[信号传感和变送] 浪涌保护器参数设置原则与行业安装应用指南

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地凯科技 发表于 2025-10-29 17:10 | 显示全部楼层 |阅读模式
浪涌保护器(SPD,Surge Protective Device)是电气系统防雷与过电压防护的重要组成部分。其作用是限制瞬态过电压(如雷击浪涌、操作过电压)幅值,将能量引入接地系统,从而保护电气设备安全运行。根据GB/T 18802.1—2020《低压配电系统的浪涌保护器(SPD)—第1部分:性能要求与试验方法》和GB 50057—2014《建筑物防雷设计规范》,SPD的设置、参数选型与安装布局需遵循系统性设计原则。
一、浪涌保护器的设置原则
分级保护原则
按照建筑物防雷分区(LPZ)原则,SPD应采用多级分布式保护结构:
第一级SPD(B级或Type 1):安装于建筑物主配电柜总进线处,用于泄放直接雷击产生的高能量浪涌,要求具备10/350μs波形的冲击电流能力。
第二级SPD(C级或Type 2):安装于楼层分配电箱或设备控制箱,用于吸收残余浪涌能量,防止过电压侵入末端设备。
第三级SPD(D级或Type 3):设置在精密设备前端,如机房、通信设备、电气控制器等,用于抑制低幅高频浪涌,保护设备端口。
等电位保护原则
所有SPD的接地端必须与建筑物防雷接地系统等电位连接,形成统一的泄流通道。SPD接地线应尽量短且直,长度≤0.5 m,转弯半径≥20 cm,以减小感应阻抗。
匹配原则
不同级SPD的电压保护水平(Up)需呈递减关系:
一级SPD的Up约为2.5~4.0 kV;
二级SPD的Up约为1.5~2.5 kV;
三级SPD的Up应≤1.0 kV。
以确保过电压能量逐级衰减,不发生“能量反弹”或“过度残压”现象。
接地与系统制式原则
SPD应依据系统接地形式(TN-S、TN-C-S、TT、IT)采用不同接线方式:
TN-S系统:N、PE线分开,SPD采用3P或4P结构。
TT系统:中性线与地线独立接地,建议SPD带N-PE保护模块。
IT系统:中性点不接地或高阻接地,应配置监测型SPD或绝缘监控装置。
二、地凯科技SPD性能参数的确定
根据GB/T 18802.1标准,SPD选型需考虑以下关键参数:
最大持续工作电压Uc:SPD长期承受的电压不动作值,Uc ≥ 1.1×系统额定电压
标称放电电流In:SPD在8/20μs波形下的测试电流,5 kA、10 kA(常见)
最大放电电流Imax:SPD可承受的最大8/20μs浪涌电流,20~80 kA(视级别)
冲击电流Iimp:Type 1 SPD特有,10/350μs波形电流,≥12.5 kA(单极)
电压保护水平Up:SPD限制残余电压峰值能力,≤设备绝缘耐压的80%
响应时间tA:SPD动作时间,≤25 ns(电源SPD)
失效模式与热脱扣:SPD应具备热脱扣及状态指示功能 必须符合GB/T 18802.3
选型建议:
总配电柜(I级防雷):选用Iimp≥12.5 kA、Uc=385 V的SPD;
楼层分配箱(II级防雷):选用Imax≥40 kA、Uc=385 V;
末端设备(III级防雷):选用Up≤1.0 kV的精密SPD模块。
三、SPD防雷器安装要求与注意事项
安装位置
一级SPD安装于电源进线开关下端,与电源主开关并联;
二级SPD安装于分配电箱的总进线端;
三级SPD安装在设备电源插座或端子排前端。
连接导线要求
相线、N线、PE线连接应采用多股铜线或铜排;
截面积:主线≥16 mm²,接地线≥25 mm²;
接线长度尽量短(≤0.5 m),避免环路。
后备保护器配置(SCB/熔断器)
根据GB/T 18802.11要求,SPD需配备合适的后备保护装置,防止SPD短路失效。
一般选用:
断路器型SCB:In≥SPD标称放电电流的1.25倍;
熔断器:额定电流1.6倍于SPD最大泄流电流。
接地系统要求
SPD接地电阻应≤4 Ω(一般建筑);
信息化机房、数据中心应≤1 Ω;
特殊场所(如医院、通信基站)推荐≤0.5 Ω。
定期检测与维护
SPD应设有状态指示窗口(绿/红),必要时带遥信报警端子。建议每年雷雨季节前检测一次泄流能力与热脱扣状态。
四、地凯科技不同应用行业浪涌保护器的设置区别与建议
工业自动化领域
电源SPD采用模块化可更换设计;
信号接口(4~20 mA、RS485)需配置信号SPD;
接地系统宜采用TN-S结构,确保低阻抗回路。
数据中心(IDC)与通信行业
建议采用三级防护;
电源SPD Up≤1.0 kV,信号SPD带屏蔽与隔离;
机柜内部采用精密D级SPD,保护服务器端口。
建筑及民用住宅
配电柜安装II级SPD即可;
楼顶防雷系统应与SPD接地共用接地体;
弱电箱内配置网络、电话线路SPD。
新能源与充电桩行业
直流侧采用DC SPD(Uc=1000V~1500V DC);
光伏系统SPD需符合GB/T 18802.31;
充电桩SPD选用Type 2+Type 3组合模块。
医疗设备与实验室
要求SPD残压低、响应快;
接地独立并保证电磁干扰隔离;
推荐安装隔离式信号SPD保护监测仪表精度。
地凯科技浪涌保护器的科学设置不仅取决于产品性能,更关键在于系统性防雷设计。遵循“分级保护、等电位联结、短线直接、匹配协调”的原则,结合不同行业的供电特点与环境要求,才能实现真正有效的雷电与浪涌防护。依据GB/T 18802系列标准执行SPD的选型与安装,不仅可大幅提升供电系统安全性,还可延长设备寿命、降低停机风险,实现防雷工程的长期可靠运行。

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