浪涌保護(hù)器(電涌保護(hù)器)又稱避雷器，簡稱(SPD)適用于交流50/60HZ，額定電壓至380V的供電系統(tǒng)(或通信系統(tǒng))中，對間接雷電和直接雷電影響或其他瞬時過壓的電涌進(jìn)行保護(hù)，適用于家庭住宅、第三產(chǎn)業(yè)以及工業(yè)領(lǐng)域電涌保護(hù)的要求，具有相對相，相對地，相對中線，中線對地及其組合等保護(hù)模式。
原始的電涌保護(hù)器羊角形間隙，出現(xiàn)于19世紀(jì)末期，用于架空輸電線路，防止雷擊損壞設(shè)備絕緣而造成停電。20世紀(jì)20年代，出現(xiàn)了鋁浪涌保護(hù)器，氧化膜浪涌保護(hù)器和丸式浪涌保護(hù)器。30年代出現(xiàn)了管式浪涌保護(hù)器。50年代出現(xiàn)了碳化硅防雷器。70年代又出現(xiàn)了金屬氧化物浪涌保護(hù)器。現(xiàn)代高壓浪涌保護(hù)器，不僅用于限制電力系統(tǒng)中因雷電引起的過電壓，也用于限制因系統(tǒng)操作產(chǎn)生的過電壓。
浪涌保護(hù)器的分類
SPD是電子設(shè)備雷電防護(hù)中*的一種裝置，其作用是把竄入電力線、信號傳輸線的瞬時過電壓限制在設(shè)備或系統(tǒng)所能承受的電壓范圍內(nèi)，或?qū)?qiáng)大的雷電流泄流入地，保護(hù)被保護(hù)的設(shè)備或系統(tǒng)不受沖擊。
1 按工作原理分類
按其工作原理分類，SPD可以分為電壓開關(guān)型、限壓型及組合型。
⑴電壓開關(guān)型SPD。在沒有瞬時過電壓時呈現(xiàn)高阻抗，一旦響應(yīng)雷電瞬時過電壓，其阻抗就突變?yōu)榈妥杩梗试S雷電流通過，也被稱為"短路開關(guān)型SPD"。
⑵限壓型SPD。當(dāng)沒有瞬時過電壓時，為高阻抗，但隨電涌電流和電壓的增加，其阻抗會不斷減小，其電流電壓特性為強(qiáng)烈非線性，有時被稱為"鉗壓型SPD"。
⑶組合型SPD。由電壓開關(guān)型組件和限壓型組件組合而成，可以顯示為電壓開關(guān)型或限壓型或兩者兼有的特性，這決定于所加電壓的特性。
2按用途分類
按其用途分類，SPD可以分為電源線路SPD和信號線路SPD兩種。
電源線路SPD
由于雷擊的能量是非常巨大的，需要通過分級泄放的方法，將雷擊能量逐步泄放到大地。在直擊雷非防護(hù)區(qū)(LPZ0A)或在直擊雷防護(hù)區(qū)(LPZ0B)與*防護(hù)區(qū)(LPZ1)交界處，安裝通過Ⅰ級分類試驗的浪涌保護(hù)器或限壓型浪涌保護(hù)器作為*級保護(hù),對直擊雷電流進(jìn)行泄放，或者當(dāng)電源傳輸線路遭受直接雷擊時，將傳導(dǎo)的巨大能量進(jìn)行泄放。在*防護(hù)區(qū)之后的各分區(qū)(包含LPZ1區(qū))交界處安裝限壓型浪涌保護(hù)器，作為二、三級或更高等級保護(hù)。第二級保護(hù)器是針對前級保護(hù)器的殘余電壓以及區(qū)內(nèi)感應(yīng)雷擊的防護(hù)設(shè)備，在前級發(fā)生較大雷擊能量吸收時，仍有一部分對設(shè)備或第三級保護(hù)器而言是相當(dāng)巨大的能量，會傳導(dǎo)過來，需要第二級保護(hù)器進(jìn)一步吸收。同時，經(jīng)過*級防雷器的傳輸線路也會感應(yīng)雷擊電磁脈沖輻射。