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(tài)過電壓發(fā)生時將受保護區(qū)域中的所有受保護對象連接到等電位系統(tǒng)。將環(huán)路中的瞬態(tài)過電壓幅度限制在設(shè)備可以承受的范圍內(nèi)。SPD部件分為電壓開關(guān)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(chǎn)品[1]。

1.2 設(shè)備分類

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

（1）電壓開關(guān)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(tài)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(lián)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(shè)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(shè)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(shè)備可以使用ChokeCoil，High-PassFilter，Low-PassFilter等。

根據(jù)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(jié)能器）：交流，直流，開關(guān)節(jié)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(xù)工作電壓（Uc）：可在SPD上連續(xù)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(shù)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(shù)是從標準參數(shù)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(yù)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(jù)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(yīng)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(yīng)考慮安裝位置，而且還應(yīng)考慮該位置與其他設(shè)備之間的距離是否合適，然后首先考慮電網(wǎng)的設(shè)計（例如TN-S，TT，IT系統(tǒng)等）。將浪涌保護器放置的太近或太遠都會對設(shè)備的保護產(chǎn)生負面影響（如果設(shè)備離得太近，浪涌保護器會產(chǎn)生振蕩波，如果距離太遠則不會產(chǎn)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(shù)，請確保所選SPD組件具有大容量，并根據(jù)從制造商獲得的數(shù)據(jù)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(qū)

選擇SPD的關(guān)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(shè)備的耐受電壓水平以保護設(shè)備。根據(jù)IEC60364-4-44，IEC60664-1，IEC60730-1的規(guī)范進行設(shè)計時，將根據(jù)規(guī)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(shù)表用作選擇SPD的重要標準。首先，確定建筑物電子信息系統(tǒng)的防雷等級。

GB50343-2012的《建筑物電子信息系統(tǒng)防雷技術(shù)規(guī)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(shù)。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(qū)（LPZ）應(yīng)分為直接雷電保護區(qū)（420A），直線雷電保護區(qū)（pz0B）直接雷電保護區(qū)，第一保護區(qū)，第二保護區(qū)和后續(xù)保護區(qū)。必須滿足以下要求：

①直擊雷電保護區(qū)（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(qū)域。②直接雷電保護區(qū)（LPZOB）：這是一個暴露的直接雷電保護區(qū)，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(qū)（LPZ1）：由于建筑物的屏蔽措施，流經(jīng)各種導體的雷電流比直接防雷區(qū)（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(qū)（LPZ2）：這是通過進一步減小感應(yīng)雷電流或電磁場而引入的后續(xù)保護區(qū)。⑤后續(xù)保護區(qū)（LPZn）：應(yīng)進一步減少雷電電磁脈沖，以保護高靈敏度設(shè)備的后續(xù)保護區(qū)。

3 結(jié)語

浪涌電壓很普遍。統(tǒng)計數(shù)據(jù)表明，國家電網(wǎng)每8分鐘就會出現(xiàn)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(shè)計非常必要。電涌保護設(shè)計是一種預(yù)防性設(shè)計，只有這樣，才能盡可能少地保護設(shè)備免受過電壓損壞。