避雷器和浪涌保护器(SPD)在功能上都有防护过电压特别是雷电过电压的作用,但它们在应用场景、结构、技术参数等方面存在显著区别。以下是对二者的详细比较与分析:
一、避雷器的特点与技术指标
1. 定义
避雷器是一种过电压限制器,主要用于高压电力系统中。当过电压发生时,它迅速导通,限制电压值在设备耐受范围内;过电压消失后,避雷器恢复为高阻状态。
2. 核心部件
- 阀片:非线性伏安特性的氧化锌片(MOV)是主要材料,在高电压时呈低阻抗以限制电压,在正常电压下呈高阻态以减少泄漏电流。
3. 技术指标
- 额定电压:避雷器可以承受的工频电压最高值。
- 残压:通过避雷器的电流导致其两端电压升高的最大值。
- 雷电冲击电流:通常采用8/20 μs波形,用来测试耐雷能力。
- 操作冲击电流:波形更缓和,测试设备耐操作过电压的能力。
- 压力释放等级:避雷器内部故障时,外壳不应爆炸飞散。
4. 应用
避雷器主要用于高压电力系统,常见应用场所包括:
- 发电站、变电站。
- 架空线路。
- 电机、变压器和电容器等高压设备。
二、浪涌保护器(SPD)的特点与技术指标
1. 定义
浪涌保护器是一种低压设备,用于保护二次信号回路、电子设备、仪表等不受过电压侵害。它通常安装在低压配电系统的末端或信号线路中。
2. 核心部件
- 多级保护元件:包括MOV、气体放电管(GDT)、瞬态抑制二极管(TVS)等,能精细抑制浪涌电压。
-
分级防护:根据 IEC 61643 分级防护设计,一般分为:
- 一级保护:粗保护,主要处理高能量雷电冲击。
- 二级保护:中级保护,处理残余雷电流和操作过电压。
- 三级保护:精细保护,针对电子设备的末端过电压。
3. 技术指标
- 标称放电电流(In):SPD承受雷电浪涌电流的能力,通常以 8/20 μs 波形测定,值在 5kA 至 20kA 之间。
- 通流容量:SPD能够承受的最大电流。
- 残压:SPD在特定浪涌电流下的电压限制值。
- 响应时间:SPD对浪涌事件的反应时间,通常为纳秒级。
4. 应用
SPD主要用于低压电力系统和信号系统,应用场景包括:
- 配电柜和机房。
- 通信基站。
- 终端电子设备(如计算机、安防监控)。
三、避雷器与浪涌保护器的关键区别
特性 | 避雷器 | 浪涌保护器(SPD) |
---|---|---|
应用电压等级 | 高压系统(>3kV,最高可至1000kV)。 | 低压系统(≤1.2kV,一般为220V或380V)。 |
保护对象 | 高压电气设备(如变压器、架空线路)。 | 低压设备和电子设备(如计算机、通信设备)。 |
安装位置 | 高压系统一次侧(主设备进线端)。 | 低压系统末端(设备接入处或信号线路)。 |
通流容量 | 较大(需承受直接雷击浪涌)。 | 较小(主要针对残余雷电流或操作过电压)。 |
响应时间 | 通常为微秒级。 | 纳秒级(更快)。 |
核心材质 | 氧化锌(MOV)为主,外壳多为陶瓷或硅橡胶。 | MOV、TVS、GDT 等多元件组合,外壳多为塑料或金属。 |
适用场所 | 变电站、发电厂、铁路、工业高压系统。 | 通信机房、低压配电柜、终端电子设备场所。 |
外观尺寸 | 体积较大,通常为瓷柱型或硅橡胶套筒型。 | 体积较小,多为模块化设计,适合安装在配电柜内。 |
四、二者的配合使用
-
避雷器和浪涌保护器通常配合使用,形成分级防护体系:
- 避雷器:安装在一次系统(高压侧)进线处,防止雷电波侵入,保护高压设备。
- 浪涌保护器:安装在二次系统(低压侧),为电子设备提供精细保护。
五、总结
避雷器侧重于高压系统的防雷保护,而浪涌保护器专注于低压系统和精细设备的过电压保护。它们各有特点且互为补充,在不同电压等级和应用场景下均不可或缺。