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SPD是电子设备雷电防护中不可缺少的一种装置，其作用是把窜入电力线、信号传输线的瞬时过电压限制在设备或系统所能承受的电压范围内，或将强大的雷电流泄流入地，保护被保护的设备或系统不受冲击。

浪涌保护器的类型和结构按不同的用途有所不同，但它至少应包含一个非线性电压限制元件。用于浪涌保护器的基本元器件有：放电间隙、充气放电管、压敏电阻、抑制二极管和扼流线圈等。

按其工作原理分类，SPD可以分为电压开关型、限压型及组合型。

1）电压开关型SPD。在没有瞬时过电压时呈现高阻抗，一旦响应雷电瞬时过电压，其阻抗就突变为低阻抗，允许雷电流通过，也被称为“短路开关型SPD”。

2）限压型SPD。当没有瞬时过电压时，为高阻抗，但随电涌电流和电压的增加，其阻抗会不断减小，其电流电压特性为强烈非线性，有时被称为“钳压型SPD”。

3）组合型SPD。由电压开关型组件和限压型组件组合而成，可以显示为电压开关型或限压型或两者兼有的特性，这决定于所加电压的特性。

（1）开关型电源防雷器 MG-50B

产品特点：

1）主材采用多层石墨间隙和高耐热的特氟纶隔环。

2）无漏流、无续流，可安装在电表前端。

3）无需额外加装电路熔断保护装置。

4）泄放能量大。

5）使用寿命长。

（2）开关型电源防雷器 MG-15

产品特点：

1）标准模块化设计，标准35mm导轨安装，使用方便。

2）核心器件采用压敏电阻（MOV），通流容量大，输出残压低，响应速度快。

3）每只模块都设置两至三组脱扣装置，其中一组芯片老化时，其他正常的芯片可继续使用。

4）外壳采用高阻燃性材料，符合电气安全要求。

5）可附加声光报警遥信模块。

参数对比如表1所示。

表1    开关型电源防雷器参数对比

（3）复合型电源防雷器 MGBC-30

产品特点：

1）主材采用多层放电管，用压敏点火，通流容量大，输出残压低。

2）解决B级、C级之间安装空间达不到规范要求的问题，适合小机房、基站等。

3）并联安装，无工作瓶颈。

技术参数如表2所示。

表2    复合型电源防雷器技术参数

（4）限压型电源防雷器 B级（M-100/M-80）

产品特点：

1）标准模块化设计，标准35mm导轨安装，使用方便。

2）核心器件采用高质量压敏电阻（MOV），通流容量大，输出残压低，响应速度快。

3）每只模块都设置两至三组脱扣装置，其中一组芯片老化时，其他正常的芯片可继续使用。

4）外壳采用高阻燃性材料，负荷电气安全要求。

5）可附加声光报警遥信模块。

（5）限压型电源防雷器 C/D级（M-40/M-20）

产品特点：

1）插拔式设计，更换方便。

2）核心器件采用高质量压敏电阻（MOV）,通流容量大，输出残压低，响应速度快。

3）脱扣装置隔舱式设计，确保保护器因过热过流、击穿失效时，自动脱离电网。

4）外壳采用高阻燃性材料，负荷电气安全要求。

5）可附加声光报警遥信模块。

参数对比如表3所示。

表3    限压型电源防雷器参数对比

（6）计算机防雷器

产品特点：

1）主材采用高质量气体放电管和进口半导体器件，质量稳定。

2）集成式设计，可同时保护8～24路信号，方便使用。

3）采用全保护模式（共模、差模），保护全面。

4）采用两级防护，保护精细，安全可靠。

5）通流容量大，输出残压低，响应速度快。

6）独立接地端子，保证接地效果。

（7）电话线防雷器

产品特点：

1）主材采用高质量气体放电管和进口半导体器件，质量稳定。

2）采用全保护模式（共模、差模），保护全面。

3）采用两级防护，保护精细，安全可靠。

4）通流容量大，输出残压低，响应速度快。

5）独立接地端子，保证接地效果。

6）附装专用轨道卡后，可安装于35mm轨道。

（8）控制线防雷器

产品特点：

1）主材采用高质量气体放电管和进口半导体器件，质量稳定。

2）集成式设计，可同时保护12路信号，方便使用。

3）采用全保护模式（共模、差模），保护全面。

4）采用两级防护，保护精细，安全可靠。

5）通流容量大，输出残压低，响应速度快。

6）独立接地端子，保证接地效果。

一、SPD选型设计原则 
        1）整体原则。将整个安防工程机电系统作为一个整体保护对象来考虑防雷保护。既要考虑各个子系统的防雷保护，又要考虑各个弱电子系统之间及其与供配电子系统之间的有效衔接，做到系统配置、经济合理、安全可靠、适当冗余。

