电涌保护器的应用

电涌保护器的应用

张俊杰

东北炼化工程有限公司锦州设计院，辽宁省锦州市121000

摘要：主要介绍电涌保护器的种类和应用，SPD的方法及注意事项。

关键词：电涌保护器；分类；电压保护水平；

1.电涌保护器的作用及分类

电涌保护器，简称SPD(SurgeProtectiveDevice)是一种将雷电流泄放入地，并将雷电流冲击电压幅值降低到所要求水平即电压保护水平，用以保护电力、电子系统免遭雷电或操作过电压及涌流的损害。电涌保护器按特性可分为三类：开关型、限压型和混合型。

开关型SPD通常应用于LPZO区与LPZ1区界面处的雷电涌保护；限压型SPD常应用于LPZO区与LPZ1区界面处及以上雷电防护区域内；混合型是将开关型和限压型组合在一起的一种SPD，随其承受的冲击电压特性的不同而分别或同时呈现开关和限压特性。

2.SPD的实验分类级别

SPD的冲击分类试验级别

I级分类试验：这是对I级SPD进行的用标称放电电流In、1.2／50us和最大冲击电流Iimp做的试验。这是规定用于安装在LPZOA区与LPZ1区界面处的雷电流型SPD的试验程序。

II级分类试验：这是对II级SPD进行的用标称放电电流In、1.2／5Ous冲击电压和8／20us电流波最大放电电流Imax做试验。这是规定用于限压型SPD的试验程序。

III级分类试验：电气系统中采用Ⅲ级试验的电涌保护器要用组合波做试验。组合波定义为由2Ω组合波发生器产生1.2/50μs开路电压Uoc和8/20μs短路电流Isc。

3.SPD的应用

3.1用于电气系统的电涌保护器

电涌保护器的最大持续运行电压不应小于表3.1所规定的最小值；在电涌保护器安装处的供电电压偏差超过所规定的10%以及谐波使电压幅值加大的情况下，应根据具体情况对限压型电涌保护器提高表3.1所规定的最大持续运行电压最小值。

表3.1电涌保护器取决于系统特征所要求的最大持续运行电压最小值

4.电涌保护器安装位置和放电电流的选择

4.1户外线路进入建筑物处，即LPZ0A或LPZ0B进入LPZ1区，所安装的电涌保护器应按GB50057-2010第4章的规定确定。

4.2靠近需要保护的设备处，即LPZ2和更高区的界面处，当需要安装电涌保护器时，对电气系统宜选用Ⅱ或Ⅲ级试验的电涌保护器，对电子系统宜按具体情况确定，并应符合GB50057-2010附录J的规定。

4.3电涌保护器应与同一线路上游的电涌保护器在能量上配合，电涌保护器在能量上配合的资料应由制造商提供。若无此资料，Ⅱ级试验的电涌保护器，其标称放电电流不应小于5kA；Ⅲ级试验的电涌保护器，其标称放电电流不应小于3kA。

5.电涌保护器的有效电压保护水平应符合下列规定：

5.1对限压型电涌保护器

Up/f=Up+ΔU

5.2对电压开关型电涌保护器，应取下列公式中的较大者：

Up/f=Up或Up/f=ΔU

式中：Up/f—电涌保护器的有效电压保护水平(kV)；

Up—电涌保护器的电压保护水平（kV）；

ΔU—电涌保护器两端引线的感应电压降，即L×（di/dt），

户外线路进入建筑物处可按1kV/m计算，在其后的可按ΔU=0.2Up计算，仅是感应电涌时可略去不计。

5.3为取得较小的电涌保护器有效电压保护水平，应选用有较小电压保护水平值的电涌保护器，并应采用合理的接线，同时应缩短连接电涌保护器的导体长度。

6.确定从户外沿线路引入雷击电涌时，电涌保护器的有效电压保护水平值的选取应符合下列要求：

6.1当被保护设备距电涌保护器的距离沿线路的长度小于或等于5m时，或在线路有屏蔽并两端等电位连接下沿线路的长度小于或等于10m时，应按下式计算：

Up/f≤Uw

式中：Uw—被保护设备的设备绝缘耐冲击电压额定值(kV)。

6.2当被保护设备距电涌保护器的距离，沿线路的长度大于10m时，应按下式计算:

式中：Ui—雷击建筑物附近，电涌保护器与被保护设备之间电路环路的感应过电压(kV)。

6.3当建筑物或房间有空间屏蔽和线路有屏蔽或仅线路有屏蔽并两端等电位连接时，可不考虑电涌保护器与被保护设备之间电路环路的感应过电压，但应按下式计算。