电涌保护器在防雷中作用介绍

1、电涌保护器在防雷中的作用介绍电涌保护器在防雷中的作用介绍电涌保护器在防雷中的作用介绍防雷培训班教材之四电涌保护器的性能要乞降使用原则3.1SPD的定义：在GB50057-94建筑物防雷设计规范中，SPD命名是过电涌保护器：“用于限制瞬时过电压和泄放电涌电流的电器,它最少包含一个非线性元件”。3.2SPD的分类：SPD可按几种不一样方法进行分类：按使用非线性元件的特征分类：（设计电路拓朴）a)电压开关型SPD：当没有浪涌出现时呈高阻状态；有浪涌电压,时能马上转变为低阻抗的SPD。开关型SPD常用的非线性元件有放电缝隙、气体放电管等、闸流管（硅可控整流器）和三端双向可控硅开关元件。这种SPD有时也

2、称“短路型SPD”。开关型SPD拥有通流容量（标称放电电流和最大放电电流）大的特色，特别适用于易遇到直接雷击部位的雷电过电压保护。（即LPZ0A直击雷非防范区）。电压限制型SPD：当没有浪涌出现时拥有高阻，但是跟着电涌电流和电压的上升，其阻抗将连续减小的SPD。常用的非线性元件有压敏电阻和瞬态克制二极管。这种SPD有时也称作“箝位型SPD”，是大批常用的过电压保护器，一般适用于户内，即IEC规定的直击雷防范区（LPZ0B）、第一障蔽防范区（LPZ1）、第二障蔽防范区（LPZ2）的雷电过电压防范。IEC标准要求将它们安装在各雷电防范区的交界处。c)复合型SPD：由电压开关型元件和电压限制型元件构

3、成的SPD。其特征随所加电压特征可以表现为电压开关型、电压限制型或二者皆有。按SPD的端口型式分类：a)一端口SPD：SPD与被保护电路并联。一端口能分开输入和输出端，在这些端子之间没有特别的1串连阻抗。见以下图1并联单口SPD单口SPD单口SPD总表示图串连单口SPDSPD图13.2.2b)二端口SPD：有两组输入和输出接线端子的SPD，在这些端子之间有特别的串连阻抗。（见图2）串连感抗串连感抗输入端输入端输出端输出端（IN）（OUT）（IN）（OUT）共地端双口SPD总表示图SPD图2图1和图2上可以看出，无论SPD从表面上看能否串接或并联在被保护电路中，SPD的非线性元件实质上都是与被保

4、护电路处于并联状态，当其动作时，能将被保护电路中的电涌电流经过SPD分流泄入地2中。3.2.3按使用的性质分类：因为雷电过电压和投切过电压（过去常称为操作过电压）可能沿供（配）电线路侵入，雷电过电压还可能沿信号线（含电话线）或天馈线侵入，所以安装在不一样的系统中的SPD一定满足不一样系统的特别要求。这样，生产厂商又可将SPD按使用性质将SPD分为：电源系统SPD、信号系统SPD和天馈系统SPD。(其余，还可以按安装的环境（地址）分为室内用或户外用；按可接触性分为可接触或不行接触；按安装方式分为固定式或卡接可移式等等。)3.3表征SPD性能的主要技术参数：3.3.1使用条件：在GB18802.1

5、2002/IEC61643-1：1998低压配电系统的电涌保护器（SPD）第1部分：性能要乞降试验方法中规定了用于低压配电系统的SPD的使用条件是：频次：电源交流频次在48Hz和62Hz之间电压：连续施加在SPD的接线端子间的电压不该超出其最大连续工作电压。海拔：不该超出2000m.使用和存储温度：正常范围：5+40；极限范围：40+70湿度：相对湿度在室温下应在30和90%之间。在此范围以外的恶劣环境下和使用于户外或裸露在日光中或处在其余辐射源之下的SPD应有特其余设计要求，这是设计者、制造厂商和用户要特别注意的。3.3.2主要技术参数在进行参数介绍从前，有必需介绍一下过电压的看法。在IEC

6、60664-1低压系统内设施的绝缘配合标准中，定义过电压（overvoltage）：“峰值大于正常运行下最大稳态电压的相应峰值的任何电压”。过电压一般分为短时过电压（或暂态过电压）（temporaryovervoltage）和瞬态过电压（transientovervoltage）。这两种过电压的划分是短时过电压是连续时间较长的工频过电压，而瞬态过电压则是振荡的或非振荡的，通常为高阻尼，连续时间只有几毫秒（ms）或更短的短时间过电压。雷击过电压便属瞬态过电压。因为特定3通断操作或故障通断，在系统中的任何地址出现的瞬态过电压又称投切过电压（操作、通断过电压）（switchingovervoltag

