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后备保护器选用原则及行业应用方案

07/22 09:25
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随着雷电活动频繁、电子设备日益精密,浪涌保护器(SPD, Surge Protective Device)已成为各类供电系统中不可或缺的电涌防护组件。然而,单纯安装SPD并不足以形成完整的防雷回路。SPD前端需配置匹配的后备保护器,其中SCB(Surge Circuit Breaker)作为一种专为SPD设计的后备保护器,已成为现代防雷工程的主流配置。

地凯科技将围绕后备保护器选用原则、重要参数、是否可以不装、以及不同行业应用中的SCB选型方法进行系统性论述。

二、后备保护器的作用与分类

1.定义与作用

后备保护器,位于SPD的前端(上游电源侧),其核心功能是:

限制SPD的故障电流,防止其因热击穿或内部短路而引发火灾;

在SPD故障或过热时能可靠脱扣,实现“安全分离”;

提升SPD系统的整体选择性与配合性,避免误动作或误脱扣;

对后续设备起到保护作用,维持线路的运行稳定性。

2.常见类型

SCB(Surge Circuit Breaker):专用后备保护器,具备浪涌电流通流能力高、动作速度快、热稳定性好等优点;

MCB(小型断路器):可做简易后备保护使用,但需精确选型;

SFB(熔断器):配合I级大电流SPD使用较多,需定制并匹配;

隔离式脱扣器(如SSD):用于特定应用场景下的快速分断保护。

三、SPD是否可以单独安装?

答案:不推荐,也不符合标准要求。

主要依据:

《GB/T 18802.1-2023》国家标准要求:SPD在电气系统中必须具备有效的短路保护或熔断隔离保护装置;

SPD内部保护不足以限制短路或热击穿,若无后备保护器,易造成设备起火、爆炸、电源跳闸;

SPD热熔脱扣机制仅适用于“内部异常”情况,不能对外部短路或过载进行有效断开。

四、地凯科技后备保护器的选型原则与关键参数

1.选型原则

通流能力匹配:后备保护器需能承受SPD的最大通流电流(Iimp、Imax)不误动作

分断能力足够:需≥系统的最大短路电流(Isc)

动作特性适应性:要快速分断故障电流但不影响SPD在雷电冲击下的放电

脱扣曲线配合:SCB曲线通常介于B型和C型之间,更适用于雷电瞬时电流场景

具备熔断/热脱扣功能:当SPD短路或故障时应能及时断开,避免系统故障蔓延

2.关键参数说明

Iimp(10/350μs冲击电流):SPD标称通流能力,SCB需>SPD此值

Isccr(短路分断能力):后备保护器应≥供电系统最大短路电流

Isc(实际使用分断值):后备保护器最大断开电流,一般不小于6kA、10kA、25kA等

In(额定放电电流) SPD承受的重复雷击能力,对SCB无影响但参考其匹配程度

脱扣曲线(B、C、D):决定断路器何时断开,SCB设计为特殊曲线防止雷电误脱扣

五、地凯科技SCB后备保护器在不同行业的应用与选型建议

后备保护器(特别是SCB)在不同行业、不同级别浪涌保护系统中的选型需结合电源等级、SPD通流能力、短路电流等级及安装环境综合考虑。以下给出多个典型行业选型指导:

1.电力变电站领域

SPD配置:I级+II级复合型,Iimp≥25kA;

后备保护器建议:SCB分断能力≥50kA,短延时耐雷型;

推荐型号:SCB-63/4P-50kA;

理由:电网短路电流大、雷电通流强,常规MCB易误动作或烧毁。

2.工业自动化生产线

SPD配置:II级,Imax=40kA;

后备保护器建议:SCB额定电流4063A,分断能力1025kA;

推荐型号:SCB-40/2P-25kA;

注意事项:应避开瞬时启动电流较大的设备,避免误脱扣。

3.轨道交通系统

SPD配置:I+II级组合,Iimp=12.5kA,Imax=60kA;

后备保护器建议:SCB-4P-63A,分断能力≥30kA;

安装注意:轨道交通对可靠性要求高,SCB应选用具备远程脱扣报警功能模块。

4.住宅及小型楼宇

SPD配置:II级,Imax=20kA;

后备保护器建议:SCB-2P-32A,分断能力不小于6kA;

建议组合:配合D型曲线小型断路器,如SCB-D32/2;

说明:避免使用B型MCB搭配I级SPD,否则易频繁跳闸。

5.光伏与新能源系统

SPD配置:直流型SPD,Uoc=1000V,Imax=40kA;

后备保护器建议:直流SCB,电压等级1000VDC,分断能力≥15kA;

型号建议:SCB-PV1000VDC/40kA;

注意:需具备极性匹配、阻燃等级≥V-0,并带灭弧装置。

6.通信机房与数据中心

SPD配置:II级/III级,Imax=20~40kA;

后备保护器建议:SCB-2P-20A,分断能力≥10kA;

功能建议:选配SCB带遥信模块,实现远程监控与告警联动。

六、SCB后备保护器与SPD的配合原则总结

通流匹配,SCB通流能力必须大于SPD的Iimp/Imax

热容保护,在SPD持续发热或热击穿前实现快速脱扣

分段能力高,尤其在雷击或系统故障下,SCB必须能迅速断开电路

动作可靠,避免误脱扣也避免失灵,确保SPD不被“误拆”防线

可视化与可远控,现代SCB应集成状态指示+遥信接口+复位模块

后备保护器,尤其是SCB型,在浪涌保护系统中扮演着“最后一道保险”的关键角色。它不仅保护SPD本体,也保障整个电源系统的运行安全。从国家标准角度看,SPD不允许单独安装,后备保护器已是系统配置的强制要求。

不同行业的SPD方案与电网环境差异巨大,SCB的选型更需要技术人员根据通流容量、系统短路电流、电源结构、设备耐压特性等因素精密设计。随着智能防雷技术的发展,SCB也趋于智能化、模块化、远程化,推动整个防雷体系向更加可靠、数字化方向升级。

地凯科技

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广西南宁地凯科技有限公司,专业智能防雷系统(浪涌保护器+后备保护器)集成供应制造商。

广西南宁地凯科技有限公司,专业智能防雷系统(浪涌保护器+后备保护器)集成供应制造商。收起

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