第5章：常用防雷保护设备(器件)及选型

风电机组防雷与接地

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第5章常用防雷保护设备（器件）及选型

一、避雷器及其选型二、电（浪）涌保护器及其选型三、电（浪）涌保护器的配置四、ABB电（浪）涌保护器简介五、相关标准一、避雷器及其选型

1、感应雷防护手段电力设备防护电源系统防护电子设备防护避雷器保护间隙管型避雷器阀型避雷器氧化锌型避雷器浪涌保护器信号系统防护放电管TVS压敏电阻一、避雷器及其选型

2、避雷器的主要参数（1）伏秒特性：指电压与时间的对应关系。（2）工频续流：指雷电压或过电压放电结束，但工频电压仍作用在避雷器上，使其流过的工频短路接地电流。（3）绝缘强度自恢复能力：电气设备绝缘强度与时间的关系，即恢复到原来绝缘强度的快慢。（4）避雷器的额定电压：把工频续流第一次过零后，间隙所能承受的，不至于引起电弧重燃的最大工频电压，又称电弧电压。一、避雷器及其选型

3、对电力避雷器的基本要求（1）避雷器的伏秒特性的上限不得高于电气设备的伏秒特性的下限。（2）要求避雷器间隙绝缘强度的恢复程度高于避雷器上恢复电压的增长程度。二、电（浪）涌保护器及其选型

1、常用防雷元件（1）压敏电阻

（2）放电管

（3）放电间隙

（4）抑制二极管

（5）退耦器压敏电阻：

是以ZnO为主要成分的金属氧化物半导体非线性电阻，当作用在其两端的电压达到一定数值后，电阻对电压十分敏感。它的工作原理相当于多个半导体P-N的串并联。压敏电阻的特点是非线性特性好、通流容量大、常态泄漏电流小、残压低、对瞬时过电压响应时间快、无续流等。

压敏电阻的最大特点是当加在它上面的电压低于它的阀值“UN”时，流过它的电流极小，相当于一只关死的阀门，当电压超过UN时，流过它的电流激增，相当于阀门打开。利用这一功能，可以抑制电路中经常出现的异常过电压，保护电路免受过电压的损害。二、电（浪）涌保护器及其选型

1、常用防雷元件（1）压敏电阻

（2）放电管

（3）放电间隙

（4）抑制二极管

（5）退耦器放电管：是由相互离开的一对冷阴板封装在充有一定的惰性气体的玻璃管或陶瓷管内组成的。为了提高放电管的触发概率，在放电管内还有助触发剂。这种充气放电管有二极型的，也有三极型的。气体放电管具有载流能力大、响应时间快、电容小、体积小、成本低、性能稳定及寿命长等特点;缺点是点燃电压高，在直流电压下不能恢复截止状态，不能用于保护低压电路，每次经瞬变电压作用后，性能还会下降。

（1）压敏电阻

（2）放电管

（3）放电间隙

（4）抑制二极管

（5）退耦器二、电（浪）涌保护器及其选型

1、常用防雷元件放电间隙

一般由暴露在空气中的两根相隔一定间隙的金属棒组成其中一根金属棒与所需保护设备的电源相线L1或零线（N）相连，另一根金属棒与接地线(PE)相连接，当瞬时过电压袭来时，间隙被击穿，把一部分过电压的电荷引入大地，避免了被保护设备上的电压升高。这种放电间隙的两金属棒之间的距离可按需要调整，结构较简单，其缺点是灭弧性能差。改进型的放电间隙为角型间隙，它的灭弧功能较前者为好，它使回路的电动力F作用以及热气流的上升作用而使电弧熄灭的。

