建筑物低壓配電箱浪涌保護(hù)器的裝設(shè)和選擇

馮利軍

山東泰開(kāi)成套電器有限公司 山東泰安 271000

1 浪涌保護(hù)器概述

1.1 浪涌保護(hù)器的工作原理

浪涌保護(hù)器的基本原理是在瞬態(tài)過(guò)電壓發(fā)生時(shí)將受保護(hù)區(qū)域中的所有受保護(hù)對(duì)象連接到等電位系統(tǒng)。將環(huán)路中的瞬態(tài)過(guò)電壓幅度限制在設(shè)備可以承受的范圍內(nèi)。SPD部件分為電壓開(kāi)關(guān)型和電壓限制型，這種SPD在無(wú)浪涌時(shí)具有較高的電阻值，但阻抗會(huì)隨著浪涌而突然改變。低價(jià)值限壓浪涌適用保護(hù)器。這種浪涌保護(hù)器在沒(méi)有浪涌的情況下是高阻抗，并且隨著浪涌電流和電壓的增加，阻抗會(huì)不斷減小?；旌蟂PD使用兩種類(lèi)型。組件的特性組裝成具有電壓切換和電壓限制特性的產(chǎn)品[1]。

1.2 設(shè)備分類(lèi)

根據(jù)工作原理，浪涌保護(hù)器可分為三種類(lèi)型：開(kāi)關(guān)型，電壓限制型和并聯(lián)型（或扼流型）。

（1）電壓開(kāi)關(guān)型浪涌保護(hù)器：無(wú)電涌時(shí)為高阻抗，有電涌時(shí)為低阻抗。

（2）電壓限制浪涌保護(hù)器：如果沒(méi)有電涌，則為高阻抗，并且隨著電涌電流和電壓的增加，阻抗會(huì)不斷減小。在瞬態(tài)過(guò)電壓期間，電壓的表示功率幾乎不會(huì)干擾電流，但是當(dāng)浪涌電流和電壓增加時(shí)，對(duì)電流的干擾會(huì)逐漸減小，并且SPD電流-電壓特性具有很強(qiáng)的非線性。

（3）并聯(lián)型或扼流型電浪涌保護(hù)器。分流型：SPD的輸入（輸出）端子和保護(hù)設(shè)備的所有電阻器連接在一起，電流脈沖對(duì)電流有輕微的干擾，但是正常工作頻率對(duì)電流有很大的干擾。

扼流圈類(lèi)型：SPD的組件和保護(hù)設(shè)備通過(guò)導(dǎo)線一一連接，電流脈沖似乎對(duì)電流有很大的干擾，但是正常工作頻率對(duì)電流的小的障礙表示[2]。這些設(shè)備可以使用ChokeCoil，High-PassFilter，Low-PassFilter等。

根據(jù)目的，SPD可以分為兩種：電源保護(hù)器和信號(hào)保護(hù)器。

（1）第一類(lèi)（節(jié)能器）：交流，直流，開(kāi)關(guān)節(jié)能器等

（2）第二類(lèi)（信號(hào)保護(hù)器）：低頻，高頻，天線饋線信號(hào)保護(hù)器等。

1.3 浪涌保護(hù)器的主要性能和指標(biāo)

（1）最大連續(xù)工作電壓（Uc）：可在SPD上連續(xù)施加的最大RMS交流電壓和DC電壓之和。超過(guò)此值的任何操作都會(huì)對(duì)SPD造成熱損壞。

（2）電壓保護(hù)等級(jí)（上）。此參數(shù)是電涌保護(hù)器的主要功能，它是浪涌保護(hù)器端子之間的電壓極限水平。此參數(shù)是從標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)中選擇的最佳值，該最佳值大于在電壓極限水平測(cè)量中獲得的最大值（I和II測(cè)試中使用額定放電電流）。

（3）標(biāo)稱(chēng)放電電流（In）。流過(guò)浪涌保護(hù)器的峰值電流具有8/20s（15倍）波形的電流峰值，用于浪涌保護(hù)器的II型測(cè)試，I型和II型測(cè)試的預(yù)處理實(shí)驗(yàn)以及電涌保護(hù)器的計(jì)算增值。

（4）最大放電電流（Imax）。流過(guò)浪涌保護(hù)器的峰值電流波形為8/20，幅度遵循II類(lèi)測(cè)試的操作順序。Imax值大于In。

（5）脈沖電流（Iimp）。脈沖電流Iimp由峰值電流Ipeak和電荷Q決定，并根據(jù)操作測(cè)試程序進(jìn)行測(cè)試。用于對(duì)I類(lèi)測(cè)試中的電涌保護(hù)器進(jìn)行分類(lèi)（此定義對(duì)應(yīng)于10/350波形）。