7、e）。SPD应具备克制瞬态过电压的功能，含防范雷电过电压和投切过电压。但是,SPD不可以克制工频的暂态过电压。3.3.2.1)保护模式：SPD可连接在L（相线）、N（中性线）、PE（保护线）间，如L-L、L-N、L-PE、N-PE，这些连接方式称为保护模式，保护模式的选择与供电系统的接地型式相关。按GB50054-95低压配电设计规范规定，供电系统的接地型式可分为：TN系统,详尽有分为TN-S系统（三相五线）、TN-C系统（三相四线）TN-C-S系统（由三相四线过渡到三相五线）；IT系统（三相三线，电源没有接地或对地呈高阻，负荷侧电气装置外露可导电部分连接接地极）和TT系统（三相四线，电源有一

8、点与地直接连接，负荷侧电气装置外露可导电部分连接的接地极与电源接地极无电气联系）。.2)系统标称工作电压U0：系统标称的相线对中性线的电压（交流电压的有效值）。在低压配电系统中标称电压有220VAC、380VAC等，指的是相对地的电压值也称为供电系统的额定电压，在正常运行条件下，在供电终端电压颠簸值不该超出10%，这些是制造商在规定额定电压值时需考虑的。.3)最大连续工作电压UC，同意长远地施加加在SPD上的交流电压有效值或直流电压。其值等于额定电压（制造商规定的）UC不该低于低压线路中可能出现的最大连续工频电压。选择220/380V三相系统中的SPD时，其接线端的最大连续工作电压Uc不该小于

9、以下规定：TT系统中UC1.55UO（SPD安装在节余电流保护器的负荷侧。UO=220V）TN、TT系统中UC1.15UO（TT系统SPD安装在节余电流保护器的电源侧。UO=220V.）IT系统中UC1.15U(U为线间电压,在220/380系统中U=380V)注：假如SPD因电涌而动作，在泄放规定波形的电涌后，SPD在UC电压以下时应能切断来自电网的工频对地短路电流。这一特征在IEC标准中称为可自复性。上面提到的UC1.55Uo、UC1.15Uo、UcUIEC60364-5-534，是从我国供电系统实质出发，取值比IEC60364-5-534略高，有专家以为原由是外国配电变电所接地电阻规定为

10、1-2，而我国规定为4-10，因此在发生低压相线接地故障时另两相对地电压常偏大且因为长时间过热很易烧毁SPD。但SPD的UC值定的偏大又会因残压较高而影响SPD的防范成效。4.4)点火电压，开关型SPD火花放电电压，是在电涌冲击下开关型SPD电极间击穿电压。3.3.2.5)U1mA启动电压(有称压敏电压):,限压型SPD从高阻向低阻转折处的电压，规定以漏电流等于1mA时的电压作为启动电压。（标准要求在In冲击前后测出的U1mA值的变化应不大于10%）。.6)限压型SPD的漏电流:限压型SPD在相当于U1mA的75%的电压下的泄漏电流。（有标准要求在In冲击前后测出的U1mA值均应小于20A，变

11、化率应小于200%）.7)残压Ures，当放电电流经过SPD时，在其端子处表现的电压峰值(Ures与冲击电涌经过SPD时的波形和峰值电流相关。所以给出残压时一定给出试验条件)。.8)箝位电压Uas，当浪涌电压达到Uas值时，SPD进入箝位状态。不可以以为箝位电压即标称压敏电压，因为U1mA是SPD上经过1mA电流时在其两端测得的电压。而实质上经过SPD的电流可能远大于测试电流1mA，这时不可以不考虑SPD两端已经抬高的U（残压）对设施保护的影响(残压随泄流值增大而增大)。res从压敏电压至箝位电压的时间比较长，对MOV而言约为100ns。.9)限制电压:施加规定波形和幅值的冲击电压时，在SPD

12、接线端子间测得的最大电压峰值。.10)标称放电电流In:流过SPD拥有8/20波形的电流峰值,用于II级试验的SPD分级以及I级、II级试验的SPD的予办理试验。.11)冲击电流Iimp：由峰值Ipeak（10/350波形）和电荷量Q确立。其试验应依据动作负载试验的程序进行。这是用于I级试验的SPD分类试验。.12)电压保护水平UP（保护电平），表征SPD限制接线端子间电压的性能参数，其值可以从一系列的优先值的列表中采纳（如0.08、0.09、,1、1.2、1.5、1.8、2,8、10KV等），该值应比在SPD端子测得的最大限制电压(I、II级试验用In冲击时SPD两端的残压值，III级试验用

