王小霓

摘要：本文將簡要闡釋低壓配電柜上SPD的選擇與安裝，結(jié)合相關(guān)原則做探討。

關(guān)鍵詞：SPD電涌保護(hù)器；選擇；安裝

SPD，學(xué)名電涌保護(hù)器，生活中常稱其為避雷針。用于防止閃電電涌涌入，限制過大電壓或電流，來保護(hù)電子、信息系統(tǒng)的非線性元件。作為防雷的重要手段，除了在高壓系統(tǒng)中采用防雷設(shè)備外，在低壓配電柜上的SPD的選擇與安裝必須有必要的。下面，將探討低壓配電柜上的電涌保護(hù)器的選擇與安裝。

一、SPD的選擇

1.SPD的類型

低壓配電柜上選擇的SPD類型可分為：電壓開關(guān)型、組合型以及限壓型SPD。這三種類型的型式試驗對應(yīng)分成為Ⅰ級limp，Ⅱ級Uoc，Ⅲ級In和Imax。在這里我們應(yīng)該注意的是，電壓開關(guān)型的實驗沖擊電流所使用的電波，它在經(jīng)過數(shù)十年的雷電測試統(tǒng)計得到的波形為10∕350μs，并被GB50057和IEC采用。除此設(shè)計外，SPD可這樣一下條件分類：安裝方式是否固定、脫離器的情況 、是否在室內(nèi)使用、溫度環(huán)境、外殼防護(hù)等等。

2.SPD的性能參數(shù)

（1）I級limp沖擊電流，標(biāo)稱放電電流In：在低壓系統(tǒng)中的SPD必須要承受預(yù)期侵入的雷電電流。在IEC中有著這樣規(guī)定Iimp沖擊電流所適用值為電壓開關(guān)箱。后者則適用一Ⅱ級Uoc和Ⅲ級In和Imax的電涌保護(hù)器。在“通流容量”欄目中放I級電流是不妥的，無論交流還是直流都得在可通過時間內(nèi)成一定關(guān)系，這樣才可以組成量。

如單位能量W∕R=（1∕0.7）×（1∕2）×Ⅰ2 ×T2

電荷量=（1×0.7）×Ⅰ×T2

在上述兩個試子中，如果沒有時間量T，就不能得出結(jié)果單位能量或者Qs的值，把I的值稱作量是概念不清晰的。

（2）最大持續(xù)運行電壓（Uc）：可在SPD上持續(xù)，而不影響SPD動作的直流電壓值或最大交流電壓有效值。組合型SPD的電壓值根據(jù)SPD所處的供電質(zhì)量和供壓系統(tǒng)選擇，若電壓不夠會造成對低壓配電器系統(tǒng)的影響，而選高了可能會使電壓保護(hù)水平升高，影響保護(hù)功效的問題。

（3）電壓保護(hù)水平（Up）：電涌保護(hù)器所起到了限制電壓的性能參數(shù)作用。保護(hù)水平值得選擇要充分考慮所要保護(hù)設(shè)備線路和絕緣耐沖擊的限壓值。

這三項性能參數(shù)十分重要，與SPD的出廠名、型號、保護(hù)推薦值、外殼的防護(hù)等級、接線端口標(biāo)識，可承受的直流或交流的頻率，這些內(nèi)容必須在SPD的本體上明確的標(biāo)注出來。其他的像安裝方法、溫度范圍相關(guān)的參數(shù)標(biāo)識都可記錄到產(chǎn)品使用說明書上。

3.SPD的選擇

（1）I值的選擇。IEC中明確指出：“如果沖擊電流電壓無法確定時，那么每一個保護(hù)的模式通路Iimp值≧12.5kV?！睆倪h(yuǎn)處供電線路傳來的雷電時，要選用Ⅱ級或Ⅲ級的SPD，此時通路的In值大于等于5kA。而建筑上安裝的外部防雷裝置必須選擇采用I級的SPD。在建筑設(shè)計當(dāng)中，有些建筑物設(shè)置了信息系統(tǒng)，這時候需要防雷擊電磁脈沖。如果建筑物不在物體的保護(hù)范圍內(nèi)或者沒裝置防雷擊的設(shè)備的話，適合采用Iimp≧12.5kV的模式。因此，低壓配電柜上的SPD首選的大多還是I級試驗的電壓開關(guān)型。

（2）最大持續(xù)運行電壓選擇。如果SPD的Uc值不小于低壓配電柜系統(tǒng)中會出現(xiàn)的最大持續(xù)運行電壓，那么應(yīng)當(dāng)考慮最大電壓偏差值以及瞬時電壓。在電涌保護(hù)器表中，給了按電源系統(tǒng)參數(shù)確定的Uc電壓值，我們可以參照下表：

