浪涌保护器(SPD)的选择和使用

浪涌保护器（SPD）选择和使用规范向石IEC/TC81/WG3中国专家E—mial:[e-mail]雷击类型、损害和损失类型建筑物公共设施雷击点损害来源损害类型损失类型损害类型损失类型S1D1D2D3L1，L4bL1，L2，L3，L4L1，L2，L4D2D3S2D3L1a，L2，L4S3D1D2D3L1，L4aL1，L2，L3，L4L1a，L2，L4D2D3L2，L4L2，L4S4D3L1a，L2，L4D3L2，L4L2，L4L2，L4根据雷击点位置划分的损害来源损害类型D1：接触和跨步电压导致的人员伤亡（人和牲畜）；D2：实体损害；D3：过电压导致的电气和电子系统的失效。损失类型L1：生命损失；L2：向大众服务的公共设施的损失；L3：文化遗产损失；L4：经济损失。雷电防护系统外部防雷接闪器引下线接地装置内部防雷等电位连接防闪络措施电涌保护器屏蔽（法拉弟笼）综合防雷系统相关标准GB50174-2008电子信息系统机房设计规范GB50057-200X建筑物防雷设计规范GB/T21714.4-2008雷电防护第4部分：建筑物内电气和电子系统GB16895.22-2004建筑物电气装置第534节：SPDGB/T18802.12-2006低压配电系统的SPD第12部分：选择和使用原则QT/T10.3-2007SPD第3部分：在电子系统信号网络中的选择和使用原则在建筑物人口处的等电位连接GasZTankPipeCathodicallyProtectedFoundationEarthElectrodeLightningProtectionEquipotentialBondingEBBExternalLightningProtectionPSCZWater组成SPD的元件Components/元器件ArcChoppingsparkgapArcChopping火花隙gas-filledsurgearrester充气放电器VDR压敏电阻suppressordiode抑制二极管TT019CN18.11.98SPD元件标准GB/T18802.311-2007气体放电管GDTGB/T18802.321-2007雪崩二极管ABDGB/T18802.311-2007压敏电阻MOVGB/T18802.311-2007晶闸管TSS放电间隙Spark-gapSGSPD定义电涌保护器——目的在于限制瞬态过电压和分走电涌电流的器件，它至少含有一非线性元件。电源SPD——连接到低压配电系统的SPD。电信SPD——连接到电信和信号网络的SPD。适用电压：直流1500V交流1000V（r·m·s）（50Hz）低压配电系统用SPD分类T1（I级分类试验）用标称放电电流In、1.2/50μs冲击电压和10/350μs冲击电流Iimp做的试验，对应为电压开关型SPDT2（Ⅱ级分类试验）用标称放电电流In、1.2/50μs冲击电压和8/20μs最大放电电流Imax做的试验，对应为限压型SPD。T3（Ⅲ级分类试验）用混合波（1.2/50μs和8/20μs）做的试验，对应为组合型SPD。电信信号网络用SPD分类分类小类别开路电压短路电流非常低的上升速率ACA1≥1kV0.1～100kV/s10A0.1～2A/μs≥1000μs（持续时间）A2由交流负载试验的规定决定低上升速率B11kV(10/1000)100A(10/1000)B21kV至4kV(10/700）25至100A（5/300）B3≥1kV(100V/μs）10至100A(10/1000)快上升速率C10.5至1kV(1.2/50）0.25至1kA（8/20）C22至10kV(1.2/50）1至5kA(8/20）C3≥1kV(1kV/μs）10至100A(10/1000)高能量D1≥1kV0.5至2.5kA(10/350)D2≥1kV0.6至2kA(10/250)建筑物防雷设计规范第6.4.4条SPD必须能承受预期通过它们的雷电流，并应符合以下两个附加要求：通过电涌时的最大钳压，有能力熄灭在雷电流通过后产生的工频续流。