浪涌保护器（SPD）关键参数及分类详解

浪涌保护器（Surge Protection Device, SPD）在电力和信号系统中扮演重要角色，其主要作用是将窜入系统的瞬时过电压限制在设备可承受范围内或泄放雷电流至地。以下是对SPD的关键参数及分类的详细解析：

关键参数

1. 最大持续运行电压（Uc）

   • 可持续施加在SPD上的最大交流或直流电压，需根据系统接地形式选取：
     • TN系统：常见于建筑供电，需保证从总配电箱引出的线路符合TN-S标准。
     • 电压异常或谐波较大的场所需适当提高Uc值。

2. 冲击电流（Iimp）

   • 表征SPD耐受直击雷电流能力，通常包括电流峰值（Ipeak）和电荷（Q）。

3. 标称放电电流（In）

   • 流经SPD、8/20μs波形电流的峰值电流，用于Ⅱ级分类试验，其要求：
     • Ⅰ级分类试验：In ≥ 15kA
     • Ⅱ级分类试验：In ≥ 5kA

4. 最大放电电流（Imax）

   • SPD能承受的一次性最大放电电流，适用于Ⅱ级分类试验。通常有：
     • Imax ≥ In

5. 电压保护水平（Up）

   • SPD在标称放电电流条件下的残压值或最大钳位电压。选择需满足：
     • Usmax < Up < Uchoc
     • Usmax：电网最高运行电压
     • Uchoc：被保护设备的冲击耐受电压

6. 残压（Ur）

   • 在额定放电电流条件下SPD端子间的残余电压。

7. 波形类型

   • 10/350μs波形：模拟直击雷电流波形，能量大。
   • 8/20μs波形：模拟雷电感应或传导波形，常用于设备防护。

浪涌保护器的分类

1. 按工作原理分类

   • 电压开关型：
     • 无过压时呈高阻抗；瞬时过压时变为低阻抗，泄放雷电流。
     • 适用于直击雷防护（10/350μs波形）。
   • 限压型：
     • 在过电压时阻抗随电流增大而降低，钳制电压至安全水平。
     • 适用于雷电感应保护（8/20μs波形）。
   • 组合型：
     • 同时具备开关型和限压型特性，根据施加电压条件表现不同。

2. 按用途分类

   • 电源线路SPD：
     • 用于供电系统分级保护：
       • 一级保护：安装在LPZ0A或LPZ0B至LPZ1的交界处，耐受直击雷电流。
       • 二级保护：吸收一级保护器残余电压及感应雷击能量。
       • 三级保护：保护设备免受二级保护器残余能量冲击，适用于敏感设备。
   • 信号线路SPD：
     • 安装在信号传输线上，保护信号设备免受雷击波侵害。

选择和应用指南

1. 电压保护水平（Up）

   • Up ≤ 被保护设备的冲击耐受电压。

2. 标称放电电流（In）

   • 确保SPD可承受规定波形和次数的冲击试验，而不损坏。

3. 最大放电电流（Imax）

   • 选取大于实际应用环境中可能出现的雷击电流峰值。

4. 接地要求

   • SPD需有可靠接地，接地电阻应小于10Ω。

5. 安装注意事项

   • 分级保护：合理配置各级SPD，确保逐步泄放雷电能量。
   • 距离控制：二、三级保护器之间距离不宜过长，避免产生反向雷击电压。

浪涌保护器是电力和信号系统中雷电防护的核心设备，其选择和应用需结合电网环境、设备耐压水平及实际雷击风险。合理的分级保护和参数匹配可以有效提升系统的抗雷电能力，保障设备安全运行。