13、复合波丈量的限制电压)。.13)暂态过电压UT，保护装置应能承受的，连续短时间的直流电压或工频沟经过电压有效值。它比最大连续工作电压UC要大。但是SPD不可以克制暂态过电压UT。(保护装置承受UT应能达到一准时间tT，这种特征称作暂态过电压特征（TOV）。.14)电压降（百分比）：U=（UinUout）/Uin100%此中Uin指双口SPD输入端电压，5Uout指双口SPD输出端电压，经过电流为阻性负载额定电流3.3.2.15)最大放电电流Imax：经过SPD拥有8/20波形电流的峰值，其大小按级动作负载的程序确立，ImaxIn。（要求SPD能经受住1次Imax的冲击并同意损坏，但损坏的同时仍

14、应起到保护作用）。.16)续流If：指当SPD放电动作刚才结束的瞬时，跟着来的流过其的由电源供给的工频电流。.17)劣化：因为电涌、使用或不利环境的影响而引起原始性能参数的变化。此中MOV型SPD表现为漏电流变大，当漏流大到必定程度可能引起器件发热（有热脱扣装置的器件能脱扣保护）。18）响应时间：SPD两端施加的压敏电压到SPD箝位电压的时间（注：如6所说明的MOV从压敏电压到箝位电压的时间约为100ns）。.19）插入消耗：在特定频次下，连接到给定电源系统的SPD插入消耗定义为：电源上紧靠SPD接入点以后，在被试SPD接入前后的电压比，结果用dB表示。.20)热稳固性：当进行操作规定试验引起

15、SPD温度上升后，对SPD两端施加最大连续工作电压，在指定环境温度下，在一准时间内，假如SPD温度逐渐降落，则说明SPD拥有良好的稳固性。.21)外壳保护能力（IP代码）：设施外壳供给的防范与内部带电危险部分接涉及外面固体物体和水进入内部的能力。（详尽标准见IEC60529）.22)过电流保护装置：安装在SPD外面的一种防范当SPD不可以阻断工频短路电流而引起发热和损坏的过电流保护装置(如熔丝、断路器)。.23)漏流保护装置(RCD)：一种当漏电流或不均衡电流达到必定值时便断开电路接点的机械开关或组件，又称节余电流保护器。.24)SPD最大承受能量Emax：SPD未退化时能承受的最大能量，又称

16、SPD的耐冲击能量。.25)SPD的离开器:把SPD从电源系统断开所需的装置(内部的和/或外面的)。.26)冲击试验及分类a)类试验：对样品进行额定放电电流In，1.250s冲击电压，最大冲击电流Iimp的试验.b)类试验：对样品进行额定放电电流In，1.250s冲击电压和最大放电电流Imax试验.b)类试验：对样品进行混杂波(开路施加1250s冲击电压，短路时施加820s冲击电流)的试验。63.4SPD在低压系统中的选择在低压供（配）电系统装置中的各种设施耐冲击过电压额定值。1）在低压供（配）电系统装置中的设施均应拥有必定的耐受浪涌能力（耐冲击过电压能力，不一样于暂态过电压和连续过电压注）。

17、当没法获取220/380V三相系统各种设施的耐冲击过电压值时，可按IEC60664-1的给定指标采纳。见表1表1220/380V三相系统各种设施耐冲击过电压额定值配电线路和最后特别需要保护的设施的地址电源处的设施用电设施分支线路的设施设施耐冲击过类类类类电压种类耐冲击电压额定值（kV）642.51.5/0.5注：类需要将瞬态过电压限制到特定水平的设施；类如家用电器、手提工具和近似负荷；类如配电盘、断路器、布线系统（包含电缆、母线、分线盒、开关、插座），应用于工业的设施和一些其余设施（比方永久接至固定装置的固定安装的电动机）；类如电气计量仪表、一次线过流保护设施、涟漪控制设施。在IEC60364

18、-4-443中也将建筑物电气装置的电气设施按其所在装置内的地址划分为4类耐雷电或投切过电压的地区。鉴于集成化程度很高的电子设施是经过微电位和小电流进行工作的，其元件的耐冲击能量很低，所以从一次性投资与效益（主要指该信息系统的运行逗留的风险）之比出发，可能需要设置耐冲击电压更低的安装地址种类，如将类安装种类定为500V或耐冲击电压值更低，参看图4，在实质低压运行中雷电过电压常常大于6KV，所以一定考虑SPD的选择问题。2）在IEC60364-4-443中提出低压电气装置设置防范雷电或投切过电压保护装置7图4各种安装地址电气设施示例3.4.2能否需要安装SPD的考虑需考虑的要素有：所在地区多年均匀

