电涌保护器选型浅析

开篇：润墨网以专业的文秘视角，为您筛选了一篇电涌保护器选型浅析范文，如需获取更多写作素材，在线客服老师一对一协助。欢迎您的阅读与分享！

摘要：从电涌保护器的最大放电电流，保护电压，最大连续工作电压，漏电流，告警方式，结构形式等方面对电涌保护器的选型作简单阐述。

关键词：电涌保护器；最大放电电流；保护电压；最大连续工作电压；漏电流

中图分类号：TM403.5

文献标识码：B

文章编号：1008-0422(2011)08-0151-02

1　前言

不论是在工作、生活还是在私人领域一我们对电气和电子产品的依赖性都在不断地增加。并不只有直接雷击会产生这种潜在的危害。如今的电子辅助装置会更加频繁地受到电涌的损坏，远距离的闪电放电或较大型电气设备的开关动作也是产生这种损坏的原因。雷电发生时，会在短时间内释放大量的能量，这种峰值电压通过各种金属导体侵入建筑物并造成巨大的损坏。电涌保护器就是保护主电源、次级电源线路以及电话和数据等传输线路上的设备免于瞬时过电压侵害的防雷设备。笔者将从电涌保护器的最大放电电流Imax，保护电压Up，最大连续工作电压Uc，漏电流Ip，告警方式等方面对电涌保护器的选型提几点自己的看法。

按照《建筑物防雷设计规范》GB50057-94(2000年版)第6.4.4条规定“电涌保护器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电流。”即电涌保护器的最大钳压加上其两端的感应电压应与所属系统的基本绝缘水平和设备允许的最大电涌电压协调一致。

2　最大放电电流Imax

最大放电电流Imax：给保护器施加波形为8／20μs的标准雷电波冲击1次时，保护器所耐受的最大冲击电流峰值。按照《建筑物防雷设计规范》GB50057―94(2000年版)第6.4.6条规定，在LPZOA，LPZOB与LPZl区的交界处安装电涌保护器其最大放电电流计算如下：根据《建筑物防雷设计规范》规定的“全部雷电流的50％流入建筑物的防雷装置。另50％流入建筑物的各种外来导电物，电力线缆，通信线缆等设施”。雷电波经建筑物引入的电力线缆，信息线缆，金属管道等分解，总配电间的低配供电线缆雷电流的分流值计算表，线路屏蔽时，通过的雷电流降低到原来的30％，根据《通信局(站)雷电过电压保护工程设计规范》YD／5098-2001中规定的脉冲为10／350s波形的电荷量约为8／20s模拟雷电波波形电荷量的20倍，均为最大放大电流。

根据《建筑物防雷设计规范》GB50057-94(2000年版)第6.4.8条，第6.4.9条规定，在LPZl与LPZ2区(机房配电箱)处安装电涌保护器，其标称放电电流(额定放电电流)大于5kA，选用最大放电电流为40kA，标称放电电流为10kA的电涌保护器作为二级保护器。

3　保护电压Up

保护电压Up：保护器在下列测试中的最大值：1KV／s斜率的跳火电压；额定放电电流的残压。选择电涌保护器合适的残压固然重要，但当电涌保护器安装在低压电网中时，我们更应考虑系统的残压，即在考虑保护器残压的同时也要考虑到电涌保护器的安装方式对系统残压的影响，因雷电波在系统中的电流最大平均梯度不是在首次雷击，而是在后续雷击中。如按照《通-信局(站)雷电过电压保护工程设计规范》YD／5098-2001中规定的模块式保护器的接线端子与相线和零线之间的连接线长度应小于0.5m，其接地线的长度应小于1m的要求，在低压柜中选择合适的位置，使总连接线长度小于1m是有可能的。

一级电涌保护器的保护电压Up为1000V是不允许的，选择保护电压为2000V左右是合适的。

电源供电到各个机房配电箱，重要用电设备，楼层配电箱时，已经经过了线缆的多次延时，解藕作用，其波头时间将远大于10微秒，雷电流能量也经过多次分流衰竭，能量将小于5000A，因此每根线路的电流最大平均梯度s=5KA／2*30％10,s=0.075KA／S。因机房设备如服务器，计算机，交换矩阵等属于特殊保护设备，其耐冲击电压额定值为1500V，此时，选择的电涌保护器的保护电压应小于1100V，因此，二级电涌保护器的保护电压(在3-5kA下)小于1200伏是合适的。

