建筑物低壓配電箱浪涌保護器的裝設和選擇

馮利軍

山東泰開成套電器有限公司 山東泰安 271000

1 浪涌保護器概述

1.1 浪涌保護器的工作原理

浪涌保護器的基本原理是在瞬態過電壓發生時將受保護區域中的所有受保護對象連接到等電位系統。將環路中的瞬態過電壓幅度限制在設備可以承受的范圍內。SPD部件分為電壓開關型和電壓限制型，這種SPD在無浪涌時具有較高的電阻值，但阻抗會隨著浪涌而突然改變。低價值限壓浪涌適用保護器。這種浪涌保護器在沒有浪涌的情況下是高阻抗，并且隨著浪涌電流和電壓的增加，阻抗會不斷減小。混合SPD使用兩種類型。組件的特性組裝成具有電壓切換和電壓限制特性的產品[1]。

1.2 設備分類

根據工作原理，浪涌保護器可分為三種類型：開關型，電壓限制型和并聯型（或扼流型）。

（1）電壓開關型浪涌保護器：無電涌時為高阻抗，有電涌時為低阻抗。

（2）電壓限制浪涌保護器：如果沒有電涌，則為高阻抗，并且隨著電涌電流和電壓的增加，阻抗會不斷減小。在瞬態過電壓期間，電壓的表示功率幾乎不會干擾電流，但是當浪涌電流和電壓增加時，對電流的干擾會逐漸減小，并且SPD電流-電壓特性具有很強的非線性。

（3）并聯型或扼流型電浪涌保護器。分流型：SPD的輸入（輸出）端子和保護設備的所有電阻器連接在一起，電流脈沖對電流有輕微的干擾，但是正常工作頻率對電流有很大的干擾。

扼流圈類型：SPD的組件和保護設備通過導線一一連接，電流脈沖似乎對電流有很大的干擾，但是正常工作頻率對電流的小的障礙表示[2]。這些設備可以使用ChokeCoil，High-PassFilter，Low-PassFilter等。

根據目的，SPD可以分為兩種：電源保護器和信號保護器。

（1）第一類（節能器）：交流，直流，開關節能器等

（2）第二類（信號保護器）：低頻，高頻，天線饋線信號保護器等。

1.3 浪涌保護器的主要性能和指標

（1）最大連續工作電壓（Uc）：可在SPD上連續施加的最大RMS交流電壓和DC電壓之和。超過此值的任何操作都會對SPD造成熱損壞。

（2）電壓保護等級（上）。此參數是電涌保護器的主要功能，它是浪涌保護器端子之間的電壓極限水平。此參數是從標準參數中選擇的最佳值，該最佳值大于在電壓極限水平測量中獲得的最大值（I和II測試中使用額定放電電流）。

（3）標稱放電電流（In）。流過浪涌保護器的峰值電流具有8/20s（15倍）波形的電流峰值，用于浪涌保護器的II型測試，I型和II型測試的預處理實驗以及電涌保護器的計算增值。

（4）最大放電電流（Imax）。流過浪涌保護器的峰值電流波形為8/20，幅度遵循II類測試的操作順序。Imax值大于In。

（5）脈沖電流（Iimp）。脈沖電流Iimp由峰值電流Ipeak和電荷Q決定，并根據操作測試程序進行測試。用于對I類測試中的電涌保護器進行分類（此定義對應于10/350波形）。

2 浪涌保護器（SPD）的選擇與配置

2.1 選擇原則

選擇要安裝的SPD時，不僅應考慮安裝位置，而且還應考慮該位置與其他設備之間的距離是否合適，然后首先考慮電網的設計（例如TN-S，TT，IT系統等）。將浪涌保護器放置的太近或太遠都會對設備的保護產生負面影響（如果設備離得太近，浪涌保護器會產生振蕩波，如果距離太遠則不會產生任何影響）[3]。

此外，在選擇SPD時，需要考慮安裝位置的安培數，請確保所選SPD組件具有大容量，并根據從制造商獲得的數據評估SPD并考慮SPD的使用壽命。選擇不容易老化的一種。

2.2 防雷等級及防雷區

選擇SPD的關鍵是準確確定電壓保護水平（殘余電壓）Up和最大放電電流，以使Up低于保護設備的耐受電壓水平以保護設備。根據IEC60364-4-44，IEC60664-1，IEC60730-1的規范進行設計時，將根據規范給出的雷電流分布圖，雷電流分流估計方程和雷電流參數表用作選擇SPD的重要標準。首先，確定建筑物電子信息系統的防雷等級。

GB50343-2012的《建筑物電子信息系統防雷技術規范》確定建筑物在第一次和第一次雷擊后的防雷等級和雷電電流參數。也可以從在每年平均雷暴日T處測得的雷電流幅度的雷電概率曲線中檢查雷電流幅度。閃電的機會。特別是按E=1-Nc/N計算。然后可以從不同的概率得出需求。不同級別的SPD安裝：

①如果E大于0.98，則將其評定為A。②當E大于0.90且小于或等于0.98時，將其評為B。③如果E大于0.80且小于或等于0.90，則將其定為C。④如果E為0.80以下，則分類為D等級。

防雷區（LPZ）應分為直接雷電保護區（420A），直線雷電保護區（pz0B）直接雷電保護區，第一保護區，第二保護區和后續保護區。必須滿足以下要求：

①直擊雷電保護區（LPZOA）：電磁場不會衰減，各種物體都可以直接擊中雷電，這是一個完全暴露的非保護區域。②直接雷電保護區（LPZOB）：這是一個暴露的直接雷電保護區，在這里，電磁場沒有衰減，各種物體幾乎都不適合直接雷擊。③第一保護區（LPZ1）：由于建筑物的屏蔽措施，流經各種導體的雷電流比直接防雷區（LPZOB）減少的電流更大，電磁場開始衰減，并且各種物體直接被雷擊。④第二保護區（LPZ2）：這是通過進一步減小感應雷電流或電磁場而引入的后續保護區。⑤后續保護區（LPZn）：應進一步減少雷電電磁脈沖，以保護高靈敏度設備的后續保護區。

3 結語

浪涌電壓很普遍。統計數據表明，國家電網每8分鐘就會出現一次電涌過電壓，而20-30的計算機故障是由電涌電壓引起的。因此，電涌保護設計非常必要。電涌保護設計是一種預防性設計，只有這樣，才能盡可能少地保護設備免受過電壓損壞。