19、雷暴日数能否超出25天/年；供电线路使用裸线或电缆以及能否架空或埋地入户等。但在实质工作中不可以仅使用25天/年这个指标，也不可以仅用能否使用埋地电缆供电来决定能否采纳SPD。正确的方法是进行风险分析，其一为能否需要使用SPD，其二是需要使用多少级SPD，及SPD能量承受能力的分析。关于用户能否应使用SPD，可参照以下参数进行综合考虑：环境参数Ng：建筑物所处地区雷击大地的年均匀密度（次/km2.年）环境系数的分析应试虑到直击雷对建筑物闪击造成的电阻耦合和电感耦合，也应试虑到闪击到输电线路或通信线路上的影响。风险分析要考虑到直接雷击和间接雷击的各种能量，雷电流可能经过外面防雷装置（LPS），电

20、线（缆），通信线，以及各种金属管线的侵入。光纤电缆假如没有金属外护层或金属增强芯，一般状况下不会带来雷电波侵入。要充分考虑所在配电系统的投切（操作）过电压产生的频次和严重程度。iii)当一建筑物遇到雷击时，除LPS系统接闪引下过程中产生电磁耦合，可至使设施伤害外。进入地中的雷电流在接地装置和远处大地之间产生一个数百kV量级的电压，即地电位升。此电压值取决于接地电阻。这是部分雷电流流入建筑物并引至远处大地的导体（如电缆）的原由。建筑物和设施的地址地形周边高大建筑物和丛林与山谷和低矮地区对比，位于顶峰或山地顶部的设施更易遇到雷击，高塔架上的设施也是这样。一些位于低处的设施会因周边更高物的保护遇到直

21、击雷次数较少，但不可以解决雷电流经过金属线缆引入的危险。设施和器械设施耐冲击种类和抗冲击等级设施的耐各种冲击的能力应由设施制造商供给，一般来说耐受能力越低则雷击风险越高。平常在不8认识（或厂商未供给相关资料）设施耐受能力时，可以按设施内部无耐冲击能力进行防电涌设计。正确的防范方案是：在建筑物进口处将最大的电涌能量分流使进入设施的电涌降到最低程度。接地系统接地电阻和阻抗不一样接地系统的间距不一样接地系统的连接在应用SPD中最重要的一点是在SPD接地端的接地和等电位连接。供电系统的设计架空电力线埋地电力线缆兼有架空和埋地的电力线缆固然埋地电力线缆雷击概率较架空电力线更低，但仍有因埋地电缆周边遇到雷

22、电直接闪击而产生的过电压，关于高阻值土壤电阻率的地区更是这样。在兼有架空和埋地电力线缆的防雷设计中，设计者要进一步进行精确的计算。一般来说，架空线路很长和架设高度较高的线路，风险较大。c)经济损失和业务中断业务量降落或业务损失因雷电灾祸损坏设施至使业务工作运行困难或中断造成的损失。如工业自动化控制系统或计算机处理系统，在故障的短时间内改为人工操作是不行能的。经营损失因为计算机、通信设施等信息系统在瞬态过电压影响下没法使用会造成商业的营运和工业生产的停顿的直接损失。设施更换、维修的损失安全假如存在着绝缘击穿危及人身安全，那么有必需采纳SPD。防范所需花费含：设计费、资料费和安装花费。93.4.3

23、选择SPD的基根源则在低压系统中确立使用SPD后。即是如何选择SPD这个问题了。采纳SPD是一系统工程，其基根源则应包含：防范分区、利用分流、划分等级、划分系统和分别安装，简称“五分法”，介绍以下。3.4.3.1防范分区：前面,已有对雷电防范区（LPZ）的看法和实质意义的说明，其作用之一是便于确立在不一样的LPZ交界处SPD的安装地址和估量SPD的不一样性能指标。此中在LPZ0与LPZ1区交界处因冲击电流幅值较大（200100kA），连续时间较长（T2为350s），因此要求SPD拥有较大的通流能量和最大承受能量（Emax）值，所以应采纳开关型SPD，但因为开关型SPD的弱项是响应时间较长和大多

24、带有续流和残压较大等，所以从能量配合角度出发需要在LPZ1和LPZ2区交界处采纳SPD2，在敏感电子设施前端采纳SPD3,SPDn等，其安装地址也就是等电位连接地址基本都在各雷电防范区的交界处，如LPZ2与LPZ3区交界处。在一多层建筑物中，LPZ的划分与SPD的安装地址可拜见图5。SPD：电涌保护器PZ：保护区LPZ：雷电防范区图5103.4.3.2）利用分流：进入建筑物的各种设施之间雷电流的分配见图6。在图6表示说了然经过低压配电线路进入建筑物的雷电流仅为所有雷电流的17%，在相线和中性线上各为4.3%。假设该建筑物为第一类防雷建筑物，那么在每一相线或中性线上安装的SPD的放电参数Iimp

