SPD防雷器基礎(chǔ)知識

1、1通信局站電源系統(tǒng)防雷與接地的組成通信局站電源系統(tǒng)防雷與接地的組成 建筑物外的設(shè)備為建筑物外的設(shè)備為A級保護，級保護，0區(qū)與區(qū)與1區(qū)的交界處為區(qū)的交界處為B級保護，級保護，1區(qū)與區(qū)與2區(qū)的交界處為區(qū)的交界處為C級保護，級保護，2區(qū)內(nèi)重要設(shè)備前端為區(qū)內(nèi)重要設(shè)備前端為D級保護級保護確立浪涌確立浪涌保護器保護器多級保護多級保護的原則。的原則。 圖中圖中A、B、C、D為交流電源浪涌保護器，為交流電源浪涌保護器，E為直流電源浪涌保護器為直流電源浪涌保護器2浪涌保護器（浪涌保護器（SPD）簡介）簡介nSPD分類分類 開關(guān)型開關(guān)型 限壓型限壓型 混合型混合型nSPD的參數(shù)的參數(shù) 標稱導(dǎo)通電壓標稱導(dǎo)通電壓 U

2、1mA（Un） 標稱放電電流標稱放電電流 I n 最大通流容量最大通流容量Imax SPD殘壓殘壓Ures 最大持續(xù)運行電壓最大持續(xù)運行電壓Uc3開關(guān)型開關(guān)型SPDn它是無浪涌時呈高阻狀態(tài)，對浪涌響應(yīng)時突變?yōu)樗菬o浪涌時呈高阻狀態(tài)，對浪涌響應(yīng)時突變?yōu)榈妥璧囊环N低阻的一種SPD。常用器件有。常用器件有氣體放電管氣體放電管、放電放電間隙間隙等。等。n氣體放電管的結(jié)構(gòu)是在陶瓷或玻璃（多為陶瓷）管氣體放電管的結(jié)構(gòu)是在陶瓷或玻璃（多為陶瓷）管內(nèi)安裝電極，電極之間充有惰性氣體，如氬或氖。內(nèi)安裝電極，電極之間充有惰性氣體，如氬或氖。器件平時呈高阻狀態(tài)，當達到點火電壓時，氣體放器件平時呈高阻狀態(tài)，當達到點火電

3、壓時，氣體放電，轉(zhuǎn)入低阻狀態(tài)。點火后，在弧光放電狀態(tài)管壓電，轉(zhuǎn)入低阻狀態(tài)。點火后，在弧光放電狀態(tài)管壓降可低至降可低至10V30V。 n氣體放電管氣體放電管常在低壓三相交流電源防雷的常在低壓三相交流電源防雷的“3+1”保護模式中用作零線（保護模式中用作零線（N）與保護地線（）與保護地線（PE）間）間的的SPD。n 間隙型或間隙組合型浪涌保護器不得在通信局間隙型或間隙組合型浪涌保護器不得在通信局（站）使用（站）使用。（據(jù)（據(jù)YD50982005中中9.2.10） 4限壓型限壓型SPDn它是無浪涌時呈高阻狀態(tài)，但隨著浪涌的增大，它是無浪涌時呈高阻狀態(tài)，但隨著浪涌的增大，其阻抗不斷降低的其阻抗不斷降低

4、的SPD。常用器件有。常用器件有氧化鋅壓敏氧化鋅壓敏電阻電阻、瞬態(tài)抑制二極管瞬態(tài)抑制二極管等。等。n壓敏電阻（壓敏電阻（MOV）是一種以氧化鋅（是一種以氧化鋅（ZnO）為主）為主要成份的金屬氧化物半導(dǎo)體過電壓抑制器件，是要成份的金屬氧化物半導(dǎo)體過電壓抑制器件，是典型的限壓型浪涌保護器。典型的限壓型浪涌保護器。n壓敏電阻具有非線性特性好、通流容量大、常態(tài)泄壓敏電阻具有非線性特性好、通流容量大、常態(tài)泄漏電流小、殘壓水平低、動作響應(yīng)快（一般為幾十漏電流小、殘壓水平低、動作響應(yīng)快（一般為幾十納秒）和無后續(xù)電流等納秒）和無后續(xù)電流等諸多優(yōu)點諸多優(yōu)點。氧化鋅壓敏電阻。氧化鋅壓敏電阻是通信電源設(shè)備中采用的主

