（350350）TT2 2（35

25、0350）/T/T2 2（2020） 1/2 1/2 則則 I I（2020）=20=20350/20 350/20 1/21/2=83.7(kA)=83.7(kA)27控制室電源回路控制室電源回路SPDSPD的標(biāo)稱放電電流參考值的標(biāo)稱放電電流參考值 考慮到在總配電柜后設(shè)有多個(gè)分配電柜，分配電柜后再供電給考慮到在總配電柜后設(shè)有多個(gè)分配電柜，分配電柜后再供電給包括儀表系統(tǒng)在內(nèi)的多個(gè)負(fù)荷，總的包括儀表系統(tǒng)在內(nèi)的多個(gè)負(fù)荷，總的83.7kA83.7kA大的雷電流最后分流到大的雷電流最后分流到控制系統(tǒng)交流電源系統(tǒng)時(shí)已減少到很小。經(jīng)調(diào)查，按上表選擇控制系統(tǒng)交流電源系統(tǒng)時(shí)已減少到很小。經(jīng)調(diào)查，按上表選擇SP

26、DSPD的標(biāo)稱放電電流值是可以滿足要求的。的標(biāo)稱放電電流值是可以滿足要求的。 C.C.電壓保護(hù)水平電壓保護(hù)水平UpUp 保證保證殘壓殘壓不大于用電設(shè)備的耐沖擊過電壓水平的不大于用電設(shè)備的耐沖擊過電壓水平的0.80.8。防護(hù)等級(jí)防護(hù)等級(jí)A AB BC CD D標(biāo)稱放電電流標(biāo)稱放電電流kAkA20201515101055282.6 2.6 多級(jí)多級(jí)SPDSPD之間的能量配合和動(dòng)作配合之間的能量配合和動(dòng)作配合 1 1）能量配合）能量配合 從前級(jí)到后級(jí)，標(biāo)稱放電電流逐級(jí)減小。從前級(jí)到后級(jí)，標(biāo)稱放電電流逐級(jí)減小。 2 2）動(dòng)作配合）動(dòng)作配合 同一條線路上配置多級(jí)同一條線路上配置多級(jí)SPDSPD時(shí)，應(yīng)檢查

27、級(jí)間的能量配合和動(dòng)作時(shí)時(shí)，應(yīng)檢查級(jí)間的能量配合和動(dòng)作時(shí)間的配合。當(dāng)不能進(jìn)行專門的校驗(yàn)時(shí)，可選用制造商建議的多級(jí)系間的配合。當(dāng)不能進(jìn)行專門的校驗(yàn)時(shí)，可選用制造商建議的多級(jí)系列列SPDSPD產(chǎn)品和級(jí)間配合措施。產(chǎn)品和級(jí)間配合措施。 當(dāng)制造商未提供當(dāng)制造商未提供SPDSPD級(jí)間配合措施也未提出級(jí)間距離要求且各級(jí)級(jí)間配合措施也未提出級(jí)間距離要求且各級(jí)SPDSPD的電壓保護(hù)水平相差不大時(shí)，的電壓保護(hù)水平相差不大時(shí)，限壓型限壓型 SPDSPD與與 限壓型限壓型SPDSPD之間之間的電的電氣距離氣距離不宜小于不宜小于5m5m, , 限壓型限壓型 SPDSPD與電壓開關(guān)型與電壓開關(guān)型SPDSPD之間之間的電氣

28、距離的電氣距離不不宜小于宜小于15m15m。29 對(duì)于電壓開關(guān)型對(duì)于電壓開關(guān)型SPDSPD與限壓型與限壓型SPDSPD之間的線路長度不宜小于之間的線路長度不宜小于15m,15m,限壓型限壓型SPDSPD之間的線路長度不宜小于之間的線路長度不宜小于5m5m的規(guī)定的規(guī)定，其目的主要是在低壓，其目的主要是在低壓配電線路中安裝了多級(jí)配電線路中安裝了多級(jí)SPDSPD，由于各級(jí)，由于各級(jí)SPDSPD的響應(yīng)時(shí)間的不一的響應(yīng)時(shí)間的不一, ,有可能有可能在設(shè)計(jì)和安裝時(shí)因能量配合不當(dāng)，將會(huì)出現(xiàn)某級(jí)在設(shè)計(jì)和安裝時(shí)因能量配合不當(dāng)，將會(huì)出現(xiàn)某級(jí)SPDSPD不動(dòng)作，不動(dòng)作，產(chǎn)生泄產(chǎn)生泄流盲點(diǎn)流盲點(diǎn)。 為了保證前級(jí)保護(hù)為了