圖表1 按電源系統(tǒng)特征確定SPD的Uc電壓值

此表中的數(shù)值與GB50057標(biāo)準(zhǔn)的給定值偏差很大，這是考慮到我國供電系統(tǒng)電壓有較大的偏差，在適當(dāng)?shù)那闆r下加大了系統(tǒng)值。

（3）電壓保護(hù)水平的選擇。最大電壓Up加上兩端引線的感應(yīng)電壓之和不大于絕緣水平和設(shè)備允許的最大電源電壓，即與設(shè)備耐沖擊過電電壓水平相一致。也就是，無論直接遭到雷擊還是遠(yuǎn)處雷擊，都不能大于表2中的Ⅱ類。而接于PE線與相線之間的SPD的總保護(hù)水平同樣也得符合該表中的要求。對于220∕380V低壓電柜上的SPD所設(shè)置的Up值小于等于2.5kV。2.5kV指的是低壓配電柜上的SPD，在后端設(shè)備為耐沖擊過電電壓或I類電壓值過低時，講這里的Up值降到裝置耐沖擊電壓值以下。詳細(xì)可參考圖表2如下：

二、低壓配電柜上SPD的安裝

1.電源系統(tǒng)內(nèi)SPD安裝位置

（1）根據(jù)低壓配電柜上SPD安裝的要求，在靠近建筑物電氣裝置的電源的地方，或者離建筑物內(nèi)電氣裝置電源近的主配電設(shè)備最近的地方安裝SPD。也就是說在LPZ1區(qū)和LPZ0區(qū)的交界處可以安裝一處SPD，之后可以按順序添加。這之間穿過的電流線路基本上要符合I級試驗的開關(guān)型SPD，例如可以在總電源的進(jìn)線配電柜里，導(dǎo)出到建筑物防雷裝置保護(hù)水平以外的配電箱內(nèi)。

（2）在Ⅱ級試驗的SPD處，可設(shè)置保護(hù)范圍內(nèi)的屋頂廣告照明電源的配電箱內(nèi)或者屋頂?shù)娘L(fēng)機(jī)處。如果已安裝的電涌保護(hù)器的電壓保護(hù)水平與引線的感應(yīng)電壓不能支撐配電柜供電時，也可以采用Ⅱ級SPD。這時大多可以安裝在計算機(jī)中心、電信機(jī)房、醫(yī)院手術(shù)室、樓層配電箱以及電子醫(yī)療設(shè)備的配電箱中。

2.住宅中SPD的安裝位置

（1）高層住宅。在動力總配電箱內(nèi)以及照明處安裝Ⅰ級試驗的SPD，并且同時最好是在電梯、風(fēng)機(jī)等設(shè)備的配電柜內(nèi)安裝Ⅱ級分類試驗的電涌保護(hù)器。那么，在工程設(shè)施檔次較好的地方或者允許的條件下，Ⅲ級試驗的SPD可以安裝在住戶的配電柜里。

（2）多層住宅。住宅比較分散的小別墅可以在住戶配電箱內(nèi)安裝SPD；在照明總配電柜內(nèi)安裝Ⅰ級分類試驗的SPD。

3.電源進(jìn)線端或附近的SPD裝置

（1）在電源進(jìn)線端，保護(hù)線與中性線直接連接或沒有中性線連接時，把電源進(jìn)線保護(hù)線與地線之間，以最小距離為優(yōu)先選擇。

（2）在電源進(jìn)線端，保護(hù)線不直接與中性線連接時采用的接線方式有：①在總接地線或總保護(hù)線與中性線之間接相線；②總接地線或保護(hù)線直接接相線，注意此處沒有中性線，然后接好后與中性線相接，選取最小距離。此處提供參考圖如下：

總結(jié)：

在實際生活中，低壓配電柜的SPD的選擇與安裝是十分復(fù)雜的，需要有經(jīng)驗和冷靜處理問題的電工處理選擇。為了更好的實現(xiàn)信息系統(tǒng)設(shè)備的耐受能量和抗沖擊耐度，這些具有信息系統(tǒng)的建筑物就是十分有必要設(shè)置SPD保護(hù)。SPD的安裝可以有多級配合，進(jìn)行多級配合要考慮SPD間的能量比對和配合，如果有續(xù)流存在，應(yīng)在線路之間接退耦裝置。如果條件和資金允許，最好采取同一家廠子生產(chǎn)的同類電源產(chǎn)品，要求廠家提供在安裝時，各級產(chǎn)品之間安裝距離的要求。

參考文獻(xiàn)：

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