5、要防雷器件。其是通信電源設(shè)備中采用的主要防雷器件。其缺點缺點是是長期運行后會老化，使標稱導(dǎo)通電壓降低。長期運行后會老化，使標稱導(dǎo)通電壓降低。5限壓型限壓型SPD（續(xù)）（續(xù)）壓敏電阻的伏安特性壓敏電阻的伏安特性正負對正負對稱。當壓敏電阻兩端的電壓稱。當壓敏電阻兩端的電壓小于標稱導(dǎo)通電壓時，電流小于標稱導(dǎo)通電壓時，電流很?。ê苄。ˋ數(shù)量級），呈現(xiàn)近數(shù)量級），呈現(xiàn)近似開路狀態(tài)；似開路狀態(tài)；當所加電壓大當所加電壓大于標稱導(dǎo)通電壓時，壓敏電于標稱導(dǎo)通電壓時，壓敏電阻擊穿導(dǎo)通，呈低阻狀態(tài)，阻擊穿導(dǎo)通，呈低阻狀態(tài)，它能泄放大量的雷電流，對它能泄放大量的雷電流，對過電壓起到鉗制限壓作用過電壓起到鉗制限壓作用。

6、過電壓消失后，壓敏電阻立過電壓消失后，壓敏電阻立即恢復(fù)到原來的高阻狀態(tài)。即恢復(fù)到原來的高阻狀態(tài)。6SPD的參數(shù)的參數(shù)n標稱導(dǎo)通電壓標稱導(dǎo)通電壓 在施加恒定在施加恒定1mA直流電流情況下，氧化鋅壓敏電直流電流情況下，氧化鋅壓敏電阻的啟動電壓，稱為標稱導(dǎo)通電壓，又稱為壓敏阻的啟動電壓，稱為標稱導(dǎo)通電壓，又稱為壓敏電壓，常用電壓，常用Un或或U1mA來表示。來表示。n用于低壓交流供電系統(tǒng)的限壓型用于低壓交流供電系統(tǒng)的限壓型SPD，其標稱導(dǎo)，其標稱導(dǎo)通電壓通電壓U1mA宜按下式宜按下式選取選取U1mA=2.2U 式中，式中，U為最大運行工作電壓有效值。為最大運行工作電壓有效值。 相線對地（或視具體情況

7、對零線）也可采用標稱相線對地（或視具體情況對零線）也可采用標稱導(dǎo)通電壓導(dǎo)通電壓600V的限壓型的限壓型SPD。7SPD的參數(shù)（續(xù)的參數(shù)（續(xù)1）n標稱放電電流標稱放電電流In 標稱放電電流標稱放電電流In是表明是表明SPD通流能力的指標，對應(yīng)于通流能力的指標，對應(yīng)于8/20 s模擬雷電波的電流峰值。模擬雷電波的電流峰值。 In的優(yōu)選值系列為：的優(yōu)選值系列為：2、3、5、10、15、20、25、30、40、50、60、80kA。n最大通流容量最大通流容量Imax 最大通流容量（又稱沖擊通流容量）最大通流容量（又稱沖擊通流容量）Imax是是SPD不發(fā)生不發(fā)生實質(zhì)性破壞，每線（或單模塊）能通過規(guī)定次數(shù)

8、、規(guī)定實質(zhì)性破壞，每線（或單模塊）能通過規(guī)定次數(shù)、規(guī)定波形（波形（8/20 s）模擬雷電波的最大電流峰值。最大通流）模擬雷電波的最大電流峰值。最大通流容量容量一般大于標稱放電電流的一般大于標稱放電電流的2.5 倍倍。 Imax的優(yōu)選值系列為：的優(yōu)選值系列為：5、10、15、20、30、40、50、60、80、100、120、150、200 kA。 選擇較大通流容量的選擇較大通流容量的SPD可以獲得較長的使用壽命?？梢垣@得較長的使用壽命。 8SPD的參數(shù)（續(xù)的參數(shù)（續(xù)2）nSPD殘壓殘壓Ures 殘壓殘壓Ures是雷電電流通過是雷電電流通過SPD時，其端子間呈現(xiàn)時，其端子間呈現(xiàn)的電壓峰值。的電壓

9、峰值。n限制電壓限制電壓 限制電壓是施加規(guī)定波形、幅值和次數(shù)的沖擊時，限制電壓是施加規(guī)定波形、幅值和次數(shù)的沖擊時，在在SPD端子間測得的端子間測得的殘壓的最大值殘壓的最大值。 電源用限壓型電源用限壓型SPD的限制電壓，的限制電壓，B級防雷級防雷SPD宜宜2kV，C級防雷級防雷SPD宜宜1.3kV，D級防雷級防雷SPD宜宜1kV。 9設(shè)備耐受脈沖電壓要求與可以實現(xiàn)的設(shè)備耐受脈沖電壓要求與可以實現(xiàn)的SPD殘壓比較殘壓比較 10SPD的參數(shù)（續(xù)的參數(shù)（續(xù)3）n最大持續(xù)運行電壓最大持續(xù)運行電壓Uc 最大持續(xù)運行電壓最大持續(xù)運行電壓Uc是是SPD在運行中能持久耐受在運行中能持久耐受的最大直流電壓或工頻電