29、保證前級(jí)保護(hù)SPDSPD比后級(jí)保護(hù)比后級(jí)保護(hù)SPDSPD先動(dòng)作先動(dòng)作, ,所以兩級(jí)所以兩級(jí)SPDSPD間必間必須有一定的線距長度來滿足避免盲點(diǎn)的要求。須有一定的線距長度來滿足避免盲點(diǎn)的要求。30 現(xiàn)假設(shè)現(xiàn)假設(shè)電壓開關(guān)型電壓開關(guān)型SPDSPD的響應(yīng)時(shí)間為的響應(yīng)時(shí)間為100ns, 100ns, 限壓型限壓型SPDSPD的響應(yīng)時(shí)的響應(yīng)時(shí)間為間為25ns,25ns,由于電纜中存在著分布電容和分布電感由于電纜中存在著分布電容和分布電感, , 根據(jù)行波理論根據(jù)行波理論, ,雷電流在電纜中的傳播速度為雷電流在電纜中的傳播速度為1.51.510108 8m/s,m/s,那么雷電流在這個(gè)時(shí)間那么雷電流在這個(gè)時(shí)間

30、差差(100-25) ns(100-25) ns內(nèi)向前行進(jìn)的距離為內(nèi)向前行進(jìn)的距離為S:S: S=1.5 S=1.510108 875751010-9-9=11.25(m)=11.25(m)即電壓開關(guān)型即電壓開關(guān)型SPDSPD和限壓型和限壓型SPDSPD之間的距離大于之間的距離大于11.25m11.25m時(shí)時(shí), ,就可以保證就可以保證前級(jí)前級(jí)SPDSPD先動(dòng)作先動(dòng)作, ,從而達(dá)到將大的雷電流先泄放掉的目的。由于從而達(dá)到將大的雷電流先泄放掉的目的。由于SPDSPD實(shí)實(shí)際響應(yīng)時(shí)間有一定的誤差，所以取際響應(yīng)時(shí)間有一定的誤差，所以取15m15m。 如果如果兩級(jí)保護(hù)的兩級(jí)保護(hù)的SPDSPD均為限壓型均為

31、限壓型，響應(yīng)時(shí)間均為，響應(yīng)時(shí)間均為25ns25ns，如果兩級(jí)，如果兩級(jí)SPDSPD動(dòng)作的時(shí)間差也為動(dòng)作的時(shí)間差也為25ns25ns，那么兩級(jí)間應(yīng)相距：，那么兩級(jí)間應(yīng)相距： S=1.5S=1.510108 825251010-9-9=3.75(m)=3.75(m)為保險(xiǎn)起見，故取為保險(xiǎn)起見，故取5 m5 m。 31 如在實(shí)際情況中，難以滿足上述的距離要求，而參數(shù)上也難以如在實(shí)際情況中，難以滿足上述的距離要求，而參數(shù)上也難以配合時(shí)，可以在兩配合時(shí)，可以在兩SPDSPD之間加裝之間加裝退耦裝置退耦裝置（即一定的（即一定的電感量電感量L L）來實(shí)）來實(shí)現(xiàn)。現(xiàn)。 各級(jí)電源各級(jí)電源SPDSPD能量配合的最

32、終目的是將總的威脅設(shè)備安全的電壓能量配合的最終目的是將總的威脅設(shè)備安全的電壓電流浪涌值減低到被保護(hù)設(shè)備能耐受的安全范圍內(nèi)，而各級(jí)電源電流浪涌值減低到被保護(hù)設(shè)備能耐受的安全范圍內(nèi)，而各級(jí)電源SPDSPD泄放的浪涌電流不超過自身的標(biāo)稱放電電流。根據(jù)泄放的浪涌電流不超過自身的標(biāo)稱放電電流。根據(jù)IEC61312-3IEC61312-3的規(guī)的規(guī)定，定，末級(jí)電源末級(jí)電源SPDSPD的殘壓還必須低于被保護(hù)設(shè)備的沖擊耐受電壓的殘壓還必須低于被保護(hù)設(shè)備的沖擊耐受電壓。32另外：另外： 1 1）限壓型）限壓型SPDSPD或浪涌保護(hù)箱應(yīng)選具有或浪涌保護(hù)箱應(yīng)選具有運(yùn)行狀態(tài)指示器運(yùn)行狀態(tài)指示器和和SPDSPD故障故障脫

33、離器脫離器的產(chǎn)品。的產(chǎn)品。 限壓型限壓型SPDSPD或浪涌保護(hù)箱宜選用具有或浪涌保護(hù)箱宜選用具有報(bào)警指示或報(bào)警觸點(diǎn)報(bào)警指示或報(bào)警觸點(diǎn)的產(chǎn)品。的產(chǎn)品。 電壓開關(guān)型電壓開關(guān)型SPDSPD可選用具有運(yùn)行狀態(tài)指示器的產(chǎn)品。可選用具有運(yùn)行狀態(tài)指示器的產(chǎn)品。 SPDSPD或浪涌保護(hù)箱可選用具有或浪涌保護(hù)箱可選用具有雷擊計(jì)數(shù)器或雷電流記錄器雷擊計(jì)數(shù)器或雷電流記錄器的產(chǎn)品。的產(chǎn)品。 2 2）在易燃易爆的危險(xiǎn)場所）在易燃易爆的危險(xiǎn)場所,SPD,SPD應(yīng)安裝在爆炸介質(zhì)的所在區(qū)域之應(yīng)安裝在爆炸介質(zhì)的所在區(qū)域之外。外。安裝于暴露爆炸介質(zhì)或爆炸煙塵所在區(qū)域的安裝于暴露爆炸介質(zhì)或爆炸煙塵所在區(qū)域的SPDSPD必須通過必須

