Lightning protector surge protective devices(spd) suger protector

1 雷电的特性

防雷包括外部防雷和内部防雷。外部防雷以接闪器(避雷针、避雷网、避雷带、避雷线)、引下线、接地装置为主，其主要的功能是为了确保建筑物本体免受直击雷的侵袭，将可能击中建筑物的雷电通过避雷针(带、网、线)、引下线等泄放入大地。内部防雷包括防雷电感应、线路浪涌、地电位反击、雷电波入侵以及电磁与静电感应的措施。其基该方法是采用等电位联结，包括直接连接和通过SPDé—´æŽ¥è¿žæŽ¥ï¼Œä½¿é‡‘å±žä½“ã€è®¾å¤‡çº¿è·¯ä¸Žå¤§åœ°å½¢æˆä¸€ä¸ªæœ‰æ¡ä»¶çš„ç­‰ç”µä½ä½“ï¼Œå°†å› é›·å‡»å’Œå…¶ä»–æµªæ¶Œå¼•èµ·çš„å†…éƒ¨è®¾æ–½åˆ†æµå’Œæ„Ÿåº”çš„é›·ç”µæµæˆ–æµªæ¶Œç”µæµæ³„æ”¾å…¥å¤§åœ°ï¼Œä»Žè€Œä¿æŠ¤å»ºç­‘ç‰©å†…äººå‘˜å’Œè®¾å¤‡çš„å®‰å…¨ã€‚

雷电的特点是电压上升非常快(10μs以内)，峰值电压高(数万至数百万伏)，电流大(å‡ åè‡³å‡ ç™¾åƒå®‰)，维持时间较短(å‡ åè‡³å‡ ç™¾å¾®ç§’)ï¼Œä¼ è¾“é€Ÿåº¦å¿«(ä»¥å…‰é€Ÿä¼ æ’­)ï¼Œèƒ½é‡éžå¸¸å·¨å¤§ï¼Œæ˜¯æµªæ¶Œç”µåŽ‹ä¸­æœ€å…·ç ´ååŠ›çš„ä¸€ç§ã€‚

2 浪涌保护器的分类

SPDæ˜¯ç”µå­è®¾å¤‡é›·ç”µé˜²æŠ¤ä¸­ä¸å¯ç¼ºå°‘çš„ä¸€ç§è£…ç½®ï¼Œå…¶ä½œç”¨æ˜¯æŠŠçªœå…¥ç”µåŠ›çº¿ã€ä¿¡å·ä¼ è¾“çº¿çš„çž¬æ—¶è¿‡ç”µåŽ‹é™åˆ¶åœ¨è®¾å¤‡æˆ–ç³»ç»Ÿæ‰€èƒ½æ‰¿å—çš„ç”µåŽ‹èŒƒå›´å†…ï¼Œæˆ–å°†å¼ºå¤§çš„é›·ç”µæµæ³„æµå…¥åœ°ï¼Œä¿æŠ¤è¢«ä¿æŠ¤çš„è®¾å¤‡æˆ–ç³»ç»Ÿä¸å—å†²å‡»ã€‚

2. 1 按工作原理分类

按其工作原理分类，SPD可以分为电压开关型、限压型及组合型。

⑴电压开关型SPD。在没有瞬时过电压时呈现高阻抗，一旦响应雷电瞬时过电压，其阻抗就突变为低阻抗，允许雷电流通过，也被称为"短路开关型SPD"。

⑵限压型SPDã€‚å½“æ²¡æœ‰çž¬æ—¶è¿‡ç”µåŽ‹æ—¶ï¼Œä¸ºé«˜é˜»æŠ—ï¼Œä½†éšç”µæ¶Œç”µæµå’Œç”µåŽ‹çš„å¢žåŠ ï¼Œå…¶é˜»æŠ—ä¼šä¸æ–­å‡å°ï¼Œå…¶ç”µæµç”µåŽ‹ç‰¹æ€§ä¸ºå¼ºçƒˆéžçº¿æ€§ï¼Œæœ‰æ—¶è¢«ç§°ä¸º"钳压型SPD"。

