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SPD是電子設備雷電防護中不可缺少的一種裝置，其作用是把竄入電力線(xiàn)、信號傳輸線(xiàn)的瞬時(shí)過(guò)電壓限制在設備或系統所能承受的電壓范圍內，或將強大的雷電流泄流入地，保護被保護的設備或系統不受沖擊。

浪涌保護器的類(lèi)型和結構按不同的用途有所不同，但它至少應包含一個(gè)非線(xiàn)性電壓限制元件。用于浪涌保護器的基本元器件有：放電間隙、充氣放電管、壓敏電阻、抑制二極管和扼流線(xiàn)圈等。

按其工作原理分類(lèi)，SPD可以分為電壓開(kāi)關(guān)型、限壓型及組合型。

1）電壓開(kāi)關(guān)型SPD。在沒(méi)有瞬時(shí)過(guò)電壓時(shí)呈現高阻抗，一旦響應雷電瞬時(shí)過(guò)電壓，其阻抗就突變?yōu)榈妥杩?，允許雷電流通過(guò)，也被稱(chēng)為“短路開(kāi)關(guān)型SPD”。

2）限壓型SPD。當沒(méi)有瞬時(shí)過(guò)電壓時(shí)，為高阻抗，但隨電涌電流和電壓的增加，其阻抗會(huì )不斷減小，其電流電壓特性為強烈非線(xiàn)性，有時(shí)被稱(chēng)為“鉗壓型SPD”。

3）組合型SPD。由電壓開(kāi)關(guān)型組件和限壓型組件組合而成，可以顯示為電壓開(kāi)關(guān)型或限壓型或兩者兼有的特性，這決定于所加電壓的特性。