34、通過國家或國家或國際測試機(jī)構(gòu)的國際測試機(jī)構(gòu)的本安論證，或密封于防爆體內(nèi)。本安論證，或密封于防爆體內(nèi)。333 3 信號(hào)、通信線路的信號(hào)、通信線路的SPDSPD 基本原則：基本原則： 1 1）信號(hào)、通信線路上的）信號(hào)、通信線路上的SPDSPD應(yīng)不會(huì)造成現(xiàn)場信號(hào)的明顯應(yīng)不會(huì)造成現(xiàn)場信號(hào)的明顯衰減和衰減和加大誤碼率。加大誤碼率。 2 2）其緊靠被保護(hù)端口的保護(hù)元件）其緊靠被保護(hù)端口的保護(hù)元件不得采用氣體放電管不得采用氣體放電管而應(yīng)采用而應(yīng)采用高響應(yīng)速度高響應(yīng)速度（有試驗(yàn)報(bào)告證實(shí)整體（有試驗(yàn)報(bào)告證實(shí)整體SPDSPD響應(yīng)時(shí)間不超過響應(yīng)時(shí)間不超過10ns10ns）的精密）的精密保護(hù)器件。保護(hù)器件。343.1

35、 SPD 3.1 SPD 的配置原則（推薦）的配置原則（推薦）1 1）凡經(jīng)室外引入控制系統(tǒng)的信號(hào)和通信電纜，電纜在室）凡經(jīng)室外引入控制系統(tǒng)的信號(hào)和通信電纜，電纜在室外的敷設(shè)長度大于外的敷設(shè)長度大于50m50m，且滿足，且滿足下列條件之一時(shí)下列條件之一時(shí)，宜在線宜在線路兩側(cè)裝設(shè)浪涌保護(hù)器路兩側(cè)裝設(shè)浪涌保護(hù)器：n安全系統(tǒng)的安全系統(tǒng)的I/OI/O參數(shù)；參數(shù)；n雷電防護(hù)等級(jí)為雷電防護(hù)等級(jí)為A A級(jí)級(jí)的重要控制參數(shù)和通信電纜。的重要控制參數(shù)和通信電纜。352 2）凡經(jīng)室外引入控制系統(tǒng)的信號(hào)和通信電纜，電纜在室）凡經(jīng)室外引入控制系統(tǒng)的信號(hào)和通信電纜，電纜在室外的敷設(shè)長度大于外的敷設(shè)長度大于50m50m，且

36、雷電防護(hù)等級(jí)為，且雷電防護(hù)等級(jí)為B B級(jí)級(jí)的重要控的重要控制參數(shù)和通信電纜，制參數(shù)和通信電纜，宜在線路控制系統(tǒng)側(cè)裝設(shè)浪涌保護(hù)宜在線路控制系統(tǒng)側(cè)裝設(shè)浪涌保護(hù)器。器。36 凡符合下列情況之一者，可以凡符合下列情況之一者，可以不考慮裝設(shè)電涌保護(hù)器不考慮裝設(shè)電涌保護(hù)器：n室內(nèi)敷設(shè)室內(nèi)敷設(shè)（符合規(guī)范規(guī)定的電纜屏蔽和敷設(shè)要求）的（符合規(guī)范規(guī)定的電纜屏蔽和敷設(shè)要求）的I/OI/O信號(hào)和信號(hào)和通信電纜；通信電纜；n現(xiàn)場端側(cè)的熱電偶現(xiàn)場端側(cè)的熱電偶；n由配電間、電氣控制室以及大功率開關(guān)現(xiàn)場端來的由配電間、電氣控制室以及大功率開關(guān)現(xiàn)場端來的強(qiáng)電開關(guān)量信強(qiáng)電開關(guān)量信號(hào)；號(hào)；n室外埋地的雙層屏蔽電纜且兩端出地面后室外