當(dāng)線路足夠長時，感應(yīng)雷的能量就變得足夠大，需要第二級保護(hù)器進(jìn)一步對雷擊能量實施泄放。第三級保護(hù)器對通過第二級保護(hù)器的殘余雷擊能量進(jìn)行保護(hù)。根據(jù)被保護(hù)設(shè)備的耐壓等級，假如兩級防雷就可以做到限制電壓低于設(shè)備的耐壓水平，就只需要做兩級保護(hù);假如設(shè)備的耐壓水平較低，可能需要四級甚至更多級的保護(hù)。
選擇SPD，首先需要了解一些參數(shù)及其工作原理。
⑴ 10/350μs波是模擬直擊雷的波形，波形能量大; 8/20μs波是模擬雷電感應(yīng)和雷電傳導(dǎo)的波形。
⑵標(biāo)稱放電電流In是指流過SPD、8/20μs電流波的峰值電流。
⑶大放電電流Imax又稱為大通流量，指使用8/20μs電流波沖擊SPD一次能承受的大放電電流。
⑷大持續(xù)耐壓Uc(rms)指可連續(xù)施加在SPD上的大交流電壓有效值或直流電壓。
⑸殘壓Ur指在額定放電電流In下的殘壓值。
⑹保護(hù)電壓Up表征SPD限制接線端子間的電壓特性參數(shù)，其值可從優(yōu)選值的列表中選取，應(yīng)大于限制電壓的高值。
⑺電壓開關(guān)型SPD主要泄放的是10/350μs電流波，限壓型SPD主要泄放的是8/20μs電流波。
信號線路SPD
信號線路SPD其實就是信號避雷器，安裝在信號傳輸線路中，一般在設(shè)備前端，用來保護(hù)后續(xù)設(shè)備，防止雷電波從信號線路涌入損傷設(shè)備。
1)電壓保護(hù)水平(UP)的選擇
UP 值不應(yīng)超過被保護(hù)設(shè)備耐沖擊電壓額定值，UP 要求SPD 與被保護(hù)的設(shè)備的絕緣應(yīng)有良好配合。
在低壓供配電系統(tǒng)裝置中，設(shè)備均應(yīng)具有一定的耐受電涌能力，即耐沖擊過電壓能力。當(dāng)無法獲得220/380V 三相系統(tǒng)各種設(shè)備的耐沖擊過電壓值時，可按IEC 60664-1 和GB 50057-1994(2000 版)的給定指標(biāo)選用。
2)標(biāo)稱放電電流In 的(沖擊通流容量)選擇
流過SPD、8/20 μs 電流波的峰值電流。用于對SPD 做II 級分類試驗，也用于對SPD 做I 級和II 級分類試驗的預(yù)處理。
事實上，In 是SPD 不發(fā)生實質(zhì)性破壞而能通過規(guī)定次數(shù)(一般為20 次)、規(guī)定波形(8/20 μs)的大限度的沖擊電流峰值。
3)大放電電流Imax(極限沖擊通流容量)的選擇
流過SPD、8/20 μs 電流波的峰值電流，用于II 級分類試驗。Imax 與In 有許多相同點，他們都是用8/20 μs 電流波的峰值電流對SPD 做II 級分類試驗。不同之處也很明顯，Imax 只對SPD 做一次沖擊試驗，試驗后SPD 不發(fā)生實質(zhì)性破壞;而In 可以做20次這樣的試驗，試驗后SPD 也不能有實質(zhì)性破壞。因此，Imax 是沖擊的電流極限值，所以大放電電流也稱為極限沖擊通流容量。顯然，Imax>In。
折疊編輯本段工作原理
