电气百科：浪涌保护器SPD的设计与选择

当前社会中，电子产品种类越来越多，应用也越来越广泛。但是因为这些电子产品耐冲击电压水平一般都低于低压配电装置，因此它们很容易受到电压波动（即浪涌电压）的损害。

浪涌（又称瞬态过电压），是在电路中出现的一种瞬时的电压波动，通常浪涌电压在电路中可以持续约百万分之一秒（如雷电天气中的雷电脉冲可能会在电路中产生瞬间的电压波动）。

正是因为在220V的电路系统中，可能会产生极高的瞬时电压波动，而雷电等环境也是难以避免，因此，我们会在低压配电系统中配置浪涌保护器。

浪涌保护器SPD

浪涌保护器也叫过电压保护器，工作原理是当电气回路或者通信线路中因为外界的干扰突然产生尖峰电流或者电压时，浪涌保护器能在极短的时间内导通分流，从而避免浪涌对回路中其他设备的损害。适用于交流50/60HZ，额定电压220V/380V的供电系统中，对间接雷电和直接雷电影响或其他瞬时过压的电涌进行保护，适用于家庭住宅、第三产业以及工业领域电涌保护的要求。

浪涌保护器分级保护接线图

1、浪涌保护器的设计

（1）当前SPD设计的不足

1）对设计的描述太过简单,意思表达不清晰,安装要求也不够具体,施工时容易造成很多的不确定性,可能会使要被保护的电子设备受到破坏或经济损失。

2）浪涌保护器的设计不够灵活，有时甚至直接套用固定的防雷施工图，没有根据配电系统的接地制式进行针对性的设计，可能会导致SPD在具体接线安装时出现错误。

3）在配电系统图中，SPD的设计参数不够完整，如电压保护水平UP、是否防爆、最大运行电压UC等重要参数未设计或部分设计，又或者部分参数不准确，造成浪涌保护器实际运行中出现故障或对电子设备的损坏。

4）设计说明书不详细。一般地，要有针对SPD设计进行详细说明的设计说明书，如建设项目概况、设计的依据、是否包含有电子信息系统、SPD设计的防护等级等。

（2）SPD设计的要点

1）SPD设计说明：工程概况、建筑物防雷分类、设计的依据、电子信息系统的雷电防护等级、接地系统、电缆入户的方式、接地电阻的要求等。

2）列表说明SPD的安装的位置、电箱的编号、防护的等级、数量、基本参数（标称放电电流In或冲击电流Iimp、最大运行电压UC、电压保护水平UP）等。

（3）配电系统中SPD的接线形式

低压配电系统的拉地制式有IT、TT、TN-S、TN-C-S四种形式，因此SPD要根据低压配电系统的不同的接地制式而选择不同的接线大样图，例如，当采用TN交流配电系统供电时，从建筑物内总配电箱引出的配电线路就需要采用TN-S的接地制式。

2、浪涌保护器的选择

当从电网引来的低压电源线路为架空的屏蔽层接地的电缆或埋地电缆时，可以不装浪涌保护器。而当低压电源线路全部或者部分为架空线路时，并且该地区雷暴日超过25d/a，这时要装设浪涌保护器防范沿电源线路因导入雷电脉冲而产生过电压，从而使过电压水平处于2.5kV以下。

浪涌保护器一般装设在电源的进线处，其安装的位置可以为电气装置内部，也可在国家输电部门同意的情况下，装设在离建筑物最近的电源线路上，即装设在架空线变电缆线处。如果电子设备对防过电压有较高的要求，或者出现过电压时会导致比较严重的后果，例如能够造成爆炸甚至火灾，或重要的电子设备的耐受过电压的能力特别低时，还需增加浪涌保护器的安装。

在低压配电系统中选择浪涌保护器SPD时主要考虑的因素如下：

（1）确定SPD的电压保护水平UP。电压保护水平UP是指在标称放电电流作用时测量到的浪涌保护器的两端的最大电压，一般分为2.5、2、1.8、1.5、1.2、1.0六级，单位为KV。为了使电气设备不受过电压的危害，我们首先考虑要使被保护的电气设备的冲击耐受电压大于浪涌保护器的电压保护水平UP。

（2）SPD使用全保护模式。也就是要在L-PE、L-N及L-L线间均装设浪涌保护器，以便起到对线路起到全面的保护，这样可以保障雷电脉冲无论在哪个线间产生过电压，都会使电子设备得到有效的保护。同时，开启全保护模式的浪涌保护器可同时泄放能量，避免浪涌保护器启动上造成的差异对其自身的破坏，从而延长了浪涌保护器的使用寿命。

（3）选择浪涌保护器的最大可持续运行的电压UC。最大可持续运行的电压是指可以持续加在SPD上并且不会造成浪涌保护器特性的变化和激活SPD的最大电压。

（4）根据现场的环境特性来选用合适的浪涌保护器最大放电电流。最大放电电流是指浪涌保护器只可以通过2次8/20μs的电流波的峰值电流而浪涌保护器不受到损坏，实际上浪涌保护器都有最大放电电流。

3、浪涌保护器的自身保护

浪涌保护器虽然对保护电子设备免受过电压的损害起到了非常大的作用，但是由于电路中产生的过电压有时也可能超过浪涌保护器的范围，因此当SPD长时间在过电压状态下工作时，SPD也会在不同程度上受到损毁，这些都严重影响了浪涌保护器的使用寿命，例如当瞬态过电压过高时，可能会将浪涌保护器击穿而造成严重的短路，如下图。

浪涌保护器SPD的设计与选择

浪涌保护器SPD的设计与选择

用断路器切除浪涌保护器

如果SPD上未串接断路器，则线路断路器D1就会自动跳闸，由于故障电流Icc仍存在，只有SPD被更换以后，线路断路器D1才会重新合闸，这样系统就失去了供电的连续性。解决这一问题的方法就是在SPD的上端串联一个线路断路器，要根据浪涌保护器最大放电电流来选择线路断路器的额定电流，以便断路器正常工作，并且脱扣曲线采用C型，其分断能力必须大于安装处的最大短路电流。

4、浪涌保护器与避雷器的区别

(1)电压应用范围不同

避雷器：电压等级很多，从0.4kV低压到500kV超高压

波涌保护器：一般指1kV以下使用的过电压保护器。

(2)适用的保护对象不同

避雷器：用于保护电气设备免受高瞬态过电压危害并限制续zhidao流时间也常限制续流幅值的一种电器。本术语包含运行安装时对于该电器正常功能所必须的任何外部间隙，而不论其是否作为整体的一个部件。

浪涌保护器一般是保护二次信号回路或给电子仪器仪表等末端供电回路。

(3)安装位置不同

避雷器一般安装在一次系版统上，防止雷电波的直接侵入，保护架空线路及电器设备；

浪涌保护器多安装于二次系统上，是在避雷器消除了雷电波的直接侵入后，或避雷器没有将雷电波消除干净时的补充措施。所以避雷器多安装在进线处，SPD多安装于末端出线或信号回路处。

(4)通流容量不同

避雷器因为主要作用是防止雷电过电权压,所以其相对通流容量较大;而对于电子设备，其绝缘水平远小于一般意义上的电器设备，故需要浪涌保护器对雷电过电压和操作过电压进行防护，但其通流容量一般不大。