（1）開(kāi)關(guān)型電源防雷器 MG-50B

產(chǎn)品特點(diǎn)：

1）主材采用多層石墨間隙和高耐熱的特氟綸隔環(huán)。

2）無(wú)漏流、無(wú)續流，可安裝在電表前端。

3）無(wú)需額外加裝電路熔斷保護裝置。

4）泄放能量大。

5）使用壽命長(cháng)。

（2）開(kāi)關(guān)型電源防雷器 MG-15

產(chǎn)品特點(diǎn)：

1）標準模塊化設計，標準35mm導軌安裝，使用方便。

2）核心器件采用壓敏電阻（MOV），通流容量大，輸出殘壓低，響應速度快。

3）每只模塊都設置兩至三組脫扣裝置，其中一組芯片老化時(shí)，其他正常的芯片可繼續使用。

4）外殼采用高阻燃性材料，符合電氣安全要求。

5）可附加聲光報警遙信模塊。

參數對比如表1所示。

表1    開(kāi)關(guān)型電源防雷器參數對比

（3）復合型電源防雷器 MGBC-30

產(chǎn)品特點(diǎn)：

1）主材采用多層放電管，用壓敏點(diǎn)火，通流容量大，輸出殘壓低。

2）解決B級、C級之間安裝空間達不到規范要求的問(wèn)題，適合小機房、基站等。

3）并聯(lián)安裝，無(wú)工作瓶頸。

技術(shù)參數如表2所示。

表2    復合型電源防雷器技術(shù)參數

（4）限壓型電源防雷器 B級（M-100/M-80）

產(chǎn)品特點(diǎn)：

1）標準模塊化設計，標準35mm導軌安裝，使用方便。

2）核心器件采用高質(zhì)量壓敏電阻（MOV），通流容量大，輸出殘壓低，響應速度快。

3）每只模塊都設置兩至三組脫扣裝置，其中一組芯片老化時(shí)，其他正常的芯片可繼續使用。

4）外殼采用高阻燃性材料，負荷電氣安全要求。

5）可附加聲光報警遙信模塊。

（5）限壓型電源防雷器 C/D級（M-40/M-20）

產(chǎn)品特點(diǎn)：

1）插拔式設計，更換方便。

2）核心器件采用高質(zhì)量壓敏電阻（MOV）,通流容量大，輸出殘壓低，響應速度快。

3）脫扣裝置隔艙式設計，確保保護器因過(guò)熱過(guò)流、擊穿失效時(shí)，自動(dòng)脫離電網(wǎng)。

4）外殼采用高阻燃性材料，負荷電氣安全要求。

5）可附加聲光報警遙信模塊。

參數對比如表3所示。

表3    限壓型電源防雷器參數對比

（6）計算機防雷器

產(chǎn)品特點(diǎn)：

1）主材采用高質(zhì)量氣體放電管和進(jìn)口半導體器件，質(zhì)量穩定。

2）集成式設計，可同時(shí)保護8～24路信號，方便使用。

3）采用全保護模式（共模、差模），保護全面。

4）采用兩級防護，保護精細，安全可靠。

5）通流容量大，輸出殘壓低，響應速度快。

6）獨立接地端子，保證接地效果。

（7）電話(huà)線(xiàn)防雷器

產(chǎn)品特點(diǎn)：

1）主材采用高質(zhì)量氣體放電管和進(jìn)口半導體器件，質(zhì)量穩定。

2）采用全保護模式（共模、差模），保護全面。

3）采用兩級防護，保護精細，安全可靠。

4）通流容量大，輸出殘壓低，響應速度快。

5）獨立接地端子，保證接地效果。

6）附裝專(zhuān)用軌道卡后，可安裝于35mm軌道。

（8）控制線(xiàn)防雷器

產(chǎn)品特點(diǎn)：

1）主材采用高質(zhì)量氣體放電管和進(jìn)口半導體器件，質(zhì)量穩定。

2）集成式設計，可同時(shí)保護12路信號，方便使用。

3）采用全保護模式（共模、差模），保護全面。

4）采用兩級防護，保護精細，安全可靠。

5）通流容量大，輸出殘壓低，響應速度快。

6）獨立接地端子，保證接地效果。

一、SPD選型設計原則 
        1）整體原則。將整個(gè)安防工程機電系統作為一個(gè)整體保護對象來(lái)考慮防雷保護。既要考慮各個(gè)子系統的防雷保護，又要考慮各個(gè)弱電子系統之間及其與供配電子系統之間的有效銜接，做到系統配置、經(jīng)濟合理、安全可靠、適當冗余。

2）劃分界面。根據GB50057-2010關(guān)于雷電保護區域LPZ的劃分原則以及安防工程機電系統的分散分布的特點(diǎn)，確定若干個(gè)不同的“建筑單體”，再實(shí)施分級保護。

3）綜合防治。充分利用“均壓、屏蔽、接閃、分流、接地、保護”等傳統的防雷技術(shù)措施，選用可靠的接閃裝置和電涌保護器SPD，實(shí)施可靠、全面的技術(shù)方案。

4）合理選型。根據具體安防工程所處的地理環(huán)境特點(diǎn)以及機電設備所處的雷電保護區域范圍，選擇合理的SPD電氣性能參數和產(chǎn)品功能。 

二、類(lèi)型的選擇 
      目前SPD有串聯(lián)式和并聯(lián)式兩大類(lèi)型。串聯(lián)式電涌保護器其實(shí)也是由兩級并聯(lián)的SPD模塊或MOV片組成，中間串聯(lián)一組退藕電感，其殘壓很小，但與被保護設備的容量匹配要求較高，體積也較大，適用于機房配電箱或UPS前端或重要場(chǎng)所的孤立設備的保護。 
      SPD絕大多數場(chǎng)合都采用并聯(lián)式。對于并聯(lián)式SPD又存在著(zhù)兩種基本形式――開(kāi)關(guān)型（間隙型）和限壓型（壓敏電阻型）。由于間隙型SPD的起動(dòng)電壓高且不穩、殘壓大，極易損壞后續設備，因此不能單獨使用，作為多級保護中的一級；而壓敏電阻型SPD的標稱(chēng)導通電壓較低，電氣性能穩定，而殘壓也很低，可以單獨或組合使用，實(shí)行多級保護。另一方面，間隙型電源SPD的動(dòng)態(tài)響應時(shí)間較慢，而壓敏電阻型SPD的動(dòng)態(tài)響應時(shí)間快，若將間隙型SPD和壓敏電阻型SPD配套使用構成多級防護，首先導通的可能是壓敏電阻型而非間隙型SPD，首級（間隙型SPD）可能起不到防護作用，因此系統防護不建議全部選用間隙型或首級選用間隙型SPD而后級選用壓敏電阻型SPD。當然在十分惡劣環(huán)境下，也可用間隙型和大容量的壓敏電阻型SPD組合使用構成首級防護。 

