电涌保护器(SPD)的选择和使用

1、電湧保護器（SPD）選擇和使用關象石IEC/TC81/WG3中國專家Emial:1雷擊類型、損害和損失類型L2，L4 L2，L42根據雷擊點位置劃分的損害來源損害類型D1：接觸和跨步電壓導致的人員傷亡（人 和牲畜）；D2：實體損害；D3：過電壓導致的電氣和電子系統的失效。損失類型L1：生命損失；L2：向大眾服務的公共設施的損失；L3：文化遺產損失；L4：經濟損失。3雷電防護系統外部防雷接閃器引下線接地裝置內部防雷等電位連接防閃絡措施電湧保護器遮罩（法拉弟籠）綜合防雷系統4相關標準GB 50174-2008電子資訊系統機房設計規範GB 50057-200X建築物防雷設計規範GB/T 21714.

2、4-2008雷電防護 第4部分： 建築物內電氣和電 子系統GB 16895.22-2004建築物電氣裝置 第534節：SPDGB/T 18802.12-2006低壓配電系統的SPD第12部分：選擇和 使用原則QT/T 10.3-2007 SPD第3部分：在電子系統信號網路中的選 擇和使用原則 5在建築物人口處的等電位連接GasZTank Pipe Cathodically ProtectedFoundation Earth ElectrodeLightning Protection Equipotential BondingEBBExternal Lightning ProtectionPSC

3、ZWater6組成SPD的元件Components /元器件Arc Choppingspark gapArc Chopping火花隙gas-filledsurge arrester充氣放電器VDR壓敏電阻suppressordiode抑制二極體TT 019 CN18.11.987SPD元件標準GB/T 18802.311-2007氣體放電管GDTGB/T 18802.321-2007雪崩二極體ABDGB/T 18802.311-2007壓敏電阻MOVGB/T 18802.311-2007晶閘管TSS放電間隙Spark-gap SG8 SPD定義電湧保護器目的在於限制瞬態過電壓和分走電湧 電流的

4、器件，它至少含有一非線性元 件。電源SPD連接到低壓配電系統的SPD。電信SPD連接到電信和信號網路的SPD。適用電壓：直流1500V交流1000V（rms）（50Hz）9低壓配電系統用SPD分類T1（I級分類試驗） 用標稱放電電流In、1.2/50s衝擊電壓和10/350 s衝擊電流Iimp做的試驗，對應為電壓開關型 SPDT2（級分類試驗） 用標稱放電電流In、1.2/50s衝擊電壓和8/20 s最大放電電流Imax做的試驗，對應為限壓型 SPD。T3（級分類試驗） 用混合波（1.2/50s和8/20 s）做的試驗，對 應為組合型SPD。10電信信號網路用SPD分類分類小類別開路電壓短路電

5、流非常低的上升速率ACA11kV0.1100kV/s10A 0.12A/ s1000 s（持續時間）A2由交流負載試驗的規定決定低上升速率B11kV(10/1000)100A(10/1000)B21kV至4kV(10/700）25至100A（5/300）B31kV(100V/ s）10至100A(10/1000)快上升速率C10.5至1kV(1.2/50）0.25至1kA（8/20）C22至10kV(1.2/50）1至5kA(8/20）C31kV(1kV/ s）10至100A(10/1000)高能量D11kV0.5至2.5kA(10/350)D21kV0.6至2kA(10/250)11建築物防

6、雷設計規範第6.4.4條SPD必須能承受預期通過它們的雷電流，並應符合以下兩個附加要求：通過電湧時的最大鉗壓，有能力熄滅在雷電流通過後產生的工頻續流。12使用安裝SPD的三項基本要求 安裝SPD之後，在無電湧發生時，SPD不應 對電氣（電子）系統正常運行產生影響。 安裝SPD之後，在有電湧發生的情況下，SPD 能承受預期通過的雷電流而不損壞，並能箝制 電湧電壓和分走電湧電流 在電湧電流通過後，SPD應迅速恢復高阻狀態， 切斷工頻續流。13Uc最大持續運行電壓可以持續加在SPD上而不導致SPD動作的最大交流電壓（rms）或直流電壓為SPD的動作閾值，也是SPD的額定電壓值。14GB 50057-

7、94（2000年版）規 定 GB50057給定值與IEC給出的系數值相比偏大，原因是考慮我國供電系統的電壓偏差較大，適當增加了系數值，給定值為： TT系統中 SPD安裝在剩餘電流保護器的負荷側Uc1.55Uo SPD安裝在剩餘電流保護器的電源側Uc1.15Uo TN系統中Uc1.15U o IT系統中Uc1.15U （U為線間電壓，U = 3 Uo）15Uc（電信和信號中SPD）原則上Uc1.2Un通信類型Un（V）Uc（V）DDN/X256或406018或80ISDN 40 80百兆乙太網5 6.5RS23212 18視頻線 6 6.5現場控制線24 2916I放電電流SPD必須能承受通過它