4　最大连续工作电压Uc

最大连续工作电压Uc：能长久施加在保护器的指定端，而不引起保护器特性变化和激活保护元件的最大电压有效值。根据《建筑物防雷设计规范》GB5005-94(2000年版)第6.4.5条规定，在TN供电系统中其Uc最大大于1.15*220V=253V，同时在第6.4.6条规定“在供电电压偏差超过10％以及谐波使电压幅值加大的场所，应根据具体情况对SPD提高持续耐压”，有些配电箱制造厂家只选择275V，我认为TN供电系统持续工作电压选择275V是不合适的，其理由如下：(1)我们知道《建筑物防雷设计规范》GB50057-94(2000年版)是按照IEC标准制定的，而IEC主要吸收的是欧美等发达国家的标准，其防雷依据主要是发达国家的电网的高质量，而我国电网质量与发达国家相比还存在较大差距，尤其在故障电压，电压偏差，电压波动，电压突变，谐波影响，三相不平衡系数等方面存在很大的差距，中国在某些地区供电电压超过15％也是经常的。

(2)GAl 73-98《计算机信息系统防雷保护器》产品标准规定：电涌保护器的标称导通电压大于2.2倍的系统工作电压，即在220V工作系统中应大于484V；我们知道限压型SPD的主要元器件是压敏电阻，根据压敏电阻的分类标准中持续耐压与压敏电压(标称导通电压)关系表可以看出：压敏电压不是某一固定值，而是个范围，对比484V，我们可以得出持续耐压应大于350V。

持续耐压与残压是一对矛盾体，持续耐压高，保护器的寿命高，而残压也高；持续耐压低，保护器的寿命低，而残压也低发；但在5-10kA雷电流冲击下，持续耐压为350V的保护器与持续耐压为440V的保护器比较，其残压低不到100V，不会很快提高系统残压，因此我认为选择持续耐压为440V的保护器，以提高保护器使用寿命是合理的。

5　漏电流Ip

根据GA173-98《计算机信息系统防雷保护器》中第6.1.1条规定，并联型电源避雷器的漏电流应小于20A，漏电流值越大，电涌保护器将聚集能量而发热的可能性增大，而漏电流又是随着压敏电阻的温度升高而增大的。因此，此时该压敏电阻就处于恶性循环状态，这也表明了漏电流随时间的变化率(增加率)越大，电涌保护器聚集能量将越快，从而性能会越差，保护器使用寿命下降。因此，一般情况下，电涌保护器的漏电流小于10A为宜。

6　告警方式

目前提供的告警方式共有三类，一类是遥信，遥测告警，适用于无人值守的工作场合；另一类是可视告警，通过机械设计实现告普功能，该告普方式应在雷雨过后对设施进行检查或定期检查，适用于所有的场合，也是目前使用最多的告警方式；还有是声光告警，此告警方式需增加一个告警模块，目前许多专家建议谨慎使用。因为累击时，有可能是声光报警模块首先被击坏而失去声光告普功能，如果此时产品正好被击坏，人们因为依赖声光告普而未察觉，等第二次雷击时，雷电将会乘虚而入击坏后续保护设备。

7　结构形式

电涌保护器的结构形式非常重要，主要存在两种结构形式：整体式模块化设计和插拔式模块化设计。插拔式结构因存在插拔间隙而存在间隙放电，尤其是在空气湿度比较大的地方，此现象将会更严重，使电涌保护器的使用寿命降低。整体式模块化设计不存在任何间隙，同时因为采用35mm导轨式安装，因此更换也非常方便。

8　电涌保护器(SPD)连接线选择

选择好电涌保护器后，同时应考虑电涌保护器连接线选择，才能使电涌保护器的使用达到预期效果。具体选择详见表1。

9　结束语

选择电涌保护器时，应对电涌保护器的各参数型号加以认真分析，确认各级电涌保护器对应的安装位置，同时应严格遵循防雷设计规范及当地气象局的要求，做到使电涌保护器发挥其保护设备及线路的功能，为我们的美好生活保驾护航。

参考文献：

[1]建筑物防雷设计规范.GB50057-94(2000年版).

[2]通信局(站)雷电过电压保护工程设计规范.YD／5098-2001.

[3]计算机信息系统防雷保护器.GAl73-98.[4]TBS防雷保护系统应用指南.OBO BETrERMANN集团发行.2005年.

[5]建筑物电子信息系统防雷技术规范.GB50343-2004.