（1）压敏电阻

（2）放电管

（3）放电间隙

（4）抑制二极管

（5）退耦器二、电（浪）涌保护器及其选型

1、常用防雷元件瞬态抑制二极管（TVS）瞬态抑制二极管（TransientVoltageSuppressor）简称TVS，是一种二极管形式的高效能保护器件。当TVS二极管的两极受到反向瞬态高能量冲击时，它能以10的负12次方秒量级的速度，将其两极间的高阻抗变为低阻抗，吸收高达数千瓦的浪涌功率，使两极间的电压箝位于一个预定值，有效地保护电子线路中的精密元器件，免受各种浪涌脉冲的损坏。由于它具有响应时间快、瞬态功率大、漏电流低、击穿电压偏差小、箝位电压较易控制、无损坏极限、体积小等优点。

（1）压敏电阻

（2）放电管

（3）放电间隙

（4）抑制二极管

（5）退耦器二、电（浪）涌保护器及其选型

1、常用防雷元件退耦器适用范围：适用于下列情况：1.前级防雷器为开关型，后级为限压型，两级之间线缆长度小于10米；2.前级、后级防雷器都为限压型，两级之间线缆长度小于5米时。串接于两极之间，起到能量配合的作用（即为了保证响应速度快但通流能力小的后级防雷器在工作时通过的能量不超过自身最大承受能量，并把余下的更大的能量及时交换到反应慢但通流能力大的前级防雷器上），主要用在小型机房、野外基站、单台设备等等。

特点：

◆以电感代替所需的导线长度，协调前后两级防雷器动作

◆减少电磁感应干扰，令级间防雷器动作相响应更紧凑

◆标准模块化设计，35MM导轨安装，使用方便二、电（浪）涌保护器及其选型

2、电（浪）涌保护器（SPD）Δ电涌保护器：目的在于限制瞬态过电压和分走电涌电流的器件，它至少含有一非线性元件。Δ电源SPD：连接到低压配电系统的SPD。Δ电信SPD：连接到电信和信号网络的SPD。

适用电压：直流1500V

交流1000V（rms）（50Hz）二、电（浪）涌保护器及其选型

3、低压配电系统中SPD分类T1（I级分类试验） 用标称放电电流In、1.2/50μs冲击电压和10/350

μs冲击电流Iimp做的试验，对应为电压开关型SPD。T2（Ⅱ级分类试验） 用标称放电电流In、1.2/50μs冲击电压和8/20

μs最大放电电流Imax做的试验，对应为限压型SPD。T3（Ⅲ级分类试验）用混合波（1.2/50μs和8/20μs）做的试验，对应为组合型SPD。4、安装SPD的基本要求二、电（浪）涌保护器及其选型

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安装SPD之后，在无电涌发生时，SPD不应对电气（电子）系统正常运行产生影响。★安装SPD之后，在有电涌发生的情况下，SPD能承受预期通过的雷电流而不损坏，并能箝制电涌电压和分走电涌电流★在电涌电流通过后，SPD应迅速恢复高阻状态，切断工频续流。三、电（浪）涌保护器的配置

1、雷电防护等级选择表三、电（浪）涌保护器的配置

2、多级配置三、电（浪）涌保护器的配置

3、防雷保护区与SPD配置三、电（浪）涌保护器的配置

3、防雷保护区与SPD配置三、电（浪）涌保护器的配置

4、SPD的安装位置及距离Δ浪涌保护器连接导线应平直，其长度不宜大于0.5米。

Δ接地线的敷设应平直、整齐。三、电（浪）涌保护器的配置

三、电（浪）涌保护器的配置

三、电（浪）涌保护器的配置

4、SPD的安装线材要求四、ABB电（浪）涌保护器

1、型号简介四、ABB电（浪）涌保护器

2、主要特点最大放电电流Imax为100kA/相电压保护水平Up＜1200V具有共模/差模保护具有老化过热保护具有内部隔离器具有报警显示插入式结构（可选）远方报警功能（可选）集中监控模块数多达15块安全储备保护及显示适用于各种低压配电网络四、ABB电（浪）涌保护器

3、安装实例五、关于SPD的相关标准

GB50057-2010《建筑物防雷设计规范》GB50343-2004《建筑