使用安装SPD的三项基本要求★安装SPD之后，在无电涌发生时，SPD不应对电气（电子）系统正常运行产生影响。★安装SPD之后，在有电涌发生的情况下，SPD能承受预期通过的雷电流而不损坏，并能箝制电涌电压和分走电涌电流★在电涌电流通过后，SPD应迅速恢复高阻状态，切断工频续流。Uc——最大持续运行电压可以持续加在SPD上而不导致SPD动作的最大交流电压（r·m·s）或直流电压为SPD的动作阈值，也是SPD的额定电压值。GB50057-94（2000年版）规定GB50057给定值与IEC给出的系数值相比偏大，原因是考虑我国供电系统的电压偏差较大，适当增加了系数值，给定值为：TT系统中SPD安装在剩余电流保护器的负荷侧Uc≥1.55UoSPD安装在剩余电流保护器的电源侧Uc≥1.15UoTN系统中Uc≥1.15UoIT系统中Uc≥1.15U（U为线间电压，U=3Uo）Uc（电信和信号中SPD）原则上Uc≥1.2Un通信类型Un（V）Uc（V）DDN/X·256或40～6018或80ISDN4080百兆以太网56.5RS2321218视频线66.5现场控制线2429I放电电流SPD必须能承受通过它们的电流Ⅰ级SPD——Iimp冲击电流（10/350）Ⅱ、Ⅲ级SPD——In标称放电电流（8/20）Iimp（冲击电流）方法一：按GB50057中雷电流分配计算方法二：按GB16895.22中S1和S2的规定选取外部防雷装置进入建筑物的各服务性管线等电位连接带ii建筑物100%50%50%接地装置iiiiis雷电流在建筑物内的分配SPDIimp值计算条件：一属第二类防雷建筑物，引入水管、电力线和信息线。电力线为TN-C-S，需安3台SPD：150kA/2=75kA（LPS分流）75kA/3=25kA（入户三线分流）25kA/3=8.3kA（三个SPD）Iimp为8.3kA（10/350μs）在LPZ0～LPZ1区的MB处，SPD1：★UC：1.15UO、1.55UO或1.15U★UP≤2.5kV★Iimp≥12.5kA（Ⅰ级），适用于S1和S2及S3和S4中架空线为木杆★In≥5kA（Ⅱ级），适用于S3和S4中架空线为金属杆★可不装：S3和S4型中金属杆（＜25d/a）、埋地引入（l＞2ρ）电源SPD1的选择电信及信号网络中SPD1选择瞬态源对建筑物的直接雷击（S1）对建筑物附近的雷击（S2）对连接线路的雷击（S3）对连接线路附近的雷击（S4）b交流的影响耦合电阻性（1）感应（2）感应a（2）电阻性（1，5）感应（3）电阻性（4）电压波形（μs）—1.2/501.2/50—10/70050/60Hz电流波形（μs）10/3508/208/2010/350d，10/2505/300—优选的测试类别CD1C2C2D1，D2B2A2在各LPZ交界处SPD选择防雷区LPZ0/1LPZ1/2LPZ2/3电涌值范围10/350μs10/250μs0.5-2.5kA————1.2/50μs8/20μs——0.5-10kA0.25-5kA0.5-1kV0.25-0.5kA10/700μs5/300μs4kV100A0.5-4kV25-100A——SPDs的要求（引自QX10.1表15）SPD（j）*D1，D2B2——与建筑物外部无电阻性连接SPD（k）*——C2/B2——SPD（i）*————C1*SPD（j，k，i），见图2、图3。注：LPZ2/3栏下电涌值范围包括了典型的最低耐受能力要求并可安装于信息技术设备内部。图2SPD安装在防雷区交界处的配置示例SPD安装级数两种观点两种相反的观点★因SPD后期工作量大，不维护比不装SPD的危害更大，一般情况下住宅不宜安装SPD★电源上安4级（或3、2级）SPD信息线上安3级（或2、1级）SPD是否需要SPD2如果Up1×k0.8×UW，仅需要SPDNo.1（安装在装置入口处）。