37、埋地的雙層屏蔽電纜且兩端出地面后在室內(nèi)，或室外長度小在室內(nèi)，或室外長度小于于30m30m時(shí)。時(shí)。373.2 I/O3.2 I/O信號(hào)信號(hào)SPDSPD的參數(shù)值的參數(shù)值 供電電源為供電電源為24Vdc24Vdc信號(hào)，電流為（信號(hào)，電流為（4-204-20）mAmA的控制系統(tǒng)的控制系統(tǒng)I/OI/O信號(hào)信號(hào)的的SPDSPD參數(shù)宜符合下表的規(guī)定。參數(shù)宜符合下表的規(guī)定。防防護(hù)護(hù)等等級(jí)級(jí)最大持續(xù)運(yùn)行最大持續(xù)運(yùn)行電壓電壓UcUc標(biāo)稱放電標(biāo)稱放電電流電流In(kA)In(kA)響應(yīng)時(shí)響應(yīng)時(shí)間間nsns電壓保護(hù)電壓保護(hù)水平水平UpUp測試波形測試波形A A級(jí)級(jí)30V30V10105560V60V（8/20s 8/

38、20s 、1.2/50s1.2/50s）混合波混合波B B級(jí)級(jí)1010C C級(jí)級(jí)55D D級(jí)級(jí)5538 現(xiàn)場儀表用現(xiàn)場儀表用SPDSPD 應(yīng)安裝在與被保護(hù)儀表相同的防護(hù)、防爆等級(jí)應(yīng)安裝在與被保護(hù)儀表相同的防護(hù)、防爆等級(jí)的保護(hù)箱內(nèi)。如現(xiàn)場儀表無保護(hù)箱，宜用直接擰在變送器的保護(hù)箱內(nèi)。如現(xiàn)場儀表無保護(hù)箱，宜用直接擰在變送器備用螺紋備用螺紋電纜接口上的電纜接口上的SPDSPD。 39三線制防爆型三線制防爆型SPDSPDRDBKGNYE403.3 3.3 通信端口上的通信端口上的SPDSPD的主要參數(shù)的主要參數(shù) 凡通信端口若符合上述配置條件時(shí)凡通信端口若符合上述配置條件時(shí), ,應(yīng)根據(jù)線路的：應(yīng)根據(jù)線路的

39、：n工作頻率；工作頻率；n傳輸介質(zhì)；傳輸介質(zhì)；n傳輸速率；傳輸速率；n傳輸帶寬；傳輸帶寬；n工作電壓；工作電壓；n接口形式；接口形式；n特性阻抗等參數(shù)。特性阻抗等參數(shù)。 選用選用電壓駐波比（波反射小）電壓駐波比（波反射?。┖秃筒迦霌p耗小插入損耗小的適配的的適配的SPDSPD。也。也就是說所選擇的浪涌保護(hù)器也要具備和通信線路相同的性能。就是說所選擇的浪涌保護(hù)器也要具備和通信線路相同的性能。 通信端口上的通信端口上的SPDSPD的主要參數(shù)宜符合下表的規(guī)定。的主要參數(shù)宜符合下表的規(guī)定。41防防護(hù)護(hù)等等級(jí)級(jí) 標(biāo)準(zhǔn)導(dǎo)標(biāo)準(zhǔn)導(dǎo)通電壓通電壓標(biāo)稱放電電流標(biāo)稱放電電流In(kA)In(kA) 響應(yīng)響應(yīng)時(shí)間時(shí)間ns

40、ns電壓電壓駐波駐波比比dBdB插入插入損耗損耗dBdB測試測試波形波形非屏非屏蔽蔽雙絞雙絞線線 屏蔽雙屏蔽雙絞線絞線 同軸同軸電纜電纜 A A級(jí)級(jí)1.2 1.2 Un(Un-Un(Un- -最大工最大工作電壓作電壓) )10101010202010100.10.10.20.20 0（8/20s 8/20s 、1.2/50s1.2/50s）混合波混合波B B級(jí)級(jí)1010551515C C級(jí)級(jí)55331010D D級(jí)級(jí)3311554210 BASE 2以太網(wǎng)以太網(wǎng)GKF/B-L10 BASE 5以太網(wǎng)系統(tǒng)以太網(wǎng)系統(tǒng)GKF/N-L43視頻監(jiān)控現(xiàn)場防雷案例視頻監(jiān)控現(xiàn)場防雷案例接線盒接線盒接線盒接線盒

41、系統(tǒng)線系統(tǒng)線通信線通信線攝像頭攝像頭攝像頭攝像頭云臺(tái)云臺(tái)分配箱分配箱監(jiān)視器監(jiān)視器控制臺(tái)控制臺(tái)同軸或雙絞線同軸或雙絞線通信線通信線230 V電源線電源線電源系統(tǒng)保護(hù)器電源系統(tǒng)保護(hù)器信息系統(tǒng)保護(hù)器信息系統(tǒng)保護(hù)器云臺(tái)云臺(tái)44保護(hù)現(xiàn)場設(shè)備保護(hù)現(xiàn)場設(shè)備 V2A 外殼外殼IP 67 防腐，防水防腐，防水71 mm通過現(xiàn)場設(shè)備通過現(xiàn)場設(shè)備的接地放電的接地放電電纜接頭與現(xiàn)場設(shè)備之間用螺紋連接電纜接頭與現(xiàn)場設(shè)備之間用螺紋連接只需要最小的安裝空間只需要最小的安裝空間同樣更換也很方便同樣更換也很方便454 SPD4 SPD的安裝的安裝 SPDSPD的安裝應(yīng)注意如下幾點(diǎn)：的安裝應(yīng)注意如下幾點(diǎn)：1 1）浪涌保護(hù)器應(yīng)）浪