25、（最大冲击电流）达到200KA4.3%=8.6kA（10/350s）,用20kA（10/350s）的SPD即能满足要求。在IEC标准中设定50%的电流经过外面防雷装置泄入地中，余下的50%称In，它均匀在实质工作中，不行能计算每次雷击电流的分配，但可以设定有50%的电流经过外面防雷装置泄入地中。余下的50%，称IS，它均匀分配于进入建筑物的各种设施（外来导电物、电力线和通信线等），流入每一设施中的电流Ii=IS/n，此处n为上述设施的个数。为估量流经无障蔽电缆芯线的电流IV，电缆电流Ii要除以芯线数m，即IV=Ii/m。所以，在防雷工程设计时需认真计算分流系数，充分利用分流这一理论，做到在尽可

26、能节约的状况下达到安全防范的目的。环型接地闪击建筑物电流I墙（100%）49%入地雷电流重量金属水管17%17%等电位连接带SPDSPD金属管（燃气管）和数为17%相线中性线图6雷击中建筑物外面设施时的电流分布.3划分等级：在IEC61312-1中给出了初次雷击的雷电流参量，初次今后雷击的雷电流参量（后续雷击）和长时间11雷击的雷电流参量。（拜见培训班教材之一的表1表3）此表中防雷建筑物种类是由建筑物的重要性、使用性质、发生雷电事故的可能性和结果等综合要素考虑而确立的，是在防雷绝对保护与耗费之间获得折衷方案。简单的说：就是对易发生雷电事故，且事故结果严重的重要建筑物在防雷设计中取较大的雷电流参

27、数（如200KA10/350s）。但是这种分类并未考虑到建筑物内部电子设施的复杂性和设施的耐受冲击电流的能力（抗扰性），也未考虑到雷击经过电磁场搅乱的障蔽效劳等因子。但是，在目前国内外还没有一比较系统的风险估量方式可以为我们供给必定量计算的方法时，利用GB50057-94建筑物防雷分类并与其余因子相结合，可模糊的采纳雷电流参数。至于设计裕度的大小要考虑被保护设施过去的雷击事故历史，也要从一次性投资的经费宽裕程度考虑，）划分系统(指供电系统)：划分系统是指SPD的选择和安装要划分开是在IT还是TT或TN系统。在选择220/380V三相系统中的电涌保护器时，其接线端的最大连续工作电压Uc不该小于以

28、下规定。a)按图7接线的TT系统中，Uc不该小于1.55Uo。(SPD接在节余电流保护器的负载侧)1装置的电源；5电涌保护器的接地连接，5a或2配电盘；6需要保护的设施；3总接地端或总接地连接带；7节余电流保护器；4电涌保护器（SPD）；F电涌保护器制造商指定的保护器（如熔12丝、断路器、节余电流保护RA本装置的接地电阻；器）；RB供电系统的接地电阻；图7TT系统中电涌保护器安装在节余电流保护器的负荷侧3.4.3.4b)按图8和图9接线的TN和TT系统(SPD接在节余电流保护器的电源侧)中，Uc不该小于1.15Uo。1装置的电源；6需要保护的设施；2配电盘；F电涌保护器制造商指定的保护器（如3

29、总接地端或总接地连接带；熔丝、断路器、节余电流保护器）；4电涌保护器（SPD）；RA本装置的接地电阻；5电涌保护器的接地连接，5a或5b；RB供电系统的接地电阻；图8TN系统中的电涌保护器注：当采纳TN-C-S或TN-S系统时，在N与PE线连接处电涌保护器用三个，在其以后N与PE线分开处安装电涌保护器时用四个（即在N与PE线间增添一个）。131装置的电源；6需要保护的设施；2配电盘；7节余电流保护器，可位于母线的上方或3总接地端或总接地连接带；下方；4电涌保护器（SPD）；F电涌保护器制造商指定的保护器（如熔4a放电缝隙或电涌保护器，它们应能承受丝、断路器、节余电流保护器）；电源变压器高压侧碰

30、外壳短路产生的过电压；RA本装置的接地电阻；5电涌保护器的接地连接，5a或5b；RB供电系统的接地电阻；图9TT系统中电涌保护器安装在节余电流保护器的电源侧c)按图10接线的IT系统中Uc不该小于1.15U。注：U是低压系统相线对相线的电压，在220/380V三相系统中，U=380V。开路或接1装置的电源；2配电盘；3总接地端或总接地连接带；4电涌保护器（SPD）；5电涌保护器的接地连接，5a或b；6需要保护的设施；7节余电流保护器；F电涌保护器制造商指定的保护器（如熔丝、断路器、节余电流保护器）；RA本装置的接地电阻；RB供电系统的接地电阻；图10IT系统中电涌保护器安装在节余电流保护器的负

