建筑物低压配电箱浪涌保护器的装设和选择

冯利军

山东泰开成套电器有限公司 山东泰安 271000

1 浪涌保护器概述

1.1 浪涌保护器的工作原理

浪涌保护器的基本原理是在瞬态过电压发生时将受保护区域中的所有受保护对象连接到等电位系统。将环路中的瞬态过电压幅度限制在设备可以承受的范围内。SPD部件分为电压开关型和电压限制型，这种SPD在无浪涌时具有较高的电阻值，但阻抗会随着浪涌而突然改变。低价值限压浪涌适用保护器。这种浪涌保护器在没有浪涌的情况下是高阻抗，并且随着浪涌电流和电压的增加，阻抗会不断减小。混合SPD使用两种类型。组件的特性组装成具有电压切换和电压限制特性的产品[1]。

1.2 设备分类

根据工作原理，浪涌保护器可分为三种类型：开关型，电压限制型和并联型（或扼流型）。

（1）电压开关型浪涌保护器：无电涌时为高阻抗，有电涌时为低阻抗。

（2）电压限制浪涌保护器：如果没有电涌，则为高阻抗，并且随着电涌电流和电压的增加，阻抗会不断减小。在瞬态过电压期间，电压的表示功率几乎不会干扰电流，但是当浪涌电流和电压增加时，对电流的干扰会逐渐减小，并且SPD电流-电压特性具有很强的非线性。

（3）并联型或扼流型电浪涌保护器。分流型：SPD的输入（输出）端子和保护设备的所有电阻器连接在一起，电流脉冲对电流有轻微的干扰，但是正常工作频率对电流有很大的干扰。

扼流圈类型：SPD的组件和保护设备通过导线一一连接，电流脉冲似乎对电流有很大的干扰，但是正常工作频率对电流的小的障碍表示[2]。这些设备可以使用ChokeCoil，High-PassFilter，Low-PassFilter等。

根据目的，SPD可以分为两种：电源保护器和信号保护器。

（1）第一类（节能器）：交流，直流，开关节能器等

（2）第二类（信号保护器）：低频，高频，天线馈线信号保护器等。

1.3 浪涌保护器的主要性能和指标

（1）最大连续工作电压（Uc）：可在SPD上连续施加的最大RMS交流电压和DC电压之和。超过此值的任何操作都会对SPD造成热损坏。

（2）电压保护等级（上）。此参数是电涌保护器的主要功能，它是浪涌保护器端子之间的电压极限水平。此参数是从标准参数中选择的最佳值，该最佳值大于在电压极限水平测量中获得的最大值（I和II测试中使用额定放电电流）。

（3）标称放电电流（In）。流过浪涌保护器的峰值电流具有8/20s（15倍）波形的电流峰值，用于浪涌保护器的II型测试，I型和II型测试的预处理实验以及电涌保护器的计算增值。

（4）最大放电电流（Imax）。流过浪涌保护器的峰值电流波形为8/20，幅度遵循II类测试的操作顺序。Imax值大于In。

（5）脉冲电流（Iimp）。脉冲电流Iimp由峰值电流Ipeak和电荷Q决定，并根据操作测试程序进行测试。用于对I类测试中的电涌保护器进行分类（此定义对应于10/350波形）。

2 浪涌保护器（SPD）的选择与配置

2.1 选择原则

选择要安装的SPD时，不仅应考虑安装位置，而且还应考虑该位置与其他设备之间的距离是否合适，然后首先考虑电网的设计（例如TN-S，TT，IT系统等）。将浪涌保护器放置的太近或太远都会对设备的保护产生负面影响（如果设备离得太近，浪涌保护器会产生振荡波，如果距离太远则不会产生任何影响）[3]。

此外，在选择SPD时，需要考虑安装位置的安培数，请确保所选SPD组件具有大容量，并根据从制造商获得的数据评估SPD并考虑SPD的使用寿命。选择不容易老化的一种。

2.2 防雷等级及防雷区

选择SPD的关键是准确确定电压保护水平（残余电压）Up和最大放电电流，以使Up低于保护设备的耐受电压水平以保护设备。根据IEC60364-4-44，IEC60664-1，IEC60730-1的规范进行设计时，将根据规范给出的雷电流分布图，雷电流分流估计方程和雷电流参数表用作选择SPD的重要标准。首先，确定建筑物电子信息系统的防雷等级。

GB50343-2012的《建筑物电子信息系统防雷技术规范》确定建筑物在第一次和第一次雷击后的防雷等级和雷电电流参数。也可以从在每年平均雷暴日T处测得的雷电流幅度的雷电概率曲线中检查雷电流幅度。闪电的机会。特别是按E=1-Nc/N计算。然后可以从不同的概率得出需求。不同级别的SPD安装：

①如果E大于0.98，则将其评定为A。②当E大于0.90且小于或等于0.98时，将其评为B。③如果E大于0.80且小于或等于0.90，则将其定为C。④如果E为0.80以下，则分类为D等级。

防雷区（LPZ）应分为直接雷电保护区（420A），直线雷电保护区（pz0B）直接雷电保护区，第一保护区，第二保护区和后续保护区。必须满足以下要求：

①直击雷电保护区（LPZOA）：电磁场不会衰减，各种物体都可以直接击中雷电，这是一个完全暴露的非保护区域。②直接雷电保护区（LPZOB）：这是一个暴露的直接雷电保护区，在这里，电磁场没有衰减，各种物体几乎都不适合直接雷击。③第一保护区（LPZ1）：由于建筑物的屏蔽措施，流经各种导体的雷电流比直接防雷区（LPZOB）减少的电流更大，电磁场开始衰减，并且各种物体直接被雷击。④第二保护区（LPZ2）：这是通过进一步减小感应雷电流或电磁场而引入的后续保护区。⑤后续保护区（LPZn）：应进一步减少雷电电磁脉冲，以保护高灵敏度设备的后续保护区。

3 结语

浪涌电压很普遍。统计数据表明，国家电网每8分钟就会出现一次电涌过电压，而20-30的计算机故障是由电涌电压引起的。因此，电涌保护设计非常必要。电涌保护设计是一种预防性设计，只有这样，才能尽可能少地保护设备免受过电压损坏。