42、涌保護(hù)器應(yīng)安裝在被保護(hù)設(shè)備的前端安裝在被保護(hù)設(shè)備的前端，并與其它電氣設(shè)備保持，并與其它電氣設(shè)備保持一定的距離。一定的距離。2 2）GB50343GB50343 建筑物電子信息系統(tǒng)防雷技術(shù)規(guī)范建筑物電子信息系統(tǒng)防雷技術(shù)規(guī)范第第5.4.15.4.1規(guī)定：規(guī)定：浪涌保護(hù)器連接導(dǎo)線應(yīng)平直，其浪涌保護(hù)器連接導(dǎo)線應(yīng)平直，其長度不宜大于長度不宜大于0.5m0.5m。 46何謂何謂SPD兩端連線的總長度？兩端連線的總長度？（以產(chǎn)生殘壓的雷電流通過（以產(chǎn)生殘壓的雷電流通過SPD的路徑計(jì)算）的路徑計(jì)算）L L1 1SPDSPDL L2 2L=LL=L1 1+L+L2 2SPDSPDL L2 2L=LL=L2 2S

43、PDSPDL=0L=0被保護(hù)被保護(hù)設(shè)備設(shè)備被保護(hù)被保護(hù)設(shè)備設(shè)備被保護(hù)被保護(hù)設(shè)備設(shè)備 這里之所以規(guī)定兩端連接線長度（見圖這里之所以規(guī)定兩端連接線長度（見圖4.404.40中的中的L L）不應(yīng)超過）不應(yīng)超過0.5m0.5m，其目的之一其目的之一是降低雷電波通過引線上的時(shí)間，從而可提高是降低雷電波通過引線上的時(shí)間，從而可提高SPDSPD的保護(hù)安全性能。因?yàn)殡娎|介質(zhì)存在著分布電容和分布電感，按行的保護(hù)安全性能。因?yàn)殡娎|介質(zhì)存在著分布電容和分布電感，按行波理論，雷電波在電纜中的傳輸速度若為空氣中光速的二分之一，波理論，雷電波在電纜中的傳輸速度若為空氣中光速的二分之一，即即1.51.510108 8 m/

44、s , m/s ,通過通過0.5m0.5m長導(dǎo)線的時(shí)間可達(dá)長導(dǎo)線的時(shí)間可達(dá)3.4ns3.4ns，若連接線太長若連接線太長將影響將影響SPDSPD的響應(yīng)時(shí)間。的響應(yīng)時(shí)間。 4748 其其目的之二目的之二是是減小線路殘壓減小線路殘壓。如圖所示，已知。如圖所示，已知10kA10kA、10/350s10/350s的雷電流通過的雷電流通過SPDSPD，設(shè)線路的自感為，設(shè)線路的自感為1H/m,1H/m,被保護(hù)設(shè)備的被保護(hù)設(shè)備的耐壓耐壓為為2.5kV,SPD2.5kV,SPD的的電壓保護(hù)水平電壓保護(hù)水平VpVp為為1.5kV,1.5kV,則則殘壓殘壓： U UABAB=Vp+(l=Vp+(l1 1+l+l2

45、 2)Ldi/dt=1.5+0.5110/10=2.0(kV)Ldi/dt=1.5+0.5110/10=2.0(kV)2.5 kV2.5 kV如果如果 (l(l1 1+l+l2 2)=2m)=2m則則 U UABAB=1.5+2110/10=3.5(kV)=1.5+2110/10=3.5(kV)2.5 kV2.5 kV 即被保護(hù)設(shè)備是不能承受的。即被保護(hù)設(shè)備是不能承受的。49例例1 1）SPDSPD應(yīng)安裝在金屬導(dǎo)軌上，并應(yīng)安裝在金屬導(dǎo)軌上，并以金屬導(dǎo)軌作為接地匯流排以金屬導(dǎo)軌作為接地匯流排。信。信號(hào)用的號(hào)用的SPDSPD接地應(yīng)滿足如下圖所示的基本原理圖。接地應(yīng)滿足如下圖所示的基本原理圖。浪涌保