如果Up1×k0.8×UW，除了SPDNo.1还应该安装SPDNo.2（Up20.8UW）。Eq是电压耐受能力为UW的设备，如IEC60664-1中所定义。k是考虑到可能的振荡得出的系数（1k2，见6.1.2）。图4是否需要附加保护的图例IEC345/02EqUwUp2No.2Up1No.1SPDSPD需加SPD2、SPD3的条件★UP＞0.8UW★SPD与受保护设备距离太长★建筑物内有雷击放电和内部干扰源产生的电磁感应场Up电压保护水平由生产厂提供的一个表征SPD限制电压的性能参数。Up＜设备的耐受电压UWUp＞UcUp的选择电气装置标称电压/V各种设备额定耐冲击电压值/KV三相系统带中性点的单相系统电气装置电源进线端的设备配电装置和末级电路设备用电器具特殊需要保护设备耐冲击过电压类别IVIIIIII120～24042.51.50.8220/380642.51.5注：I类——需要将瞬态过电压限制到特定水平的设备；II类——如家用电器、手提电工工具或类似负荷；Ⅲ类——如配电盘、断路器、包括电缆、母线、分线盒、开关、插座等的布线系统，以及应用于工业的设备和永久接至固定装置的固定安装的电动机等的一些其它设备；IV类——如电气计量仪表、一次线过流保护设备、波纹控制设备。Insulationcoordination绝缘区域协调acc.toDINVDE0110part1主配电6kV二次配电4kV2,5kV用电器1,5kV绝缘区域的抗冲击电压强度kWhZL1L2L3PEN雷击放电器过电压放电器仪器保护SPD在TN-C-S系统中安装TN-C-S-System电力公司主配电二次配电用电器L1L2L3NPE仪器保护FLASHTRABVALVETRABSPD在TN-S系统中安装L1L2L3NPE主配电二次配电用电器RCDprotectionswitchTN-S-SystemFLASHTRABVALVETRAB电力公司仪器保护SPD在TT系统中安装（3+1形式）供电系统主配电二次配电用电器L1L2L3NPEFLASHTRAB仪器保护VALVETRABFi-SchutzschalterVAL-MSVAL-MSF-MS12-TTFLT100-TTFLT25-400FLT60-400SPD在IT系统中安装电力公司主配电二次配电用电器L1L2L3PEFLASHTRAB仪器保护带有绝缘监测装置的IT-SystemZVALVETRABSPD在TT中安装电涌保护器（SPD）安装在TT系统中剩余电流保护器（RCD）的负荷侧电涌保护器接于电涌保护器安装点的系统型式TT系统TN-C系统TN-S系统引出中性线的IT系统不引出中性线的IT系统装设依据装设依据装设依据接线形式1接线形式2接线形式1接线形式2接线形式1接线形式2每一相线和中性线间+·不适用+·+·不适用每一相线和PE线间·不适用不适用·不适用·不适用·中性线和PE线间··不适用····不适用每一相线和PEN线间不适用不适用·不适用不适用不适用不适用不适用相线间（L-L间）++++++++按系统特征确定的电涌保护器的连接形式接线形式2的要求三相系统中：L-N为12.5kA时N-PE为50kA（Iimp）单相系统中：L-N为12.5kA时N-PE为25kA（Iimp）同样In值也要求为4倍或2倍Up需考虑SPD串连后的值之和SPD和RCD的组合重点保证供电连续性PDSPDE/1SPD和RCD的组合重点保证保护连续性PDSPDE/1SPD和RCD的组合供电连续性和保护连续性的结合E/1PD1SPD1PD2SPD2凯文接线方式bb≤0.5m总接地端子或保护母线电涌保护器（SPD）安装在或靠近电气装置电源进线端的示例SPDE/1避免二次污染的方式Separatelineconduittominimizeinterferencesignals谢谢