8、們的電流 級SPD Iimp衝擊電流（10/350） 、級SPD In標稱放電電流（8/20） 17Iimp（衝擊電流）方法一： 按GB50057中雷電流分配計算方法二： 按GB16895.22中S1和S2的規定選取18外部防雷裝置進入建築物的各服務性管線等電位連接帶ii建築物100%50%50%接地裝置iiiiis雷電流在建築物內的分配19SPD Iimp值計算條件：一屬第二類防雷建築物，引入水管、 電力線和信息線。電力線為TN-C- S， 需安3台SPD：150kA/2=75kA（LPS分流）75kA/3=25kA（入戶三線分流）25kA/3=8.3kA（三個SPD）Iimp為8.3kA（

9、10/350s）20在LPZ0LPZ1區的MB處，SPD1：UC：1.15UO、1.55UO或1.15UUP2.5kVIimp12.5kA（級），適用於S1和S2及S3和S4中架空線為木杆In5kA（級），適用於S3和S4中架空線為金屬杆可不裝：S3和S4型中金屬杆（25d/a）、埋地引入（l2） 電源SPD1的選擇21電信及信號網路中SPD1選擇瞬態源對建築物的直接雷擊（S1）對建築物附近的雷擊（S2）對連接線路的雷擊（S3）對連接線路附近的雷擊（S4）b 交流的影響耦合電阻性（1）感應（2）感應a（2）電阻性（1，5）感應（3）電阻性（4）電壓波形（s）1.2/501.2/5010/700

10、50/60Hz電流波形（s）10/3508/208/2010/350d，10/2505/300優選的測試類別CD1C2C2D1，D2B2A222在各LPZ交界處SPD選擇防雷區LPZ 0/1LPZ 1/2LPZ 2/3電湧值範圍10/350s10/250s0.5-2.5kA1.2/50s8/20s0.5-10kA0.25-5kA0.5-1kV0.25-0.5kA10/700s5/300s4kV100A0.5-4kV25-100ASPDs的要求（引自QX10.1表15）SPD（j）*D1，D2B2與建築物外部無電阻性連接SPD（k）*C2/B2SPD（i）*C1* SPD（j，k，i），見圖2、

11、圖3。注：LPZ2/3欄下電湧值範圍包括了典型的最低耐受能力要求並可安裝於資訊技術設備內部。23圖2 SPD安裝在防雷區交界處的配置示例24 SPD安裝級數兩種觀點兩種相反的觀點因SPD後期工作量大，不維護比不裝SPD的危害更大，一般情況下住宅不宜安裝SPD電源上安4級（或3、2級）SPD信息線上安3級（或2、1級）SPD25是否需要SPD2如果Up1k 0.8UW，除了SPDNo.1還應該安裝SPD No.2（Up2 0.8UW）。Eq是電壓耐受能力為UW的設備，如IEC 60664-1中所定義。k是考慮到可能的振盪得出的係數（1 k 2，見6.1.2）。圖4是否需要附加保護的圖例IEC 3

12、45/02EqUwUp2No.2Up1No.1SPDSPD26 需加SPD2、SPD3的條件UP0.8UWSPD與受保護設備距離太長建築物內有雷擊放電和內部幹擾源產生的電磁感應場27Up電壓保護水準 由生產廠提供的一個表徵SPD限制電壓的性能參數。 Up 設備的耐受電壓UW UpUc28Up的選擇29Insulation coordination絕緣區域協調acc. to DIN VDE 0110 part 1主配電6 kV二次配電4 kV2,5 kV用電器1,5 kV絕緣區域的抗衝擊電壓強度kWhZL1L2L3PEN雷擊放電器過電壓放電器儀器保護30SPD在TN-C-S系統中安裝TN-C-S

13、-System電力公司主配電二次配電用電器L1L2L3NPE儀器保護FLASHTRABVALVETRAB31SPD在TN-S系統中安裝L1L2L3NPE主配電二次配電用電器RCDprotection switchTN-S-SystemFLASHTRABVALVETRAB電力公司儀器保護32SPD在TT系統中安裝（3+1形式）供電系統主配電二次配電用電器L1L2L3NPEFLASHTRAB儀器保護VALVETRABFi-SchutzschalterVAL-MSVAL-MSF-MS 12-TTFLT 100-TTFLT 25-400FLT 60-40033SPD在IT系統中安裝電力公司主配電二次配

14、電用電器L1L2L3PEFLASHTRAB儀器保護帶有絕緣監測裝置的IT-SystemZ VALVETRAB34SPD在TT中安裝電湧保護器（SPD）安裝在TT系統中剩餘電流保護器（RCD）的負荷側35電湧保護 器接於電湧保護器安裝點的系統型式TT系統TN-C系統TN-S系統引出中性線的IT系統不引出中性線的IT系統裝設依據裝設依據裝設依據接線形式1接線形式2接線形式1接線形式2接線形式1接線形式2每一相線和中性線間+不適用+不適用每一相線和PE線間不適用不適用不適用不適用中性線和PE線間不適用不適用每一相線和PEN線間不適用不適用不適用不適用不適用不適用不適用相線間（L-L間）+按系統特徵確定的電湧保護器的連接形式 36接線形式2的要求三相系統中：L-N為12.5kA時N-PE為50kA（Iimp）單相系統中：L-N為12.5kA時N-PE為25kA（Iimp） 同樣In值也要求為4倍或2倍Up需考慮SPD串連後的值之和37S