2）划分界面。根据GB50057-2010关于雷电保护区域LPZ的划分原则以及安防工程机电系统的分散分布的特点，确定若干个不同的“建筑单体”，再实施分级保护。

3）综合防治。充分利用“均压、屏蔽、接闪、分流、接地、保护”等传统的防雷技术措施，选用可靠的接闪装置和电涌保护器SPD，实施可靠、全面的技术方案。

4）合理选型。根据具体安防工程所处的地理环境特点以及机电设备所处的雷电保护区域范围，选择合理的SPD电气性能参数和产品功能。 

二、类型的选择 
      目前SPD有串联式和并联式两大类型。串联式电涌保护器其实也是由两级并联的SPD模块或MOV片组成，中间串联一组退藕电感，其残压很小，但与被保护设备的容量匹配要求较高，体积也较大，适用于机房配电箱或UPS前端或重要场所的孤立设备的保护。 
      SPD绝大多数场合都采用并联式。对于并联式SPD又存在着两种基本形式――开关型（间隙型）和限压型（压敏电阻型）。由于间隙型SPD的起动电压高且不稳、残压大，极易损坏后续设备，因此不能单独使用，作为多级保护中的一级；而压敏电阻型SPD的标称导通电压较低，电气性能稳定，而残压也很低，可以单独或组合使用，实行多级保护。另一方面，间隙型电源SPD的动态响应时间较慢，而压敏电阻型SPD的动态响应时间快，若将间隙型SPD和压敏电阻型SPD配套使用构成多级防护，首先导通的可能是压敏电阻型而非间隙型SPD，首级（间隙型SPD）可能起不到防护作用，因此系统防护不建议全部选用间隙型或首级选用间隙型SPD而后级选用压敏电阻型SPD。当然在十分恶劣环境下，也可用间隙型和大容量的压敏电阻型SPD组合使用构成首级防护。 

三、SPD的主要技术参数

（1）最大持续运行电压——Uc

 定义：SPD在运行中能持续耐受的最大直流电压或工频电压有效值。

 很高持续运行电压取决于SPD的标称导通电压。

SPD的很高持续运行电压应略高于当地电网可能出现的很高电压。在不能到现场考察，或在现场用户不能提供很高电网电压时，应选用Uc≥350V的产品。Uc在275V以下的SPD一般只能用在UPS电源后面。

（2）放电电流——In

标称放电电流：施加规定波形（8/20μs）和次数（同一极性5次）放电电流冲击后，标称导通电压变化率小于10%，漏泄电流和限制电压仍在合格范围内的最大的放电电流幅值。

最大放电电流：施加规定波形（8/20μs）放电电流冲击1次后不发生实质性损坏，不炸裂，不燃烧的最大放电电流幅值，一般最大放电电流=（1.5～2.5）×标称放电电流。

（3）限制电压——Up

定义：施加规定波形（8/20μs）、幅值（标称放电电流）和次数（同一极性5次）的冲击时，在SPD端子间测得的电压峰值的最大值。

在选用SPD时应兼顾限制电压和最大持续运行电压，限制电压是SPD对设备保护的有效性指标，而最大持续运行电压与SPD本身工作可靠性相关。

（4）漏泄电流

除放电间隙外，限压型SPD在并联接入低压配电线路后所通过的微安级电流。

漏泄电流指标反映了所用压敏电阻的劣化情况，电源避雷器漏泄电流一般应小于20μA。

四、各级SPD选择的参数

（1）SPD1

级电涌保护器SPD1若安装在某建筑物总配电室，用三片开关型电涌保护器就能满足系统的要求，我国现行的供电方式即使整个供电系统采用TN-S方式，而在总配电室N与PE是一个接地点，如此在配电机房总配电柜安装三片开关型SPD就能起到作用。N到地之间可以不加。

SPD1选择的参数建议如下：

最大持续运行电压：Uc=440V

最大放电电流：一般按规范要求进行计算设计或参考标准中要求

保护电平：Up≤2.5KV

响应时间：tA≤100ns

（2）SPD2

第二级电源电涌保护器是应用最广泛的一个产品，雷电电磁脉冲能对LPZ1区电源线入侵产生20KA以上的雷电流情况不多，因此第二级SPD作为限压型电涌保护器额定通流量In定位为20～40KA。

SPD2建议技术参数选择如下：

最大持续运行电压：Uc=260～320V

额定放电电流（8/20μs）In=20KA

最大放电电流（8/20μs）Imax=40KA

保护电平：Up≤1.5KV

响应时间：tA≤25ns

（3）SPD3

 第三级电源电涌保护器一般安装于重要设备的前端，所谓细保护。

SPD3建议技术参数选择如下：

最大持续运行电压：Uc=255V

标称放电电流（8/20μs）：  In L→N  3KA   N→PE  5KA

电压保护级别Up：L→N≤1.25KV   L→PE≤1.5KV 

响应时间：tA≤25ns

使用安装SPD的三相基本要求：

1）安装SPD之后，在无电涌发生时，SPD不应对电气（电子）系统正常运行产生影响。

2）安装SPD之后，在有电涌发生的情况下，SPD能承受预期通过的雷电流而不损坏，并能箝制电涌电压和分走电涌电流。

3）在电涌电流通过后，SPD应迅速恢复高阻状态，切断工频续流。
      SPD安装在防雷区交界处的配置示例如图1所示。

图1    SPD在防雷区交界处的安装图

     SPD在不同接地形式系统中的安装如图2～图6所示。

图2    SPD在TN-C-S系统中的安装

图3   SPD在TN-S系统中的安装

图4   SPD在TT系统中的安装

图5   SPD在IT系统中的安装

图6    SPD在TT系统中的安装