46、護(hù)器浪涌保護(hù)器被保護(hù)設(shè)備被保護(hù)設(shè)備信號(hào)信號(hào)雷電流泄放通路雷電流泄放通路控制系統(tǒng)控制系統(tǒng)工作接地工作接地不正確不正確的接線方法的接線方法50浪涌保護(hù)器浪涌保護(hù)器被保護(hù)設(shè)備被保護(hù)設(shè)備信號(hào)信號(hào)雷電流泄放通路雷電流泄放通路控制系統(tǒng)控制系統(tǒng)工作接地工作接地接地導(dǎo)軌接地導(dǎo)軌51 例例2 2）在）在非本安系統(tǒng)非本安系統(tǒng)的情況下，機(jī)柜內(nèi)信號(hào)的情況下，機(jī)柜內(nèi)信號(hào)SPDSPD的接地連接應(yīng)采的接地連接應(yīng)采用下圖的型式用下圖的型式 。浪涌保護(hù)器浪涌保護(hù)器總接地匯流排總接地匯流排信號(hào)線信號(hào)線接地系統(tǒng)接地系統(tǒng)機(jī)柜機(jī)柜工作地匯流條工作地匯流條直流電源直流電源+ -保護(hù)地匯流條保護(hù)地匯流條內(nèi)屏蔽內(nèi)屏蔽TN-STN-S電源系電

47、源系統(tǒng)的統(tǒng)的PEPE線線去被保去被保護(hù)儀表護(hù)儀表GB 50057-2010推薦連接方式推薦連接方式 SPDSPD和被保護(hù)設(shè)備和被保護(hù)設(shè)備不在同一機(jī)柜不在同一機(jī)柜內(nèi)時(shí)內(nèi)時(shí)不正確不正確的接線方法的接線方法53SPDSPD組件組件MGB被保護(hù)被保護(hù)設(shè)備設(shè)備MGB正確的接線方正確的接線方法54SPD組件組件MGB被保護(hù)被保護(hù)設(shè)備設(shè)備MGB一點(diǎn)說明一點(diǎn)說明 GB50343GB50343 建筑物電子信息系統(tǒng)防雷技術(shù)規(guī)范建筑物電子信息系統(tǒng)防雷技術(shù)規(guī)范第第5.4.15.4.1規(guī)定：規(guī)定： 浪涌保護(hù)器連接導(dǎo)線應(yīng)平直，其浪涌保護(hù)器連接導(dǎo)線應(yīng)平直，其長度不宜大于長度不宜大于0.5m0.5m。 而而GB50057GB

48、50057 建筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范建筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范第第6.4.46.4.4規(guī)定：規(guī)定： 為使最大電涌電壓足夠低，（電涌保護(hù)器）其兩端的引線為使最大電涌電壓足夠低，（電涌保護(hù)器）其兩端的引線應(yīng)做到最短應(yīng)做到最短。 因?yàn)橐驗(yàn)閷?dǎo)線的自感導(dǎo)線的自感L L（H H）反比于線徑）反比于線徑d d（m m）、正比于導(dǎo)線長度、正比于導(dǎo)線長度l(m)l(m)： 所以在無法滿足所以在無法滿足0.5m0.5m的條件下，必須的條件下，必須加粗線徑加粗線徑。55)14(ln20dllL563 3）浪涌保護(hù)器的連接導(dǎo)線應(yīng)短并平直，不宜形成尖銳的轉(zhuǎn)角。為）浪涌保護(hù)器的連接導(dǎo)線應(yīng)短并平直，不宜形成尖銳的轉(zhuǎn)角。為避避免不必要的感

49、應(yīng)回路免不必要的感應(yīng)回路，SPDSPD與被保護(hù)設(shè)備之間應(yīng)采用無回路或小回路與被保護(hù)設(shè)備之間應(yīng)采用無回路或小回路面積的方法安裝。面積的方法安裝。57回路面積太大，雖合格但不夠好回路面積太大，雖合格但不夠好 SPDSPD設(shè)備設(shè)備I I58回路面積小，比較好回路面積小，比較好 SPDSPD設(shè)備設(shè)備I I59最好的方法最好的方法 SPDSPD設(shè)備設(shè)備I I電纜電纜屏蔽層屏蔽層604 4）電源線路浪涌保護(hù)器連接線的最小截面積應(yīng)和電源線路浪涌保護(hù)器連接線的最小截面積應(yīng)和SPDSPD的標(biāo)稱放電電流的標(biāo)稱放電電流相對(duì)應(yīng)相對(duì)應(yīng)，標(biāo)稱放電電流愈大，要求連接線截面積也相應(yīng)增大，這樣可，標(biāo)稱放電電流愈大，要求連接線截