31、荷侧14）不一样特征SPD的差别安装：在本文参数定义和SPD的分类中，我们已介绍了构成SPD的非线性元件可按其特征分为开关型和箝压型两大类，也可串、并联构成混杂型，它们主要有放电缝隙、气体放电管和可控硅整流器及压敏电阻雪崩二极管等，常用符号拜见图11。各种SPD在浪涌（8/20s）下的响应曲线，见图12。从图12中可以看出开关型与箝压型SPD拥有不一样的箝位电压和响应曲线，利用混杂型采纳不一样元件和串（并）联方式又能获得新的参数。雪崩二极管压敏电阻放电缝隙可控整流器气体放电管串连混杂型并联混杂型开关型SPD浪涌电压图11混杂型INOUT图12各种SPD在浪涌（8/20s）下响应曲线15关于不一

32、样冲击波形下,SPD的Q值。在IEC61024-1-2中指出：要办理脉冲为10/350s的电荷量，相当于8/20s脉冲状况下电荷量的20倍，即：Q（10/350s）=20Q（8/20s）：上式可用图13表示看出，此中脉冲电流曲线包络下的面积即Q值。图13从计算公式也可以推导出，在电流幅值同样状况下，不一样波形下Q的比值应为：Q（10/350s）=1/0.7IT2Q（8/20s）=1/0.7IT2式中I值同样，T2不一样，10/350s的T2为350s，8/20s的T2为20s，分别代入式中，其比值为；Q（10/350s）/Q（8/20s）=17.52023501/0.7IT=201/0.7IT

33、2即要办理10/350s的初次雷击电流，如采纳类试验（8/20s波形）的SPD，其额定泄放电流应比铭牌上标出的数值大20倍。在IEC61643-2中特别指出，雷电冲击电流有二个关健性的参数：di，雷电流幅值上升速度快，陡度大dt连续时间，一般用T2表示，如T2=350s时，对类防雷建筑物I=100KA，16Qs=idt约为50C。所以，在不一样的地址，对不一样的设施分别安装SPD是一重要原则。3.4.4.常例安装要求SPD在低压系统中的选择，安装地址及其所供给的保护可用图14表示。1保护模式尽可能安装在建筑物进口处振荡现象连接导线的长度附带保护的需要安装SPD的安装地址取决于试验种类雷电防范区

34、的看法安装应凑近被保护设施SPD的连接线尽可能短和直在进口处安装一个SPD1后，第二个SPD2应凑近设施安装、类试验的SPD可用于进口处，、类试验的SPD可用于安装在凑近设施处SPD安装在雷电防范区（LPZ）的交界处图14SPD的安装地址及其所供给的保护关于固定式SPD，常例安装应依据下述步骤：1）确立放电电流路径2）缩短在设施终端引起的额外电压降的导线，见图15（1）和15（2）。说明：在图15中，Ures是、类SPD的残压或更一般地说是限制电压。3）为防范不用要的感觉回路，应缩短每一设施的接地PE导体，图15（3）、15（4）和16。说明：假如不行能进行单一接地则需要两个SPD(如图15（

35、4）所示)。4）设施与SPD之间建立等电位连接。5）要进行多级SPD的能量协调说明：为了限制安装后的保护部分和不受保护的设施部分之间感觉耦合，需进行一定丈量。经过感觉源与被感觉电路的分别、回路角度的选择和闭合回路地区的限制能降低互感，见图15。17当载流重量导线是闭合回路的一部分时，因为此导线凑近电路而使回路和感觉电压而减少。见图16（c）。一般来说，将被保护导线和没被保护的导线分开比较好，并且，应该与接地线分开。同时，为了防范动力电缆和通信电缆之间的瞬态正交耦合，应该进行必需的丈量。与防范距离相关的振荡效应：“当SPD1用来保护设施或安装在输进口配电盘上却不可以对某些设施供给足够的保护时，S

36、PD2的安装地址应该尽可能地凑近被保护的设施。假如距离太远，可能会在终端设施上产生2倍于Up甚至更高的振荡电压，尽管对设施使用了SPD保护，但这个振荡电压仍会使设施损坏。见图17）。合理的距离（又称防范距离）与SPD种类、系统种类、进入的浪涌源的陡度和波形及相连的负载相关。特别是在设施相当于高阻负载或设施内部发生离开,可能出现电压倍增。”为认识释此现象，图18给出了这种状况下出现电压倍增的一个例子。要使回路尽量小(a)合格方式（b）若UW1和UW2和足够小合格d）（c）合格方式(d)合格方式和图15单口SPD的安装18较好的方法合格但不够好的方法a）设施大回路区di/dt产生的d/dt较大较好

