随着电子技术的高速发展，个人ＰＣ机、大中型计算机及相关信息设备的大量应用，使建筑物防雷击电磁脉冲（过电压）愈来愈受到大家的重视，由此，越来越多的过电压保护产品投入市场，浪涌保护器ＳＰＤ（Ｓｕｒｇｅ Ｐｒｏｔｅｃｔｉｖｅ Ｄｅｖｉｃｅ）也逐渐为人们所熟悉。

１ 浪涌保护器设置的前提

（１）对于设置信息系统的建筑物，是否需要防雷击电磁脉冲，应在完成直接、间接损失评估和建设、维护投资预测后认真分析和综合考虑，做到安全、适用、经济。因为浪涌保护器较其他开关电器相对昂贵，要尽量减少开发商的经济负担，就不能不讲投资而盲目设置；

（２）在工程设计阶段不知道信息系统的规模和具体位置的情况下，若预计将来会有信息系统，应在设计时将建筑物的金属支撑物、金属框架或钢筋混凝土的钢筋等自然构件、金属管道、配电的保护接地系统等与防雷装置组成一

   一个共用接地系统，并应在一些合适的地方（如弱电机房等处）预埋等电位联结板；

（３）合理划分防雷区，根据物体可能遭受雷击的可能性和电磁场强度的衰减程度，将建筑物划分为ＬＰＺ０Ａ区、ＬＰＺ０Ｂ区、ＬＰＺ１区……ＬＰＺｎ＋１区，要求在两个防雷区的界面上将所有通过界面的金属物（如管道、电力和通信线路等）做等电位联结，并宜采取屏蔽措施（注意ＬＰＺ０Ａ区与ＬＰＺ０Ｂ区之间无界面）。

２ 屏蔽、接地和等电位联结措施

２．１ 屏蔽

  屏蔽是减少电磁干扰的基本措施，在实施过程中宜在建筑物和房间的外部设屏蔽，并以合适的路径敷设，屏蔽线路。

（１）所有与建筑物组合在一起的大尺寸金属件（如屋顶金属表面、立面金属表面、混凝土内钢筋和金属门窗框架）都应做等电位联结，并与防雷装置相连；

（２）屏蔽电缆的做法：电缆屏蔽层应至少在两端并宜在防雷区交界处做等电位联结，当系统要求只在一端做等电位联结时，应采用有绝缘隔开的双层屏蔽，外层屏蔽应至少在两端做等电位联结；

（３）非屏蔽电缆的做法：在分开的各建筑物之间的非屏蔽电缆应敷设在金属管道内，并确保金属管道从一端到另一端应是导电贯通的，应分别连到各分开的建筑物的等电位联结带上。

２．２ 接地

  除按防雷规范要求的实行接地措施外，应注意以下两点：

（１）每幢建筑物本身应采用共用接地系统，包括强电系统和各种弱电系统；

（２）当互相邻近的建筑物之间有电力和通信电缆连通时，宜将其接地装置互相连接；

２．３ 等电位联结

穿过各防雷区界面的金属物和系统，以及在一个防雷区内部的金属物和系统均应在界面处做等电位联结。

（１）宜在各防雷区界面处设若干等电位或局部等电位联结带，对于ＬＰＺ０Ａ或ＬＰＺ０Ｂ区与ＬＰＺ１区界面处，应将等电位联结带和内部环形导体连接到钢筋或金属立面等其它屏蔽物件上，宜每隔５ｍ连接一次；

（２）等电位联结带之间和等电位联结带与接地装置之间的连接导体，流过大于或等于２５％总雷电流的等电位联结导体采用铜质材料时最小截面为１６ｍｍ２，采用铁（镀锌钢）时最小截面为５０ｍｍ２；内部金属装置与等电位联结带之间的连接导体，流过小于２５％总雷电流的等电位联结导体采用铜质材料时最小截面为６ｍｍ２，采用铁时最小截面为１６ｍｍ２。

（３）铜或镀锌钢等电位联结带的最小截面为５０ｍｍ２；

（４）采取等电位联结措施时应以最短路径连接到最近的等电位联结带上；

（５）信息系统等电位联结的基本方法有Ｓ型星型结构和Ｍ型网型结构，当采用Ｓ型等电位联结网络时，信息系统的所有金属组件，除等电位联结点外，应与共用接地系统的各组件有大于１０ｋＶ、１．２／５０μｓ的绝缘，在复杂系统中也可采用Ｓ型及Ｍ型的组合网络。

３ 浪涌保护器的性能特点

（１）在正常情况下，ＳＰＤ呈现高阻状态；

（２）当电路遭遇雷击或出现过电压时，ＳＰＤ呈现低阻状态，在纳秒级时间内实现低阻导通，瞬间将能量泄入大地，将过电压控制到一定水平；

（３）当瞬态过电压消失后，ＳＰＤ立即恢复到高阻状态，熄灭在过电压通过后产生的工频续流。

４ 浪涌保护器的主要性能指标

４．１ 最大持续运行电压Ｕｃ

在２２０／３８０Ｖ三相系统中选择ＳＰＤ时，其最大持续运行电压Ｕｃ应根据不同的接地系统形式来选择，如表１所示。

（１）当电源采用ＴＮ系统时，从建筑物内总配电盘（箱）开始引出的配电线路和分支线路必须采用ＴＮ－Ｓ系统；

（２）在下列场所应视具体情况对氧化锌压敏电阻ＳＰＤ提高上述规定的Ｕｃ值：

①供电电压偏差超过所规定的１０％的场所；

②谐波使电压幅值加大的场所。

４．２ 冲击电流Ｉｉｍｐ

规定包括幅值电流Ｉｐｅａｋ和电荷Ｑ。

４．３ 标称放电电流Ｉｎ

流过ＳＰＤ、８／２０μｓ电流波的峰值电流，用于对ＳＰＤ做Ⅱ级分类试验，也用于对ＳＰＤ做Ⅰ级和Ⅱ级分类试验的预处理。对Ⅰ级分类试验Ｉｎ不宜小于１５ｋＡ，对Ⅱ级分类试验Ｉｎ不宜小于５ｋＡ。

