電源浪涌保護器

電源浪涌保護器又稱電源防雷器，適用於交流50/60HZ，額定電壓220V/380V的供電系統中，對間接雷電和直接雷電影響或其他瞬時過壓的電湧進行保護，適用於家庭住宅、第三產業以及工業領域電涌保護的要求，具有相對相，相對地，相對中線，中線對地及其組合等保護模式。

基本介紹

• 中文名：電源浪涌保護器
• 外文名：Power surge protector
• 適用範圍：交流50/60Hz
• 額定工作電壓：220V/380V
• 屬性：保護器

套用領域

電源浪涌保護器適用於交流50/60Hz，額定工作電壓220V/380V的TT、TN-S、TN-C、IT等供電系統及工廠低壓動力和控制系統，對間接雷電和直接雷電影響或其他瞬時過電壓的浪湧進行保護，主要適用於住宅，第三產業及工礦企業等領域浪涌保護要求。

作用

電源浪涌保護器通常並聯至電路系統中，當雷電發生時，在進入建築物的各類金屬管、線上產生的高強度電磁感應，因而產生的大量脈衝能量，電源浪涌保護器就會發揮作用將過電流導入到大地，降低設備各連線埠的電位差。適合於220/380V供配電系統的瞬態過電壓保護，該產品可以及其有效地抑制由雷電引起的感應過電壓及系統操作過電壓，保護設備安全，保障系統的正常運行。

原理

電源浪涌保護器分為防爆箱式和模組式兩種。均採用了一種非線性特性極好的壓敏電阻。在正常情況下，浪涌保護器處於極高的電阻狀態，漏流幾乎為零，從而保證電源系統正常供電。當電源系統出現浪涌過壓時，電源浪涌保護器立即在納秒級的時間內導通，將過電壓的幅值限值在設備的安全工作範圍內，同時將浪涌能量入地釋放掉。隨後，浪涌保護器又迅速變為高阻狀態，從而不影響正常供電。

性能特點

1.保護通流量大，殘壓極低，回響時間快

2.採用最新滅弧技術，徹底避免火災；

3.採用溫控保護電路，內置熱保護；

4.帶有電源狀態指示，指示浪涌保護器工作狀態；

5.結構嚴謹，工作穩定可靠。

參數選擇及線路保護

1.浪涌保護器（SPD）的分類

按使用非線性元件的特性來分

1.1電壓開關型SPD

常用的非線性元件有放電間隙、氣體放電管等，它具有大通流容量(標稱通流電流和最大通流電流)的特點，特別適用於易遭受直接雷擊部位的雷電過電壓保護(即L PZ0A區)。

1.2電壓限制型SPD

常用的非線性元件有氧化鋅壓敏電阻、瞬態抑制二極體等，是大量常用的過電壓保護器，一般適用於室內(即L PZ0B、L PZ1、L PZ2區)。

1.3組合型SPD

由電壓開關型元件和限壓型元件混合使用，隨著施加的衝擊電壓特性不同，SPD有時會呈現開關型SPD特性，有時呈現限壓型SPD特性，有時同時呈現兩種特性。

2.表征SPD的主要技術參數選擇

2.1保護模式

SPD可連線在L (相線)、N (中性線)、PE (保護線)間，如L 2L、L 2N、L 2PE、N 2PE,這些連線方式與供電系統的接地型式有關。

2.2最大持續工作電壓Uc

可能持續加於SPD兩端的最大方均根電壓或直流電壓，其值等於SPD本身的額定電壓。

IEC6036452534中提出，在TT系統中，當SPD設在漏電流保護器(RCD)的電源側時，U c≥1.1Uo;當SPD設在漏電流保護器的負荷側時，U c≥1.5U o.

在TN系統和IT系統中，U c≥1.1U o.Uc的選擇要考慮到當地電網的水平波動及用戶用電的具體情況，不是一味取大值為好，因為U c取大，整個壓敏器件啟動電壓也高，浪涌電壓將對設備產生危害。國際標準有一系列的優選值，與當地電網水平有關。

2.3雷電通流量Imax

一般在L PZ0與L PZ1區交界處選用10/350u s波形、每相通流量≥10KA的SPD安裝，在L PZ1與L PZ2區交界處選用8/2 0u s波形，每相通流量≥5KA的SPD安裝。由於10/350u s波形的能量比8/20u s的大20倍，其電流相應大5倍，如果要用8/20u s波形的SPD代替，其雷電通流量相應要大5倍。

2.4保護水平Up

該值應比在SPD端子測得的最大限制電壓大，與設備的耐壓Uw一致(1.2U p≤Uw ) ,可以從一系列的參考值中選取(如0108、0109、……1、1.2、1.5、1.8、2、……8、10KV等)。國標當中較好的U p有800V、900V.

2.5漏電流

並聯型SPD要求漏電流≤30uA (公安部要求≤20uA ) ,串聯型SPD要求漏電流≤01.mA.