37、的方法（b）设施小回路产生的d/dt较小最好的方法设施（c）电缆的外护层与芯线使d/dt0（d）合格上游下游负载e）负载不合格的方法电感耦合图16安装合格或不合格的例示19物理图解电气设计图若干米（10m）UU=kU浪涌LrLr浪涌SSP被保护设施PDCDC由r决定的L与C之间的振荡，使设施终端UkUk值取决于各种参数，在设施为高阻时k2图17SPD与被保护设施之间可能出现的振荡-设施终端电压SPD终端电压（残压）冲击电源5kA（8/20s）10m导线SPD（MOV）电容：5F起负载作用图18电压倍增图示20一般以为距离小于10米时不会产生振荡，图18说明即使距离为10米，也有可能产生电压倍增

38、，但只有负载为纯电容时才有可能发生。有时设施有内部保护元件（如压敏电阻），即使距离较远，振荡也会明显减少。此时应注意SPD与设施内部保护元件的协调。说明：一般来说，仅在凑近被保护设施处安装一个SPD是不够的。因为电磁兼容原由（为防范浪涌电压产生的电磁搅乱，最幸好进口处进行分流）和为了对设施进行保护（防范导线之间的闪络），最幸好设施的进口处安装SPD。假如设施不在进口处安装的SPD的保护范围内，有必需在凑近设施处另行安装一个SPD，此时也应试虑其协调性。说明：这种现象可以经过由与浪涌频次和导线长度相关的振荡和行波来解说。连接线长度的影响为获取最正确过压保护应使SPD的连接导线尽可能短。如导线太长

39、将引起SPD电压降，为供给有效的保护有必需降低安装于此的SPD的保护等级。转移至设施的残压为由SPD上和导线上感觉电压的总和。这两种电压不必定同时达到峰值。出于适用的目的，一般情况下，它们可以相加。图19说明连接线的感觉如何以致SPD残压的增添。图19b)表示脉冲发生器先加在金属氧化物压敏电阻而后经过几米连接导线后的结果。尽可能防范的方式建议使用的方式导线长度l1和l2对应b的电感A、B两点的电压为SPD的终端电压（残压）与由于导线l1、l2产生电压降之和SPD的终端电压合格的设计冲击电流图19与SPD连接导线对SPD的影响21一般假设导线感抗为1Hm。当脉冲陡度为1kAs，导线上感觉电压降凑

40、近1kVm，并且，假如didt陡度更大时，感觉电压值将增添。在可能状况下，当这种感抗的影响被以为是因为环路的分别而明显减小时，最好采纳方案c)；当方案c)不可以采纳时，则采纳方案d)，尽可能防范采纳方案a)。注意：假如回流线与进线是经过紧凑接线方式磁耦合，感抗将减小。需要附带保护之处：当建筑物进线处浪涌电压较低时，在凑近进线处安装一个SPD便行。但在某些特别情况下，比方安装了特别敏感的设施（电子设施，计算机）或这些需要保护的设施离安装在入口处的SPD太远、在建筑物内因为雷电放电和内部搅乱源而产生电磁场时，有必需在凑近被保护设施处或设施内部安装附带的SPD。电源系统和信号网络线进入防范区时，应相

41、互凑近并连接在同一金属物上，实现等电位连接，这一点对由非障蔽金属（如木材、砖混结构）建筑物尤其重要。要考虑系统中多数被保护的电子敏感设施的耐压水平。对安装在设施近来处的SPD，一定使其UP值最少低于设施耐压值的20。假设安装在进线处的SPD在保护范围内，如果进线处的SPD的UPl乘以一个过压因子后低于UP2，那么，只好使用进线处的SPD。（见图20）图20需要切合设施状况说明：用户应注意设施的抗扰性可按IEC6l000-4-5标准，用混杂波发生器进行试验得出。在这种状况下，低阻抗设施的抗扰性不不过依据耐压UW来定义，且部分浪涌电流经过设施分流，需设计一合理的协调。22在建筑物内部当可能出现一些

42、高能量的开关浪涌（投切过电压）时，此时需安装附带SPDSPD应具备的功能和附带要求SPD的基本功能关于正常工作状态下的低压系统，安装后的SPD不对付系统和系统装置内的设施工作特征有明显的影响。关于出现浪涌等非正常工作状态的低压系统，SPD应及时对浪涌作出反应，经过SPD能限制瞬态过电压和分走电涌电流的特征，将过电压降到IEC60664-1规定的各种类地址设备耐冲击过电压额定值以下。关于经历了非正常状态的低压系统，即经过浪涌后恢复正常状态的SPD，应恢复其高阻抗特征，并采纳措施防范或克制电力线上的续流。使用SPD的附带要求对直接接触进行保护。SPD应以这种方式安装：安装在不行接触的范围内或对直接