⑶组合型SPDã€‚ç”±ç”µåŽ‹å¼€å…³åž‹ç»„ä»¶å’Œé™åŽ‹åž‹ç»„ä»¶ç»„åˆè€Œæˆï¼Œå¯ä»¥æ˜¾ç¤ºä¸ºç”µåŽ‹å¼€å…³åž‹æˆ–é™åŽ‹åž‹æˆ–ä¸¤è€…å…¼æœ‰çš„ç‰¹æ€§ï¼Œè¿™å†³å®šäºŽæ‰€åŠ ç”µåŽ‹çš„ç‰¹æ€§ã€‚

2.2按用途分类

按其用途分类，SPD可以分为电源线路SPD和信号线路SPD两种。

2.2.1电源线路SPD

由于雷击的能量是非常巨大的，需要通过分级泄放的方法，将雷击能量逐步泄放到大地。在直击雷非防护区(LPZ0A)或在直击雷防护区(LPZ0B)与第一防护区(LPZ1)äº¤ç•Œå¤„ï¼Œå®‰è£…é€šè¿‡â… çº§åˆ†ç±»è¯•éªŒçš„æµªæ¶Œä¿æŠ¤å™¨æˆ–é™åŽ‹åž‹æµªæ¶Œä¿æŠ¤å™¨ä½œä¸ºç¬¬ä¸€çº§ä¿æŠ¤,å¯¹ç›´å‡»é›·ç”µæµè¿›è¡Œæ³„æ”¾ï¼Œæˆ–è€…å½“ç”µæºä¼ è¾“çº¿è·¯é­å—ç›´æŽ¥é›·å‡»æ—¶ï¼Œå°†ä¼ å¯¼çš„å·¨å¤§èƒ½é‡è¿›è¡Œæ³„æ”¾ã€‚åœ¨ç¬¬ä¸€é˜²æŠ¤åŒºä¹‹åŽçš„å„åˆ†åŒº(包含LPZ1区)äº¤ç•Œå¤„å®‰è£…é™åŽ‹åž‹æµªæ¶Œä¿æŠ¤å™¨ï¼Œä½œä¸ºäºŒã€ä¸‰çº§æˆ–æ›´é«˜ç­‰çº§ä¿æŠ¤ã€‚ç¬¬äºŒçº§ä¿æŠ¤å™¨æ˜¯é’ˆå¯¹å‰çº§ä¿æŠ¤å™¨çš„æ®‹ä½™ç”µåŽ‹ä»¥åŠåŒºå†…æ„Ÿåº”é›·å‡»çš„é˜²æŠ¤è®¾å¤‡ï¼Œåœ¨å‰çº§å‘ç”Ÿè¾ƒå¤§é›·å‡»èƒ½é‡å¸æ”¶æ—¶ï¼Œä»æœ‰ä¸€éƒ¨åˆ†å¯¹è®¾å¤‡æˆ–ç¬¬ä¸‰çº§ä¿æŠ¤å™¨è€Œè¨€æ˜¯ç›¸å½“å·¨å¤§çš„èƒ½é‡ï¼Œä¼šä¼ å¯¼è¿‡æ¥ï¼Œéœ€è¦ç¬¬äºŒçº§ä¿æŠ¤å™¨è¿›ä¸€æ­¥å¸æ”¶ã€‚åŒæ—¶ï¼Œç»è¿‡ç¬¬ä¸€çº§é˜²é›·å™¨çš„ä¼ è¾“çº¿è·¯ä¹Ÿä¼šæ„Ÿåº”é›·å‡»ç”µç£è„‰å†²è¾å°„ã€‚å½“çº¿è·¯è¶³å¤Ÿé•¿æ—¶ï¼Œæ„Ÿåº”é›·çš„èƒ½é‡å°±å˜å¾—è¶³å¤Ÿå¤§ï¼Œéœ€è¦ç¬¬äºŒçº§ä¿æŠ¤å™¨è¿›ä¸€æ­¥å¯¹é›·å‡»èƒ½é‡å®žæ–½æ³„æ”¾ã€‚ç¬¬ä¸‰çº§ä¿æŠ¤å™¨å¯¹é€šè¿‡ç¬¬äºŒçº§ä¿æŠ¤å™¨çš„æ®‹ä½™é›·å‡»èƒ½é‡è¿›è¡Œä¿æŠ¤ã€‚æ ¹æ®è¢«ä¿æŠ¤è®¾å¤‡çš„è€åŽ‹ç­‰çº§ï¼Œå‡å¦‚ä¸¤çº§é˜²é›·å°±å¯ä»¥åšåˆ°é™åˆ¶ç”µåŽ‹ä½ŽäºŽè®¾å¤‡çš„è€åŽ‹æ°´å¹³ï¼Œå°±åªéœ€è¦åšä¸¤çº§ä¿æŠ¤;假如设备的耐压水平较低，可能需要四级甚至更多级的保护。

