SPD防雷器基础知识

1通信局站电源系统防雷与接地的组成•建筑物外的设备为A级保护，0区与1区的交界处为B级保护，1区与2区的交界处为C级保护，2区内重要设备前端为D级保护——确立浪涌保护器多级保护的原则。•图中A、B、C、D为交流电源浪涌保护器，E为直流电源浪涌保护器2浪涌保护器（SPD）简介SPD分类开关型限压型混合型SPD的参数标称导通电压U1mA（Un）标称放电电流In最大通流容量ImaxSPD残压Ures最大持续运行电压Uc3开关型SPD它是无浪涌时呈高阻状态，对浪涌响应时突变为低阻的一种SPD。常用器件有气体放电管、放电间隙等。气体放电管的结构是在陶瓷或玻璃（多为陶瓷）管内安装电极，电极之间充有惰性气体，如氩或氖。器件平时呈高阻状态，当达到点火电压时，气体放电，转入低阻状态。点火后，在弧光放电状态管压降可低至10V～30V。气体放电管常在低压三相交流电源防雷的“3+1”保护模式中用作零线（N）与保护地线（PE）间的SPD。间隙型或间隙组合型浪涌保护器不得在通信局（站）使用。（据YD5098—2005中9.2.10）4限压型SPD它是无浪涌时呈高阻状态，但随着浪涌的增大，其阻抗不断降低的SPD。常用器件有氧化锌压敏电阻、瞬态抑制二极管等。压敏电阻（MOV）是一种以氧化锌（ZnO）为主要成份的金属氧化物半导体过电压抑制器件，是典型的限压型浪涌保护器。压敏电阻具有非线性特性好、通流容量大、常态泄漏电流小、残压水平低、动作响应快（一般为几十纳秒）和无后续电流等诸多优点。氧化锌压敏电阻是通信电源设备中采用的主要防雷器件。其缺点是长期运行后会老化，使标称导通电压降低。5限压型SPD（续）压敏电阻的伏安特性正负对称。当压敏电阻两端的电压小于标称导通电压时，电流很小（μA数量级），呈现近似开路状态；当所加电压大于标称导通电压时，压敏电阻击穿导通，呈低阻状态，它能泄放大量的雷电流，对过电压起到钳制限压作用。过电压消失后，压敏电阻立即恢复到原来的高阻状态。6SPD的参数标称导通电压在施加恒定1mA直流电流情况下，氧化锌压敏电阻的启动电压，称为标称导通电压，又称为压敏电压，常用Un或U1mA来表示。用于低压交流供电系统的限压型SPD，其标称导通电压U1mA宜按下式选取U1mA=2.2U式中，U为最大运行工作电压有效值。相线对地（或视具体情况对零线）也可采用标称导通电压600V的限压型SPD。7SPD的参数（续1）标称放电电流In•标称放电电流In是表明SPD通流能力的指标，对应于8/20s模拟雷电波的电流峰值。•In的优选值系列为：2、3、5、10、15、20、25、30、40、50、60、80kA。最大通流容量Imax•最大通流容量（又称冲击通流容量）Imax是SPD不发生实质性破坏，每线（或单模块）能通过规定次数、规定波形（8/20s）模拟雷电波的最大电流峰值。最大通流容量一般大于标称放电电流的2.5倍。•Imax的优选值系列为：5、10、15、20、30、40、50、60、80、100、120、150、200kA。•选择较大通流容量的SPD可以获得较长的使用寿命。8SPD的参数（续2）SPD残压Ures残压Ures是雷电电流通过SPD时，其端子间呈现的电压峰值。限制电压•限制电压是施加规定波形、幅值和次数的冲击时，在SPD端子间测得的残压的最大值。•电源用限压型SPD的限制电压，B级防雷SPD宜≤2kV，C级防雷SPD宜≤1.3kV，D级防雷SPD宜≤1kV。9设备耐受脉冲电压要求与可以实现的SPD残压比较10SPD的参数（续3）最大持续运行电压Uc最大持续运行电压Uc是SPD在运行中能持久耐受的最大直流电压或工频电压有效值。Uc的优选值系列为：45、52、75、85、150、175、275、320、385、420、460、510、600V。11SPD的使用要求通信电源系统应采取适当、有效的雷电过电压分级保护措施。在使用分级保护时，各级浪涌保护器之间应保持必要的退耦距离或增设退耦器件，以确保各级浪涌保护器协调工作。氧化锌SPD与氧化锌SPD之间的退耦距离（电缆长度）应不小于5m（或连接线缆电感量为4~8μH）。在TN-S供电系统的局站内，可采用“4+0”保护模式，即相线及零线分别对地安装限压型SPD；也可采用“3＋1”保护模式，即三相分别对零线用限压型器件保护，零线对地用气体放电管保护。在TT供电系统的局站内，应采用“3＋1”保护模式。12低压三相交流电源SPD的连接方式为防止火灾，SPD应串接保护空开（或保险丝），其标称电流不应大于前级供电线路空开（或保险丝）的1/1.6倍。13SPD的使用要求（续）电源用第一级（指B级）模块式SPD应具有劣化指示、损坏告警、热熔保护、过流保护、遥信等功能，并可根据实际需要选择雷电记数功能。模块式限压型SPD正常时显示窗为绿色；若显示窗变为红色，则说明已失效，应及时更换。电源用第一级（指B级）箱式SPD应具有劣化指示、损坏告警、热熔保护、过流保护、保险跳闸告警、遥信等功能，并可根据实际需要选择雷电记数功能。严禁将C级40kA模块型SPD进行并联组合作为80kA或120kA的SPD使用。14SPD的安装电源SPD引接线和接地线选择表铜线截面积S（mm2)配电电源线≤3550≥70SPD引接线101625SPD接地线≥1625≥35•箱式SPD应安装在被保护设备附近的墙上或靠近被保护设备的其他地方，其电源引线和接地线长度均应小于1.5m，接地线应尽量避免与电源线紧挨平行布设，并宜短、直。•模块式SPD应尽量安装在被保护设备内，若无法在设备内安装，可将SPD安装在箱内。模块式SPD的电源引接线长度应小于1m，接地线长度应小于1.5m。15SPD的安装（续）电源SPD必须安装在设备的交流输入端。宜采用凯文接线方式连接。