三、SPD的主要技術(shù)參數

（1）最大持續運行電壓——Uc

 定義：SPD在運行中能持續耐受的最大直流電壓或工頻電壓有效值。

 很高持續運行電壓取決于SPD的標稱(chēng)導通電壓。

SPD的很高持續運行電壓應略高于當地電網(wǎng)可能出現的很高電壓。在不能到現場(chǎng)考察，或在現場(chǎng)用戶(hù)不能提供很高電網(wǎng)電壓時(shí)，應選用Uc≥350V的產(chǎn)品。Uc在275V以下的SPD一般只能用在UPS電源后面。

（2）放電電流——In

標稱(chēng)放電電流：施加規定波形（8/20μs）和次數（同一極性5次）放電電流沖擊后，標稱(chēng)導通電壓變化率小于10%，漏泄電流和限制電壓仍在合格范圍內的最大的放電電流幅值。

最大放電電流：施加規定波形（8/20μs）放電電流沖擊1次后不發(fā)生實(shí)質(zhì)性損壞，不炸裂，不燃燒的最大放電電流幅值，一般最大放電電流=（1.5～2.5）×標稱(chēng)放電電流。

（3）限制電壓——Up

定義：施加規定波形（8/20μs）、幅值（標稱(chēng)放電電流）和次數（同一極性5次）的沖擊時(shí)，在SPD端子間測得的電壓峰值的最大值。

在選用SPD時(shí)應兼顧限制電壓和最大持續運行電壓，限制電壓是SPD對設備保護的有效性指標，而最大持續運行電壓與SPD本身工作可靠性相關(guān)。

（4）漏泄電流

除放電間隙外，限壓型SPD在并聯(lián)接入低壓配電線(xiàn)路后所通過(guò)的微安級電流。

漏泄電流指標反映了所用壓敏電阻的劣化情況，電源避雷器漏泄電流一般應小于20μA。

四、各級SPD選擇的參數

（1）SPD1

級電涌保護器SPD1若安裝在某建筑物總配電室，用三片開(kāi)關(guān)型電涌保護器就能滿(mǎn)足系統的要求，我國現行的供電方式即使整個(gè)供電系統采用TN-S方式，而在總配電室N與PE是一個(gè)接地點(diǎn)，如此在配電機房總配電柜安裝三片開(kāi)關(guān)型SPD就能起到作用。N到地之間可以不加。

SPD1選擇的參數建議如下：

最大持續運行電壓：Uc=440V

最大放電電流：一般按規范要求進(jìn)行計算設計或參考標準中要求

保護電平：Up≤2.5KV

響應時(shí)間：tA≤100ns

（2）SPD2

第二級電源電涌保護器是應用最廣泛的一個(gè)產(chǎn)品，雷電電磁脈沖能對LPZ1區電源線(xiàn)入侵產(chǎn)生20KA以上的雷電流情況不多，因此第二級SPD作為限壓型電涌保護器額定通流量In定位為20～40KA。

SPD2建議技術(shù)參數選擇如下：

最大持續運行電壓：Uc=260～320V

額定放電電流（8/20μs）In=20KA

最大放電電流（8/20μs）Imax=40KA

保護電平：Up≤1.5KV

響應時(shí)間：tA≤25ns

（3）SPD3

 第三級電源電涌保護器一般安裝于重要設備的前端，所謂細保護。

SPD3建議技術(shù)參數選擇如下：

最大持續運行電壓：Uc=255V

標稱(chēng)放電電流（8/20μs）：  In L→N  3KA   N→PE  5KA

電壓保護級別Up：L→N≤1.25KV   L→PE≤1.5KV 

響應時(shí)間：tA≤25ns

使用安裝SPD的三相基本要求：

1）安裝SPD之后，在無(wú)電涌發(fā)生時(shí)，SPD不應對電氣（電子）系統正常運行產(chǎn)生影響。

2）安裝SPD之后，在有電涌發(fā)生的情況下，SPD能承受預期通過(guò)的雷電流而不損壞，并能箝制電涌電壓和分走電涌電流。

3）在電涌電流通過(guò)后，SPD應迅速恢復高阻狀態(tài)，切斷工頻續流。
      SPD安裝在防雷區交界處的配置示例如圖1所示。

圖1    SPD在防雷區交界處的安裝圖

     SPD在不同接地形式系統中的安裝如圖2～圖6所示。

圖2    SPD在TN-C-S系統中的安裝

圖3   SPD在TN-S系統中的安裝

圖4   SPD在TT系統中的安裝

圖5   SPD在IT系統中的安裝

圖6    SPD在TT系統中的安裝