2 浪涌保護(hù)器（SPD）的選擇與配置

2.1 選擇原則

選擇要安裝的SPD時(shí)，不僅應(yīng)考慮安裝位置，而且還應(yīng)考慮該位置與其他設(shè)備之間的距離是否合適，然后首先考慮電網(wǎng)的設(shè)計(jì)（例如TN-S，TT，IT系統(tǒng)等）。將浪涌保護(hù)器放置的太近或太遠(yuǎn)都會(huì)對(duì)設(shè)備的保護(hù)產(chǎn)生負(fù)面影響（如果設(shè)備離得太近，浪涌保護(hù)器會(huì)產(chǎn)生振蕩波，如果距離太遠(yuǎn)則不會(huì)產(chǎn)生任何影響）[3]。

此外，在選擇SPD時(shí)，需要考慮安裝位置的安培數(shù)，請(qǐng)確保所選SPD組件具有大容量，并根據(jù)從制造商獲得的數(shù)據(jù)評(píng)估SPD并考慮SPD的使用壽命。選擇不容易老化的一種。

2.2 防雷等級(jí)及防雷區(qū)

選擇SPD的關(guān)鍵是準(zhǔn)確確定電壓保護(hù)水平（殘余電壓）Up和最大放電電流，以使Up低于保護(hù)設(shè)備的耐受電壓水平以保護(hù)設(shè)備。根據(jù)IEC60364-4-44，IEC60664-1，IEC60730-1的規(guī)范進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，將根據(jù)規(guī)范給出的雷電流分布圖，雷電流分流估計(jì)方程和雷電流參數(shù)表用作選擇SPD的重要標(biāo)準(zhǔn)。首先，確定建筑物電子信息系統(tǒng)的防雷等級(jí)。

GB50343-2012的《建筑物電子信息系統(tǒng)防雷技術(shù)規(guī)范》確定建筑物在第一次和第一次雷擊后的防雷等級(jí)和雷電電流參數(shù)。也可以從在每年平均雷暴日T處測(cè)得的雷電流幅度的雷電概率曲線中檢查雷電流幅度。閃電的機(jī)會(huì)。特別是按E=1-Nc/N計(jì)算。然后可以從不同的概率得出需求。不同級(jí)別的SPD安裝：

①如果E大于0.98，則將其評(píng)定為A。②當(dāng)E大于0.90且小于或等于0.98時(shí)，將其評(píng)為B。③如果E大于0.80且小于或等于0.90，則將其定為C。④如果E為0.80以下，則分類(lèi)為D等級(jí)。

防雷區(qū)（LPZ）應(yīng)分為直接雷電保護(hù)區(qū)（420A），直線雷電保護(hù)區(qū)（pz0B）直接雷電保護(hù)區(qū)，第一保護(hù)區(qū)，第二保護(hù)區(qū)和后續(xù)保護(hù)區(qū)。必須滿足以下要求：

①直擊雷電保護(hù)區(qū)（LPZOA）：電磁場(chǎng)不會(huì)衰減，各種物體都可以直接擊中雷電，這是一個(gè)完全暴露的非保護(hù)區(qū)域。②直接雷電保護(hù)區(qū)（LPZOB）：這是一個(gè)暴露的直接雷電保護(hù)區(qū)，在這里，電磁場(chǎng)沒(méi)有衰減，各種物體幾乎都不適合直接雷擊。③第一保護(hù)區(qū)（LPZ1）：由于建筑物的屏蔽措施，流經(jīng)各種導(dǎo)體的雷電流比直接防雷區(qū)（LPZOB）減少的電流更大，電磁場(chǎng)開(kāi)始衰減，并且各種物體直接被雷擊。④第二保護(hù)區(qū)（LPZ2）：這是通過(guò)進(jìn)一步減小感應(yīng)雷電流或電磁場(chǎng)而引入的后續(xù)保護(hù)區(qū)。⑤后續(xù)保護(hù)區(qū)（LPZn）：應(yīng)進(jìn)一步減少雷電電磁脈沖，以保護(hù)高靈敏度設(shè)備的后續(xù)保護(hù)區(qū)。

3 結(jié)語(yǔ)

浪涌電壓很普遍。統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)表明，國(guó)家電網(wǎng)每8分鐘就會(huì)出現(xiàn)一次電涌過(guò)電壓，而20-30的計(jì)算機(jī)故障是由電涌電壓引起的。因此，電涌保護(hù)設(shè)計(jì)非常必要。電涌保護(hù)設(shè)計(jì)是一種預(yù)防性設(shè)計(jì)，只有這樣，才能盡可能少地保護(hù)設(shè)備免受過(guò)電壓損壞。