43、接触采纳保护（如部署间隔罩等）。发生SPD无效事件的安全性。当浪涌电压超出设计的最大承受能力和放电电流容量时，SPD可能会无效或被损坏。SPD的无效模式大体分为开路和短路两种方式。处于开路模式时，被保护设施将不再受保护。这时，因为对系统自己几乎不会产生影响，很难发现SPD己无效。为了保证在下一浪涌到来从前，能将无效的SPD替代掉，一定要求SPD具备指示无效的功能。处于短路模式时，系统出于SPD的无效而遇到严重影响。短路电流由配电系统流向失效的SPD。因为无效的SPD平常并未完整短路且有必定阻抗，在开路前将产生热能引起燃烧。在这种状况下，被保护系统没有适合的器件使其与无效的SPD发生离开，关于短

44、路失效模式的SPD要求安装一个适合的离开装置（断路器或熔断器）。3）SPD的选择步骤：一般来说，SPD的选择有以下六个步骤：选择Uc、UT及最大浪涌能力保护距离SPD寿命和无效模式SPD与其余外面设施的关系UCUCSUTUTOVSPD的安装地址正常状态IC不会涉及到人身安全，不会对设施产生故障故障状态SPD不搅乱其余器件或线路开关SPD与防过电流装置间的配合在In防过电流设施不动作；在Imax防过电流设施动作，且不会产生任何伤害；5电压保护水平UP的选择考虑被保护设施的承受浪涌能力和配电系统的额定电压236考虑SPD之间的能量配合说明以下：A：Uc、UT和Ic关于Uc在不一样供电系统中的取值已

45、在本文中说明。UT是SPD能承受的短时过电压值，在理论上是向来线。但在实质中常因一些值（电源频次、直流过压）可能随时间变化，使得在必定的时间间隔内（一般在0.05秒到10秒间），会超出最大连续工作电压Uc，所以采纳UT值应试虑大于UTOV。但事实上，要求一个SPD既要有较高的耐短时过电压能力同时又能供给低保护等级不行能的，只有比较而舍取，或采纳多级保护。当外加连续工作电压Uc时，经过SPD的最大连续工作电流值为Ic。为防范过电流保护设施或其余保护设施（如RCD）不用要动作，Ic值的选择特别实用。Ic的选择可参看“五分法”的利用分流来确立。B保护距离主要指SPD的安装地址。一般SPD应安装在低压

46、供电系统在建筑物的进口处多指在变压器的低压侧（特别说明：在公共配电系统中安装SPD一定获得公共配电系统管理部门如供电局的同意）的配电盘上。当配电盘与用电设施距离较远或用电设施需要多重保护时，SPD2、SPD3应尽可能的凑近被保护设施并在防雷区交界处做等电位连接。CSPD的寿命和无效模式SPD的寿命是指其在使用限期内耐受规定的冲击能力。因为浪涌种类及浪涌出现的频率不一样，SPD的寿命可以很长也可以很短。事实上，假如一个最大放电电流Imax为20KA（820s）的SPD，在安装几秒钟后便遇到了一个30KA（820s）的雷击电流，这个SPD可能会损坏!这种状况下，SPD的实质使用寿命只有几秒钟!这种

47、极端的状况说明预期寿命只可能是经过标准化测试获取的，而由厂家供给的预期使用寿命没有任何保证。独一可能的门路是进行寿命长短的比较。在先前的例子中，两个最大放电电流分别为10KA和20KA（820s）的SPD在几秒钟后都将会损坏，但一般来说，第二个SPD的寿命应该比第一个SPD的寿命长。一般应选择在标准老化试验条件下，测试SPD能否老化，而采纳未老化的SPD。其余还需考虑UTOV、估计的雷击浪涌及与其余SPD的协调，这样即使在SPD无效时也能保证安全。无效模式取决于浪涌种类。很简单选择到无效时开路(直接地或经过离开装置)的SPD，而选择一个无效时短路的SPD却很困难。无论采纳何各种类，为防范发生供电电源扰动或中断，一定考虑SPD与上游备用防范装置之间的配合。一般在SPD前串接的断路器（或熔断器）负荷电流的容量应小于上司供电电路的断路器（或熔断器）1.6倍。DSPD与其余外面设施的关系SPD与防过电流装置间的配合应达到在额定放电电流In下，过电流设施不动作（断路器未断开或熔丝未消融）。但当电流很大时如Imax时，过流保护设施一定动作。对有复位功能的过电流保护设施（如断熔器），在发生浪涌以后应能马上恢复正常状态。在这种状况下，24在过流保护设施的响应时间内，所有浪涌将流过SPD。所以，SPD应有足够的能量承受力。因为这种现象引起的损坏不该以为SPD己