10、壓有效值。的最大直流電壓或工頻電壓有效值。nUc的優(yōu)選值系列為：的優(yōu)選值系列為：45、52、75、85、150、175、275、320、385、420、460、510、600V。11SPD的使用要求的使用要求n通信電源系統(tǒng)應(yīng)采取適當、有效的通信電源系統(tǒng)應(yīng)采取適當、有效的雷電過電壓分雷電過電壓分級保護措施級保護措施。在使用分級保護時，各級浪涌保護。在使用分級保護時，各級浪涌保護器之間應(yīng)保持必要的退耦距離或增設(shè)退耦器件，器之間應(yīng)保持必要的退耦距離或增設(shè)退耦器件，以確保各級浪涌保護器協(xié)調(diào)工作。氧化鋅以確保各級浪涌保護器協(xié)調(diào)工作。氧化鋅SPD與與氧化鋅氧化鋅SPD之間的之間的退耦距離退耦距離（電纜長度

11、）（電纜長度）應(yīng)不小應(yīng)不小于于5m（或連接線纜電感量為（或連接線纜電感量為48H）。）。n在在TN-S供電系統(tǒng)供電系統(tǒng)的局站內(nèi)，可采用的局站內(nèi)，可采用“4+0”保護模保護模式，即相線及零線分別對地安裝限壓型式，即相線及零線分別對地安裝限壓型SPD；也；也可采用可采用“31”保護模式，即三相分別對零線用限保護模式，即三相分別對零線用限壓型器件保護，零線對地用氣體放電管保護。壓型器件保護，零線對地用氣體放電管保護。n在在TT供電系統(tǒng)供電系統(tǒng)的局站內(nèi)，應(yīng)采用的局站內(nèi)，應(yīng)采用“31”保護模式。保護模式。 12低壓三相交流電源低壓三相交流電源SPD的連接方式的連接方式 為防止火災(zāi)，為防止火災(zāi)，SPD應(yīng)串

12、接保護空開（或保險絲），其標稱電應(yīng)串接保護空開（或保險絲），其標稱電流不應(yīng)大于前級供電線路空開（或保險絲）的流不應(yīng)大于前級供電線路空開（或保險絲）的1/1.6倍。倍。 13SPD的使用要求（續(xù)）的使用要求（續(xù)）n電源用第一級（指電源用第一級（指B級）級）模塊式模塊式SPD應(yīng)具有劣化指應(yīng)具有劣化指示、損壞告警、熱熔保護、過流保護、遙信等功示、損壞告警、熱熔保護、過流保護、遙信等功能，并可根據(jù)實際需要選擇雷電記數(shù)功能。能，并可根據(jù)實際需要選擇雷電記數(shù)功能。 模塊式限壓型模塊式限壓型SPD正常時顯示窗為正常時顯示窗為綠色綠色；若顯示；若顯示窗變?yōu)榇白優(yōu)榧t色紅色，則說明已失效，應(yīng)及時更換。，則說明已失

13、效，應(yīng)及時更換。n電源用第一級（指電源用第一級（指B級）級）箱式箱式SPD應(yīng)具有劣化指示、應(yīng)具有劣化指示、損壞告警、熱熔保護、過流保護、保險跳閘告警、損壞告警、熱熔保護、過流保護、保險跳閘告警、遙信等功能，并可根據(jù)實際需要選擇雷電記數(shù)功遙信等功能，并可根據(jù)實際需要選擇雷電記數(shù)功能。能。 n嚴禁嚴禁將將C級級40kA模塊型模塊型SPD進行并聯(lián)組合作為進行并聯(lián)組合作為80kA或或120kA的的SPD使用。使用。 14SPD的安裝的安裝電源電源SPD引接線和接地線選擇表引接線和接地線選擇表銅線截面積銅線截面積S（mm2)配電電源線配電電源線 3550 70 SPD引接線引接線 1016 25 SPD接地線接地線 16 25 35 箱式箱式SPD應(yīng)安裝在被保護設(shè)備附近的墻上或靠近被保護設(shè)應(yīng)安裝在被保護設(shè)備附近的墻上或靠近被保護設(shè)備的其他地方，其備的其他地方，其電源引線和接地線長度均應(yīng)小于電源引線和接地線長度均應(yīng)小于1.5m，接地線應(yīng)盡量避免與電源線緊挨平行布設(shè)，并宜短、直。接地線應(yīng)盡量避免與電源線緊挨平行布設(shè)，