４．４ 电压保护水平Ｕｐ

即在标称放电电流Ｉｎ下的残压，或浪涌保护器的最大钳压。

为使被保护设备免受过电压的侵害，ＳＰＤ的电压保护水平Ｕｐ应始终小于被保护设备的冲击耐受电压Ｕｃｈｏｃ，并应大于根据接地类型得出的电网最高运行电压Ｕｓｍａｘ（详见表２），即要求Ｕｓｍａｘ＜Ｕｐ＜Ｕｃｈｏｃ。当无法获得设备的耐受冲击电压时，２２０／３８０Ｖ三相配电系统的设备可按表３选择。

４．５ Ⅱ级分类试验的最大放电电流Ｉｍａｘ

流过ＳＰＤ、８／２０μｓ电流波的峰值电流。用于Ⅱ级分类试验，Ｉｍａｘ＞Ｉｎ。

５ 浪涌保护器的分类

５．１ 电压开关型ＳＰＤ

无电涌时呈高阻抗，在电涌瞬态过电压下突变为低阻抗，如放电间隙、充气放电管等，一般用于ＬＰＺ０区、ＬＰＺ１区。

５．２ 限压型ＳＰＤ

无电涌时呈高阻态，随着电涌增大，阻抗连续变小，如压敏电阻、抑制二级管等，一般用于ＬＰＺ１区、ＬＰＺ２区等。

５．３ 组合型ＳＰＤ

由电压开关型和限压型组件组合而成。

６ 浪涌保护器选择的几个原则

（１）ＳＰＤ的电压保护水平Ｕｐ应始终小于被保护设备的冲击耐受电压Ｕｃｈｏｃ，并且大于根据接地类型得出的电网最高运行电压Ｕｓｍａｘ，即Ｕｓｍａｘ＜Ｕｐ＜Ｕｃｈｏｃ，若线路无屏蔽，尚应计入线路感应电压，Ｕｃｈｏｃ宜按其值的８０％考虑；

（２）ＳＰＤ与被保护设备两端引线应尽可能短，控制在０．５ｍ以内；

（３）如果进线端ＳＰＤ的Ｕｐ加上其两端引线的感应电压以及反射波效应与距其较远处的被保护设备的冲击耐受电压相比过高，则需在此设备处加装第二级ＳＰＤ，其标称放电电流Ｉｎ不宜小于８／２０μｓ　３ｋＡ；当进线端ＳＰＤ距被保护设备不大于１０ｍ时，若该ＳＰＤ的Ｕｐ加上其两端引线的感应电压小于设备的Ｕｃｈｏｃ的８０％，一般情况在该设备处可不装ＳＰＤ；

（４）当按上述第３点要求装的ＳＰＤ之间设有配电盘时，若第一级ＳＰＤ的Ｕｐ加上其两端引线的感应电压保护不了该配电盘内的设备，应在该配电盘内安装第二级ＳＰＤ，其标称放电电流Ｉｎ不宜小于８／２０μｓ　５ｋＡ；

（５）当在线路上多处安装ＳＰＤ时，电压开关型ＳＰＤ与限压型ＳＰＤ之间的线路长度不宜小于１０ｍ，限压型ＳＰＤ之间的线路长度不宜小于５ｍ。例如：被保护设备与配电中心距离较近，在线路敷设上可特意多绕一些导线；

（６）当进线端的ＳＰＤ与被保护设备之间的距离大于３０ｍ时，应在离被保护设备尽可能近的地方安装另一个ＳＰＤ，通流容量可为８ｋＡ；

（７）选择ＳＰＤ时应注意保证不会因工频过压而烧毁ＳＰＤ，因ＳＰＤ是防瞬态过电压（μｓ级），工频过电压是暂态过电压（ｍｓ级），工频过电压的能量是瞬态过电压能量的几百倍，因此，应注意选择较高工频工作电压的ＳＰＤ；

（８）ＳＰＤ的保护：每级ＳＰＤ都应设保护，可采用断路器或熔断器进行保护，保护器的断流容量均大于该处最大短路电流；

（９）此外，选用ＳＰＤ时还应注意：响应时间尽可能快；使用寿命的长短、价格因素、可维护性要好、通流容量的大小、耐湿性能等方面。

７ 结束语

在防雷击过电压时应首先做好建筑物的屏蔽、接地及等电位措施，并对工程做一个合理的评估，确定好系统需耐受的预期最大电涌电流，再根据不同接地形式，采用共模、差模或全模式接线方式安装ＳＰＤ，充分考虑ＳＰＤ的各项参数与被保护设备相匹配，同时考察其性价比的合理性，做到安全、适用、经济。下载本文