浪涌保護(hù)器(Surge protection Device)是電子設(shè)備雷電防護(hù)中*的一種裝置，過去常稱為"避雷器"或"過電壓保護(hù)器"英文簡寫為SPD.浪涌保護(hù)器的作用是把竄入電力線、信號傳輸線的瞬時過電壓限制在設(shè)備或系統(tǒng)所能承受的電壓范圍內(nèi)，或?qū)?qiáng)大的雷電流泄流入地，保護(hù)被保護(hù)的設(shè)備或系統(tǒng)不受沖擊而損壞。
浪涌保護(hù)器的類型和結(jié)構(gòu)按不同的用途有所不同，但它至少應(yīng)包含一個非線性電壓限制元件。用于浪涌保護(hù)器的基本元器件有:放電間隙、充氣放電管、壓敏電阻、抑制二極管和扼流線圈等。
安裝方法
SPD常規(guī)安裝要求
浪涌保護(hù)器采用35MM標(biāo)準(zhǔn)導(dǎo)軌安裝
對于固定式SPD，常規(guī)安裝應(yīng)遵循下述步驟:
1)確定放電電流路徑
2)標(biāo)記在設(shè)備終端引起的額外電壓降的導(dǎo)線，。
3)為避免不必要的感應(yīng)回路，應(yīng)標(biāo)記每一設(shè)備的 PE導(dǎo)體，
4)設(shè)備與SPD之間建立等電位連接。
5)要進(jìn)行多級SPD的能量協(xié)調(diào)
為了限制安裝后的保護(hù)部分和不受保護(hù)的設(shè)備部分之間感應(yīng)耦合，需進(jìn)行一定測量。通過感應(yīng)源與犧牲電路的分離、回路角度的選擇和閉合回路區(qū)域的限制能降低互感，
當(dāng)載流分量導(dǎo)線是閉合回路的一部分時，由于此導(dǎo)線接近電路而使回路和感應(yīng)電壓而減少。
一般來說，將被保護(hù)導(dǎo)線和沒被保護(hù)的導(dǎo)線分開比較好，而且，應(yīng)該與接地線分開。同時，為了避免動力電纜和通信電纜之間的瞬態(tài)正交耦合，應(yīng)該進(jìn)行必要的測量。
浪涌保護(hù)器安裝接線圖
浪涌保護(hù)器安裝接線圖
SPD接地線徑選擇
數(shù)據(jù)線:要求大于2.5mm2 ;當(dāng)長度超過0.5米時要求大于4mm2。YD/T5098-1998。
電源線:相線截面積S≤16mm2 時，地線用S ;相線截面積16mm2≤S≤35mm2 時，地線用16mm2 ;相線截面積S≥35mm2時，地線要求S/2 ;GB 50054第2.2.9條
浪涌保護(hù)器的主要參數(shù)
1、標(biāo)稱電壓Un:被保護(hù)系統(tǒng)的額定電壓相符，在信息技術(shù)系統(tǒng)中此參數(shù)表明了應(yīng)該選用的保護(hù)
浪涌保證器
浪涌保證器
器的類型，它標(biāo)出交流或直流電壓的有效值。
2、額定電壓Uc:能*施加在保護(hù)器的端，而不引起保護(hù)器特性變化和激活保護(hù)元件的大電壓有效值。
3、額定放電電流Isn:給保護(hù)器施加波形為8/20μs的標(biāo)準(zhǔn)雷電波沖擊10次時，保護(hù)器所耐受的大沖擊電流峰值。
4、大放電電流Imax:給保護(hù)器施加波形為8/20μs的標(biāo)準(zhǔn)雷電波沖擊1次時，保護(hù)器所耐受的大沖擊電流峰值。
5、電壓保護(hù)級別Up:保護(hù)器在下列測試中的大值:1KV/μs斜率的跳火電壓;額定放電電流的殘壓。
