一、电涌保护器的功能与适用场景
电涌保护器(Surge Protective Device,简称SPD)是一种用于限制瞬态过电压和泄放电涌电流的保护电器。其核心作用是将窜入电力线、信号传输线的瞬时过电压限制在设备或系统所能承受的电压范围内,或将强大的雷电流泄流入地,保护被保护设备或系统不受冲击而损坏。SPD至少包含一个用于限制电涌电压和泄放电涌电流的非线性元件。
以下情况必须安装电涌保护器:建筑物电源引入的总配电箱处;配电线路分配电箱、电子设备机房配电箱等后续防护区交界处;靠近敏感末端设备的位置,如机房、通信设备、电气控制器等。此外,依据GB 50057-2010《建筑物防雷设计规范》的雷电防护分区(LPZ)划分,在LPZ0B与LPZ1交界处需安装I类SPD,在LPZ1与LPZ2交界处需安装II类或III类SPD。
地凯科技SPD浪涌保护器到底有什么作用?
SPD通常采用压敏电阻(MOV)、放电间隙或复合型非线性元件。当线路处于正常工作电压时,SPD保持高阻;雷电或开关动作引起的电涌到来时,SPD迅速转入低阻状态,将过量能量通过保护导体泄放,从而把设备端过电压限制在允许范围内。
SPD选型不能只看“Imax越大越好”,至少应综合考虑最大持续工作电压Uc、冲击电流Iimp、标称放电电流In、电压保护水平Up、系统接地形式、预期短路电流以及设备耐冲击电压Uw。GB/T 18802.11-2020列出了Iimp、In、Up和Uc等参数的标准优选值,例如I类试验Iimp包含12.5kA、20kA、25kA等等级,II类试验In包含5kA、10kA、20kA等等级,Uc则有230V、275V、320V、385V等优选值,最终应结合具体系统确定。
二、哪些情况下需要安装地凯科技浪涌保护器SPD?
当建筑物供电线路可能受到直击雷、雷电感应或附近雷击产生的电涌影响,以及系统内部存在变压器投切、电动机启停、断路器动作等操作过电压风险时,都应根据风险和设备重要程度配置SPD
对于建筑物防雷工程,GB 50057-2010对电源线路进入建筑物后的SPD配置作出了明确要求。在规定的防雷场景下,总配电箱等部位需要设置相应等级的SPD;规范还规定,在相关情况下,I级试验SPD每一保护模式冲击电流无法确定时,可按不小于12.5kA考虑,电压保护水平应满足相应限值要求。
实际工程通常采用分级保护思路:建筑物电源入口承担较高能量的雷电电涌,后级配电箱继续降低残余过电压,重要电子设备前再设置终端SPD。GB/T 18802.12-2024也明确将SPD安装位置、保护距离、级间配合、连接导线长度及设备耐压等作为选型的重要因素。
三、过电压有哪些类型?SPD是不是都能保护?
从低压电源系统的防护角度,主要应区分三类:
雷电过电压。
由直击雷、附近雷击或雷电电磁感应形成,持续时间短、能量和峰值可能很高,是SPD重点防护对象。
操作过电压。
由电网及设备的开合操作、变压器和电动机投切、故障切除等产生,同样属于瞬态过电压,SPD可以针对其特性进行限制。
暂时过电压(TOV)。
通常属于工频或接近工频条件下持续时间相对较长的异常电压,例如中性线故障、电网故障等。这类过电压不能简单等同于雷电浪涌,SPD并不是所有TOV故障的根本解决手段。SPD必须具备与系统异常电压相适应的Uc和失效安全能力,严重情况下还需要依靠过电流保护、系统故障保护及电网电压治理共同解决。
因此,SPD主要用于瞬态过电压防护,而不能代替稳压装置、继电保护或电网故障保护。
四、地凯科技交流SPD如何正确选型?
首先确定系统电压和接地型式,包括TN-C、TN-S、TN-C-S、TT、IT等,再确定SPD保护模式和极数。SPD的Uc不能低于系统长期可能出现的最大工作电压,否则容易因工频电压长期作用而加速老化。
其次根据安装位置确定试验等级。建筑物电源入口或雷电流可能直接分流进入的位置,应重点考虑I类试验SPD及Iimp;配电分区和设备前端则根据电涌环境选择II类或III类SPD。GB/T 18802.12-2024强调,SPD不仅要满足自身通流能力,还应与安装点预期短路电流、上级保护装置以及前后级SPD进行协调。
再次校核Up与设备Uw的匹配。SPD的实际保护效果不能只看产品铭牌上的Up,还要考虑连接导线产生的附加电压。GB 50057-2010及相关防雷标准强调SPD连接线应尽量短、直,以降低感抗造成的残余电压。规范资料中,对于电子设备等保护还采用了0.5m、10m等长度控制原则,用于判断保护效果和追加SPD的必要性。
五、地凯科技SPD浪涌保护器如何正确接地?
SPD必须可靠连接到建筑物的保护接地系统或等电位连接系统,不能随意单独打一个所谓“防雷地”后与建筑物其他接地系统完全隔离。
安装时应重点做到三点:第一,SPD的PE连接线尽量短直,避免盘绕、急转弯;第二,相线、中性线和PE线的连接路径应合理,尽量缩短整个保护回路;第三,SPD所在配电箱应具备可靠的保护接地和等电位连接条件。
GB 50057-2010规定,连接SPD的导体截面应按其试验类别和防雷要求确定。例如电气系统I级试验SPD连接导体的最小截面应按规范表5.1.2选取,不能直接套用某个固定“通用线径”替代设计计算。此外,SPD本身并不是通过“接地电阻越小就一定防护越好”来实现保护。防雷接地、保护接地、功能接地和等电位连接应根据整个建筑物接地系统统一设计。
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