50、面積也相應(yīng)增大，這樣可減小引線電感量，從而減小其動(dòng)態(tài)阻抗，同時(shí)減小線路殘壓。電源線減小引線電感量，從而減小其動(dòng)態(tài)阻抗，同時(shí)減小線路殘壓。電源線路的浪涌保護(hù)器的連接導(dǎo)線路的浪涌保護(hù)器的連接導(dǎo)線最小截面積最小截面積宜符合下表的規(guī)定。宜符合下表的規(guī)定。 防護(hù)防護(hù)級(jí)別級(jí)別SPDSPD的類型的類型導(dǎo)線截面積（導(dǎo)線截面積（mmmm2 2） SPDSPD連接相線銅導(dǎo)線連接相線銅導(dǎo)線SPDSPD接地端連接銅接地端連接銅導(dǎo)線導(dǎo)線第一級(jí)第一級(jí)開關(guān)型或限壓型開關(guān)型或限壓型16162525第二級(jí)第二級(jí)限壓型限壓型10101616第三級(jí)第三級(jí)限壓型限壓型6 61010第四級(jí)第四級(jí)限壓型限壓型4 46 6615 5）信號(hào)

51、線路浪涌保護(hù)器）信號(hào)線路浪涌保護(hù)器接地接地端宜采用截面積不小于端宜采用截面積不小于1.5 mm1.5 mm2 2的銅芯的銅芯導(dǎo)線與等電位接地端子板連接，接地線應(yīng)平直。導(dǎo)線與等電位接地端子板連接，接地線應(yīng)平直。6 6）信號(hào)線路浪涌保護(hù)器與被保護(hù)設(shè)備的連接端口有）信號(hào)線路浪涌保護(hù)器與被保護(hù)設(shè)備的連接端口有串接與并接串接與并接之分。之分。由由RJ11RJ11、RJ45RJ45、和其它接口組成的線路應(yīng)串接安裝、和其它接口組成的線路應(yīng)串接安裝SPDSPD，僅有接線，僅有接線柱組成的接口應(yīng)并接安裝柱組成的接口應(yīng)并接安裝SPDSPD。SPDSPD的安裝連接圖如下圖所示。無的安裝連接圖如下圖所示。無論是串接或

52、是并接，論是串接或是并接，過電壓保護(hù)元件都是和被保護(hù)設(shè)備并聯(lián)的過電壓保護(hù)元件都是和被保護(hù)設(shè)備并聯(lián)的，只，只是連接端口上的差異。是連接端口上的差異。62輸入端輸入端設(shè)備端設(shè)備端串接串接安裝安裝輸入端輸入端并接并接安裝安裝SPDSPDSPDSPD設(shè)備端設(shè)備端635 5 一個(gè)實(shí)例給控制系統(tǒng)防雷帶來的思考一個(gè)實(shí)例給控制系統(tǒng)防雷帶來的思考 20072007年夏天，應(yīng)某公司之邀，我們對(duì)其年夏天，應(yīng)某公司之邀，我們對(duì)其MDIMDI裝置裝置DCSDCS的雷電防護(hù)的雷電防護(hù)進(jìn)行了進(jìn)行了風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估。 該裝置的該裝置的DCSDCS采用國外某公司的產(chǎn)品。是采用國外某公司的產(chǎn)品。是20052005年秋投產(chǎn)的。之后

53、年秋投產(chǎn)的。之后的兩年來，工藝框架的建筑物防直擊雷裝置曾的兩年來，工藝框架的建筑物防直擊雷裝置曾多次接閃多次接閃，但控制系，但控制系統(tǒng)安然無恙。為此，根據(jù)現(xiàn)場情況對(duì)控制系統(tǒng)已有的雷電防護(hù)措施統(tǒng)安然無恙。為此，根據(jù)現(xiàn)場情況對(duì)控制系統(tǒng)已有的雷電防護(hù)措施作出評(píng)價(jià)，并引發(fā)出一點(diǎn)思考。作出評(píng)價(jià)，并引發(fā)出一點(diǎn)思考。 645.1 5.1 工程環(huán)境的描述工程環(huán)境的描述 該裝置所處的地勢(shì)是三面環(huán)山，一面臨海，屬該裝置所處的地勢(shì)是三面環(huán)山，一面臨海，屬山中的平地山中的平地。整。整個(gè)工業(yè)園區(qū)地域空曠，有多個(gè)工藝鋼結(jié)構(gòu)框架高達(dá)個(gè)工業(yè)園區(qū)地域空曠，有多個(gè)工藝鋼結(jié)構(gòu)框架高達(dá)4040余米。加之我余米。加之我們?cè)诂F(xiàn)場測量，發(fā)

