在现代低压配电系统中,电涌保护器(SPD)已经成为防雷体系中的核心元件,用于限制雷电和操作过电压对电气设备的冲击。然而,在 SPD 的应用过程中,一个关键的问题常常被忽视:SPD 前端必须有专用的过电流保护装置与其配套使用。传统的熔断器和断路器虽然能承担过电流保护功能,但其脱扣特性与 SPD 的工作特性并不完全匹配,导致 SPD 在遭受雷电冲击或发生失效时不能被有效保护。
在此背景下,地凯科技SCB(SPD 专用后备保护器)应运而生,成为规范强制要求的专用保护单元。
一、SCB 后备保护器的定义与工作目的
SCB(Surge protective device backup protector),中文称SPD 外部专用脱离器或电涌后备保护器。其核心作用是:
为 SPD 提供专用过电流保护
当 SPD 因过热、老化、击穿、短路等原因失效时,其内部可能出现持续工频短路电流,此时必须在毫秒级快速切断,否则会导致:
SPD 本体烧毁
引发配电箱冒烟、起火
损坏与 SPD 相连的母线、开关、电气终端
SCB 的设计初衷便是在 SPD 出现异常时,立刻将 SPD 从系统中剥离。
在雷电冲击时“不分断”
这是 SCB 相对普通熔断器和断路器最大的技术优势。
SPD 在雷击时会释放巨大瞬态雷电流,普通熔断器可能会误动作提前熔断,使 SPD 失效,导致雷电流无法泄放;而 SCB 的设计是在承受大冲击雷电流(8/20μs 或 10/350μs 波形)时保持不分断,确保 SPD 顺利泄放雷电流,真正发挥保护作用。
降低 SPD 失效造成的系统隐患
SPD 长时间运行后可能因热击穿或短路失效,SCB 能即时切除故障 SPD,避免:
线路持续附加电流带来的过热
引发配电柜火灾
电网对地短路事故
因此,SCB 是 SPD 全生命周期安全运行不可或缺的一部分。
二、SCB 后备保护器的工作原理
根据 NB/T 42150-2021《低压电涌保护器专用保护装置》,SPD 前端必须串联过电流保护装置。SCB 的工作原理可概括为:
雷电流冲击过程:不动作、保持导通
SPD 的防雷过程需要大电流瞬时导通,SCB 必须具备:
高耐雷电流能力
强抗冲击能力(如 40kA 8/20μs 以上)
低阻抗通道以保证雷电流顺利泄放
其结构设计采用加厚触点、高强度合金材料和特殊灭弧结构,使 SCB 能承受雷击时的尖峰高能量而不误脱扣。
SPD 故障时:快速分断
当 SPD 由于老化或异常出现工频电流(50Hz)持续流动时,这种持续电流通常不大,但会导致 SPD 发热烧毁,SCB 会:
精准识别工频电流特征
在数十毫秒内快速断开
将 SPD 从系统中切除
从而消除火灾隐患。
可选配远程告警功能
一些SCB可配合监控系统,实现:远程报警,状态指示,维护提醒
方便运维人员在 SPD 脱离后及时更换。
三、地凯科技SCB 后备保护器的核心技术优势
专为 SPD 定制,匹配度远超熔断器/断路器
传统熔断器、断路器与 SPD 存在如下不匹配问题:
雷击瞬时大电流,SPD 导通泄放雷电流,熔断器可能熔断,SPD 失效、后续无防雷措施
SPD 热击穿,产生持续工频电流,熔断器脱扣时间较慢,SPD 着火风险高
SPD 老化短路,产生线路短路,断路器可能无法分辨,易造成误动或拒动
而地凯 SCB 后备保护器具备:
抗雷电冲击不分断
工频故障快速切除
严格按照 SPD 特性设计匹配性极高
是真正意义上的专用保护器。
高雷电流承受能力
以典型型号参数为例(根据你提供的图片信息,如 40kA 8/20μs):
瞬态冲击耐受能力高
在 SPD 防护雷击时保持通路不分断
确保 SPD 不因误动作而被切除
这使得 SCB 能保证 SPD 在大雷击条件下仍能正常释放雷电流。
快速分断小工频电流
SPD 失效时往往只产生几安培到几十安培的工频电流,一般熔断器不易快速识别,小电流持续过热会引发火灾,而 SCB 通过:
小电流灵敏识别
正确分辨雷电流与工频电流
工频故障分断时间可 ≤20ms
从而防患于未然。
满足国家标准,安全性强
SCB 符合:
NB/T 42150-2021 低压电涌保护器专用保护装置
GB/T 18802 系列 SPD 标准的配套要求
GB50057 建筑物防雷设计规范中 SPD 外部保护器要求
属于标准规定必须使用的 SPD 专用保护装置。
提供远程告警与状态指示(可选)
SCB 支持:
常开、常闭触点
脱扣信号输出
远程报警系统
PLC、BMS、消防系统对接
可实现智能化安全监控。
四、SCB 后备保护器的选型方法
SCB 的选型需根据 SPD 及系统参数确定。以下为专业选型步骤。
根据 SPD 类型选择匹配的 SCB
不同 SPD 级别对 SCB 的耐流能力不同:
T1(10/350 μs):承受雷击直击浪涌,SCB 需具备大能量通流能力
T2(8/20 μs):防感应雷、电网切换,SCB 需耐受 20–40kA 以上
T3(电子设备前端):精细保护,SCB 相对容量要求较低
若 SPD 的 Imax 值较大,应优先选择大通流能力 SCB。
根据配电方式选择极数
常见选型:
单相系统:1P/2P
三相系统:3P/4P
直流系统:1P/2P
应确保每个 SPD 保护模块均对应一个 SCB。
安装方式与端子容量匹配
依据产品参数:
35mm 电气导轨安装
压线框连接柱
支持 6–25mm² 导线
确保与现场布线习惯和导线截面积一致。
五、地凯防雷SCB 后备保护器与 SPD 的配合关系
SPD 与 SCB 的关系是一体化协作:
SPD 负责防雷,SCB 负责保护 SPD
SPD:泄放雷电流,保护设备
SCB:保护 SPD,自身不防雷
两者必须配套安装,缺一不可。
SCB 的脱扣特性与 SPD 的动作特性完全匹配
通过雷电时不动作
SPD 失效时迅速切断
这是传统过电流保护器无法实现的。
SCB 提高 SPD 的整体寿命与可靠性
减少了 SPD 失效导致的连带风险。
六、SCB 后备保护器的行业应用场景
SCB 适用于所有安装 SPD 的场所,包括:
配电房与建筑供电系统
一级配电柜(T1 SPD)
楼层配电箱(T2 SPD)
防止 SPD 失效导致配电柜火灾。
光伏发电系统(DC1500V)
高压直流光伏汇流箱
光伏逆变器前端
高温、浪涌频繁工况下尤为需要 SCB。
通信机房与基站
AC/DC 双系统
雷击密集区域
SCB 与 SPD 配合保护重要通信设备。
工业控制设备
PLC 系统
自动化生产线
高可靠性需求决定必须使用 SCB。
铁路、轨交、机场等大型基础设施
SPD 多、且雷击风险高,SCB 可以防止 SPD 失效造成信号系统事故。
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