选择SPD，首先需要了解一些参数及其工作原理。

â‘´ 10/350μs波是模拟直击雷的波形，波形能量大; 8/20μsæ³¢æ˜¯æ¨¡æ‹Ÿé›·ç”µæ„Ÿåº”å’Œé›·ç”µä¼ å¯¼çš„æ³¢å½¢ã€‚

â‘µæ ‡ç§°æ”¾ç”µç”µæµIn是指流过SPD、8/20μs电流波的峰值电流。

⑶最大放电电流Imax又称为最大通流量，指使用8/20μs电流波冲击SPD一次能承受的最大放电电流。

⑷最大持续耐压Uc(rms)æŒ‡å¯è¿žç»­æ–½åŠ åœ¨SPD上的最大交流电压有效值或直流电压。

⑸残压Ur指在额定放电电流In下的残压值。

⑹保护电压Up表征SPD限制接线端子间的电压特性参数，其值可从优选值的列表中选取，应大于限制电压的最高值。

⑺电压开关型SPD主要泄放的是10/350μs电流波，限压型SPD主要泄放的是8/20μs电流波。

2.2.2信号线路SPD

信号线路SPDå…¶å®žå°±æ˜¯ä¿¡å·é¿é›·å™¨ï¼Œå®‰è£…åœ¨ä¿¡å·ä¼ è¾“çº¿è·¯ä¸­ï¼Œä¸€èˆ¬åœ¨è®¾å¤‡å‰ç«¯ï¼Œç”¨æ¥ä¿æŠ¤åŽç»­è®¾å¤‡ï¼Œé˜²æ­¢é›·ç”µæ³¢ä»Žä¿¡å·çº¿è·¯æ¶Œå…¥æŸä¼¤è®¾å¤‡ã€‚

1)电压保护水平(UP)的选择

UP 值不应超过被保护设备耐冲击电压额定值，UP 要求SPD 与被保护的设备的绝缘应有良好配合。

åœ¨ä½ŽåŽ‹ä¾›é…ç”µç³»ç»Ÿè£…ç½®ä¸­ï¼Œè®¾å¤‡å‡åº”å…·æœ‰ä¸€å®šçš„è€å—ç”µæ¶Œèƒ½åŠ›ï¼Œå³è€å†²å‡»è¿‡ç”µåŽ‹èƒ½åŠ›ã€‚å½“æ— æ³•èŽ·å¾—220/380V 三相系统各种设备的耐冲击过电压值时，可按IEC 60664-1 å’ŒGB 版)çš„ç»™å®šæŒ‡æ ‡é€‰ç”¨ã€‚

2)æ ‡ç§°æ”¾ç”µç”µæµIn çš„(冲击通流容量)选择

流过SPD、8/20 μs 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。

事实上，In 是SPD ä¸å‘ç”Ÿå®žè´¨æ€§ç ´åè€Œèƒ½é€šè¿‡è§„å®šæ¬¡æ•°(一般为20 次)、规定波形(8/20 μs)的最大限度的冲击电流峰值。

3)最大放电电流Imax(极限冲击通流容量)的选择

流过SPD、8/20 μs 电流波的峰值电流，用于II 级分类试验。Imax 与In 有许多相同点，他们都是用8/20 μs 电流波的峰值电流对SPD 做II 级分类试验。不同之处也很明显，Imax 只对SPD 做一次冲击试验，试验后SPD ä¸å‘ç”Ÿå®žè´¨æ€§ç ´å;而In 可以做20æ¬¡è¿™æ ·çš„è¯•éªŒï¼Œè¯•éªŒåŽSPD ä¹Ÿä¸èƒ½æœ‰å®žè´¨æ€§ç ´åã€‚å› æ­¤ï¼ŒImax 是冲击的电流极限值，所以最大放电电流也称为极限冲击通流容量。显然，