6、響應(yīng)時間tA:主要反應(yīng)在保護(hù)器里的特殊保護(hù)元件的動作靈敏度、擊穿時間，在一定時間內(nèi)變化取決于du/dt或di/dt的斜率。
7、數(shù)據(jù)傳輸速率Vs:表示在一秒內(nèi)傳輸多少比特值，單位:bps;是數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)中正確選用防雷器的參考值，防雷保護(hù)器的數(shù)據(jù)傳輸速率取決于系統(tǒng)的傳輸方式。
8、插入損耗Ae:在給定頻率下保護(hù)器插入前和插入后的電壓比率。
9、回波損耗Ar:表示前沿波在保護(hù)設(shè)備(反射點)被反射的比例，是直接衡量保護(hù)設(shè)備同系統(tǒng)阻抗是否兼容的參數(shù)。
10、大縱向放電電流:指每線對地施加波形為8/20μs的標(biāo)準(zhǔn)雷電波沖擊1次時，保護(hù)器所耐受的大沖擊電流峰值。
11、大橫向放電電流:指線與線之間施加波形為8/20μs的標(biāo)準(zhǔn)雷電波沖擊1次時，保護(hù)器所耐受的大沖擊電流峰值。
12、在線阻抗:指在標(biāo)稱電壓Un下流經(jīng)保護(hù)器的回路阻抗和感抗的和。通常稱為"系統(tǒng)阻抗"。
13、峰值放電電流:分兩種:額定放電電流Isn和大放電電流Imax。
14、漏電流:指在75或80標(biāo)稱電壓Un下流經(jīng)保護(hù)器的直流電流
分類
工作原理
1.開關(guān)型:其工作原理是當(dāng)沒有瞬時過電壓時呈現(xiàn)為高阻抗，但一旦響應(yīng)雷電瞬時過電壓時，其阻抗就突變?yōu)榈椭担试S雷電流通過。用作此類裝置時器件有:放電間隙、氣體放電管、閘流晶體管等。
2.限壓型:其工作原理是當(dāng)沒有瞬時過電壓時為高阻擾，但隨電涌電流和電壓的增加其阻抗會不斷減小，其電流電壓特性為強(qiáng)烈非線性。用作此類裝置的器件有:氧化鋅、壓敏電阻、抑制二極管、雪崩二極管等。
3.分流型或扼流型
分流型:與被保護(hù)的設(shè)備并聯(lián)，對雷電脈沖呈現(xiàn)為低阻抗，而對正常工作頻率呈現(xiàn)為高阻抗。
扼流型:與被保護(hù)的設(shè)備串聯(lián)，對雷電脈沖呈現(xiàn)為高阻抗，而對正常的工作頻率呈現(xiàn)為低阻抗。
用作此類裝置的器件有:扼流線圈、高通濾波器、低通濾波器、1/4波長短路器等。
折疊用途
⑴電源保護(hù)器:交流電源保護(hù)器、直流電源保護(hù)器、開關(guān)電源保護(hù)器等。
· 交流電源防雷模塊適用于配電室、配電柜、開關(guān)柜、交直流配電屏等系統(tǒng)的電源保護(hù);
· 建筑物內(nèi)有室外輸入的配電箱、建筑物層配電箱;
電源型浪涌保護(hù)器
電源型浪涌保護(hù)器
· 用于低壓(220/380VAC)工業(yè)電網(wǎng)和民用電網(wǎng);
· 在電力系統(tǒng)中， 主要用于自動化機(jī)房、變電站主控制室電源屏內(nèi)三相電源輸入或輸出端。
適用于各種直流電源系統(tǒng)，如:
· 直流配電屏;
· 直流供電設(shè)備;
· 直流配電箱;
·電子信息系統(tǒng)柜;
· 二次電源設(shè)備的輸出端。
⑵信號保護(hù)器:低頻信號保護(hù)器、高頻信號保護(hù)器、天饋保護(hù)器等。