54、現(xiàn)土壤電阻率很低。所以該地區(qū)們?cè)诂F(xiàn)場測量，發(fā)現(xiàn)土壤電阻率很低。所以該地區(qū)是明顯的引雷區(qū)是明顯的引雷區(qū)。 根據(jù)當(dāng)?shù)胤览字行奶峁┑臄?shù)據(jù)，根據(jù)當(dāng)?shù)胤览字行奶峁┑臄?shù)據(jù)，年平均雷暴日為年平均雷暴日為45d/a45d/a，根據(jù)，根據(jù)GB 50343-2004 GB 50343-2004 建筑物電子信息系統(tǒng)的防雷技術(shù)規(guī)范建筑物電子信息系統(tǒng)的防雷技術(shù)規(guī)范對(duì)雷電活對(duì)雷電活動(dòng)區(qū)的劃分，該地區(qū)屬動(dòng)區(qū)的劃分，該地區(qū)屬高雷區(qū)高雷區(qū)。 該裝置的接地系統(tǒng)系利用建筑物（包括工藝設(shè)備框架）的基礎(chǔ)該裝置的接地系統(tǒng)系利用建筑物（包括工藝設(shè)備框架）的基礎(chǔ)鋼筋作接地體，建筑物之間聯(lián)以扁鋼，使鋼筋作接地體，建筑物之間聯(lián)以扁鋼，使整個(gè)工業(yè)

55、園區(qū)形成一個(gè)很整個(gè)工業(yè)園區(qū)形成一個(gè)很大的共用接地網(wǎng)。接地電阻的設(shè)計(jì)值為大的共用接地網(wǎng)。接地電阻的設(shè)計(jì)值為0.150.15至至0.40.4。65 所有在現(xiàn)場的變送器、執(zhí)行器等設(shè)備的外殼所有在現(xiàn)場的變送器、執(zhí)行器等設(shè)備的外殼，通過金屬安裝支，通過金屬安裝支架、鋼結(jié)構(gòu)的工藝框架以及金屬網(wǎng)格地面架、鋼結(jié)構(gòu)的工藝框架以及金屬網(wǎng)格地面和共用接地系統(tǒng)實(shí)行了等和共用接地系統(tǒng)實(shí)行了等電位連接。電位連接。 本裝置的所有信號(hào)電纜均采用本裝置的所有信號(hào)電纜均采用屏蔽雙絞線屏蔽雙絞線，屏蔽層一端在主控，屏蔽層一端在主控制室內(nèi)接工作地，作靜電屏蔽用。制室內(nèi)接工作地，作靜電屏蔽用。 所有的信號(hào)電纜在外部均采用所有的信號(hào)電纜

56、在外部均采用鍍鋅鋼制走線槽鍍鋅鋼制走線槽，并利用走線槽，并利用走線槽的金屬支架作自然接地。我們?cè)诂F(xiàn)場測量了金屬支架的的金屬支架作自然接地。我們?cè)诂F(xiàn)場測量了金屬支架的自然接地電自然接地電阻值為阻值為0.180.18，每節(jié)鍍鋅鋼制走線槽之間的連接電阻為，每節(jié)鍍鋅鋼制走線槽之間的連接電阻為0.30.3，完全，完全符合符合GB 50057 GB 50057 建筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范建筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范 的要求。的要求。 66主控室主控室35m35m南南24mI/O電纜進(jìn)線口電纜進(jìn)線口工藝裝置區(qū)工藝裝置區(qū)67 主控室主控室（包括機(jī)柜間、操作間、工程師站、（包括機(jī)柜間、操作間、工程師站、UPSUPS間和值班室等）

57、間和值班室等）是一座磚混結(jié)構(gòu)的單層建筑物。采用屋面避雷網(wǎng)防直擊雷。和主控是一座磚混結(jié)構(gòu)的單層建筑物。采用屋面避雷網(wǎng)防直擊雷。和主控室相距約室相距約4040米的東側(cè)為工藝框架（見圖）。米的東側(cè)為工藝框架（見圖）。I/OI/O信號(hào)線纜信號(hào)線纜從東側(cè)從東側(cè)架空進(jìn)入機(jī)房，而后在活動(dòng)地板下進(jìn)各編組柜。架空進(jìn)入機(jī)房，而后在活動(dòng)地板下進(jìn)各編組柜。 685.2 5.2 風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的計(jì)算風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的計(jì)算 計(jì)算結(jié)果可知：計(jì)算結(jié)果可知：n建筑物年預(yù)計(jì)雷擊的總次數(shù)建筑物年預(yù)計(jì)雷擊的總次數(shù)N N1 1為為0.510.51次次/ /年；年；n電纜年預(yù)計(jì)雷擊的總次數(shù)電纜年預(yù)計(jì)雷擊的總次數(shù)N N2 2為為0.930.93次次/ /年年；n控制系統(tǒng)的控制系統(tǒng)的雷電防護(hù)等級(jí)（雷電防護(hù)等級(jí)（LPLLPL）應(yīng)為）應(yīng)為A A級(jí)。級(jí)。695.3 5.3 對(duì)已有防雷措施的評(píng)價(jià)對(duì)已有防雷措施的評(píng)價(jià) 避雷針頂端發(fā)黑避雷針頂端發(fā)黑是曾經(jīng)接閃過的痕是曾經(jīng)接閃過的痕跡跡用剩磁法確定避雷針接閃與否用剩磁法確定避雷針接閃與否【注：注：1 1）TT磁通量密度；磁通量密度；2 2）