2.6啟動電壓Uas

過去認為啟動電壓即標稱壓敏電壓，實際上通過SPD的電流可能遠大於測試電流1mA ,這時不能不考慮已經抬高的殘壓對設備保護的影響。從壓敏電壓到啟動電壓的時間(即SPD的回響時間)比較長，約為100ns.啟動電壓越高則殘壓也越高，越低則壓敏電阻易老化。其值不應大於被保護設備的絕緣水平。

2.7殘壓Ures

是真正加在被保護設備連線埠的電壓。殘壓越低越好，應小於被保護設備耐衝擊過電壓額定值。見表1:

表1220/380V三相系統各種設備耐衝擊過電壓額定值Uw

Uw

2.8標稱放電電流In

用來劃分SPD等級，具有8/20u s或10/350u s模擬雷電流衝擊波的放電電流。Imax= 2~ 3 In。

2.9持續工作電流Ic

在最大持續工作電壓U c下保護模式上流過的電流，實際上是各保護元件及與其並聯的內部輔助電路流過的電流之和。為避免過電流保護設備或其它保護設備(如RCD)不必要動作，Ic值的選擇非常有用。在正常狀態下，Ic應不會造成任何人身安全危害(非直接接觸)或設備故障(如RCD)。一般情況下對RCD, Ic應小於額定殘壓電流值( I△n)的1/3.

2.10以上是選擇SPD時所要考慮的幾種主要的參數，可以通過下圖來具體比較幾種電壓之間的關係：

圖1Up Un和Uc相關曲線

Up Un和Uc相關曲線

3.電源SPD的線路安裝

3.1安裝位置

按照IEC131221 (L PZ)的概念，當電氣線路穿過兩防雷區交界處時要安裝浪涌保護器，根據設備的不同位置和耐壓水平，可將保護級別分為三級或更多，但保護器必須很好的配合，以便按照它們耐能量的能力在各浪涌保護器之間分配可接受的承受值和原始的閃電威脅值有效地減至需要保護的設備的耐電涌能力。但由於工藝要求或其它原因，被保護設備的安裝位置不會正好設在界面處而是設在其附近，在這種情況下，當線路能承受所發生的電涌電壓時，浪涌保護器可安裝在被保護設備處，而線路的金屬保護層或禁止層宜首先於界面處做一次等電位連線。在實際的工作中，一般都將電源浪涌保護器設在總配電房、各樓層的配電箱中及被保護設備前，均取得了較好的防護效果。

3.1.1在LPZ0區與L PZ1區交界處，在從室外引來的線路上安裝的SPD應選用符合T1級分類試驗(即通過SPD的10/350us波形的雷電流幅值)的產品。通過對建築物的防雷類別確定雷電流的幅值及雷電流直擊在該建築後在各種管道、線路上的能量分配來確定其通流量的取值。

3.1.2在LPZ1區與L PZ2區交界處，分配電盤處或UPS前端宜安裝第二級SPD,可選用經T1或T2級分類試驗的產品。其標稱放電電流In通常為20KA(8/20us)。

3.1.3在重要的終端設備或精密敏感設備處，宜安裝第三級SPD,可選用經T1或T2級分類試驗的產品，其標稱放電電流In通常為10KA (8/20us) ,同時具有更短的回響時間。

3.2間距與能量匹配問題

在安裝SPD時要考慮兩級之間的能量匹配問題，在一般情況下，當線上路上多處安裝SPD且無準確數據時，電壓開關型SPD與限壓型SPD之間的線路長度不宜小於10米，限壓型SPD之間的線路長度不宜小於5米。還應注意以下幾點：

3.2.1SPD採用低-高配置時，第二級SPD幾乎沒有用處，而採用高-低配置時，能前後配合分流。

3.2.2隨著兩極間距的縮短，前級分流作用下降，後級通過的電流和能量上升，當距離過近時，前級幾乎不起作用。此時，應在兩級之間採取退耦措施，例如在兩個SPD之間安裝一個電感阻抗器件，可以起到退耦作用。

3.3安裝方式： 宜採用"V "型連線方式(凱文法)。如下圖所示

安裝方式

由上圖可知，在設備兩端的殘壓UL PE= U 1+U p ,由於連線導線較短，大大減少了電涌在導線上的壓降(實驗證明：1m導線在20KA、8/20u s波形衝擊下產生的壓降為1KV ) ,也使加在設備兩端的電壓降低，從而起到保護的作用。

3.4SPD的連線導線應儘可能短、直，兩端的引線長度不宜超過015m,使其感應電壓儘可能低，減少殘壓，連線導體應符合相線採用黃、綠、紅色，中性線用淺藍色，保護線用綠/黃雙色線的要求。

4.總結

在選擇220V/380V三相系統中的浪涌保護器時，首先要區分低壓配電系統的型式，是IT、TT還是TN ,然後對所處建築物確定防雷分類、確定雷電流的能量分配及設備的耐壓水平等方面綜合考慮SPD的參數取值，實地考查，揚長避短，選取最適當的SPD,使被保護設備承受的浪涌減少至設備可接受的值(較低的保護水平)。

浪涌保護器和避雷器的區別

避雷器

1、避雷器有多個電壓等級，從0.38KV低壓到500KV特高壓均有，而浪涌保護器一般只有低壓產品；  

2、避雷器多安裝在一次系統上，防止雷電波的直接侵入，而浪涌保護器大多安裝在二次系統上，是在避雷器消除了雷電波的直接侵入後，或避雷器沒有將雷電波消除乾淨時的補充措施；  

3、避雷器避雷器是保護電氣設備的，而浪涌保護器大多是為保護電子儀器或儀表的；  

4、避雷器由於接於電氣一次系統上，要有足夠的外絕緣性能，外觀尺寸比較大，而浪涌保護器由於接於低壓，尺寸製作的可以很小。  

浪涌保護器

1、變頻控制櫃必須加 

2、使用真空斷路器的控制櫃必須加 

3、供電系統的進線開關必須加 

4、其它控制櫃可以不加，當然如果為了保險起見有預算空間的話可以都加上  

浪涌保護器總體分為兩類：電機保護型、電站保護型在選擇時必須注意。