低压配电系统中，浪涌保护器（SPD）应用方案

随着科技的发展，电子产品的种类和应用领域越来越多，但是这些电子产品的耐冲击电压水平一般都低于低压配电装置，因此它们很容易受到电压波动的影响，导致性能下降、数据丢失、故障甚至损坏。电压波动又称为浪涌或瞬态过电压，是指在电路中出现的一种瞬时的电压变化，通常持续时间在微秒到毫秒的范围内，幅值可以达到几千伏甚至几万伏。

浪涌的主要来源有两种：一是雷电，当雷电直击或感应到电力线路或信号传输线时，就会在线路上产生高压的电流和电压脉冲，这种脉冲称为雷电脉冲；二是电力系统的运行，当电力系统发生开关操作、短路故障、负载变化等情况时，就会在电力线路上产生电压和电流的波动，这种波动称为操作过电压。浪涌的危害主要表现在以下几个方面：一是对电气设备的损坏，浪涌会使电气设备的绝缘或元件受到击穿或老化，导致设备的寿命缩短或失效；二是对电子设备的损坏，浪涌会使电子设备的芯片或电路板受到烧毁或损坏，导致设备的功能丧失或数据丢失；三是对人身的危害，浪涌会使电气设备或电子设备产生火花或火灾，造成人员的伤亡或财产的损失。

为了防止浪涌对电气设备和电子设备的危害，需要在电力线路和信号传输线上安装浪涌保护器（SPD）。浪涌保护器是一种能够在瞬态过电压作用下，迅速将过电压泄放到地或其他回路的装置，从而将电压限制在设备所能承受的范围内，保护设备不受浪涌的影响。浪涌保护器的工作原理是利用其内部的非线性元件，如金属氧化物避雷器（MOA）、气体放电管（GDT）、压敏电阻（MOV）、二极管（TVS）等，实现对浪涌的检测和泄放。浪涌保护器的分类有多种方式，按照其安装位置可以分为电源线路浪涌保护器（SPD1）、信号传输线浪涌保护器（SPD2）和设备端浪涌保护器（SPD3）；按照其防护等级可以分为一级浪涌保护器（SPD1）、二级浪涌保护器（SPD2）和三级浪涌保护器（SPD3）；按照其内部元件可以分为MOA型浪涌保护器、GDT型浪涌保护器、MOV型浪涌保护器、TVS型浪涌保护器等。

低压配电系统是指电压等级为1kV以下的配电系统，主要包括低压配电柜、低压配电箱、低压配电线路、低压用电设备等。低压配电系统是电力系统的最末端，也是电气设备和电子设备的直接供电源，因此低压配电系统的浪涌保护尤为重要。低压配电系统的浪涌保护需要根据不同的接地制式、电源线路类型、设备类型等因素进行合理的设计和选择，以达到最佳的防护效果。本文将从低压配电系统的浪涌保护器的设计和选择的要点，以及浪涌保护器的自身保护措施等方面进行介绍，为低压配电系统的浪涌保护提供一些指导和建议。

地凯科技低压配电系统的浪涌保护器的设计

低压配电系统的浪涌保护器的设计主要包括浪涌保护器的安装位置、数量、参数等方面的确定，以及浪涌保护器的接线形式、接地方式等方面的选择。低压配电系统的浪涌保护器的设计应该遵循以下原则：

- 遵循分级防护的原则。分级防护是指在电力线路和信号传输线上按照不同的防护等级和距离设置多级浪涌保护器，形成防护网，从而逐级降低浪涌的幅值和能量，保护设备不受浪涌的影响。一般来说，电力线路上应设置三级浪涌保护器，即在电源进线处设置一级浪涌保护器，用于承受雷电脉冲或其他高能量的浪涌；在分支线路处设置二级浪涌保护器，用于进一步降低浪涌的幅值和能量；在设备端设置三级浪涌保护器，用于消除浪涌的残余波动，提高设备的抗干扰能力。信号传输线上也应设置相应的浪涌保护器，根据信号的类型和特点，选择合适的防护等级和参数。分级防护的目的是使浪涌保护器之间形成协调，避免过度保护或欠保护的情况。

- 遵循最短接线的原则。最短接线是指浪涌保护器的输入端、输出端和接地端的导线长度应尽可能的缩短，以减少导线的分布电感和电阻，提高浪涌保护器的响应速度和泄放能力。一般来说，浪涌保护器的导线长度不应超过0.5m，如果条件不允许，可以采用扁平铜排或铜箔等方式降低导线的电感。最短接线的目的是使浪涌保护器能够及时有效地将浪涌泄放到地或其他回路，避免浪涌在导线上产生反射或耦合的情况。

- 遵循最佳接地的原则。最佳接地是指浪涌保护器的接地端应与电气设备和电子设备的接地端连接到同一接地点，形成共同接地，以保证浪涌保护器和设备之间的电位平衡，消除浪涌的公共模和差模分量。一般来说，浪涌保护器的接地电阻应小于4Ω，如果条件不允许，可以采用人工接地或增加接地电极等方式降低接地电阻。最佳接地的目的是使浪涌保护器能够有效地将浪涌的能量导入地，避免浪涌在接地系统上产生电位差或回流的情况。

低压配电系统的浪涌保护器的选择

低压配电系统的浪涌保护器的选择主要包括浪涌保护器的类型、参数、性能等方面的确定，以及浪涌保护器的品牌、质量、价格等方面的比较（可以选用地凯科技浪涌保护器SPD）。低压配电系统的浪涌保护器的选择应该遵循以下原则：

- 遵循适用性的原则。适用性是指浪涌保护器的类型、参数、性能等应与低压配电系统的接地制式、电源线路类型、设备类型等相匹配，以满足低压配电系统的浪涌保护的需求。一般来说，低压配电系统的接地制式有三种：TN制、TT制和IT制，不同的接地制式对浪涌保护器的接线形式和参数有不同的要求。例如，TN制的低压配电系统应采用L-N、L-PE、N-PE等方式接线的浪涌保护器，其额定电压应与电源电压相同，其泄放电流应大于20kA；TT制的低压配电系统应采用L-PE、N-PE等方式接线的浪涌保护器，其额定电压应小于电源电压的80%，其泄放电流应大于10kA；IT制的低压配电系统应采用L-PE、N-PE等方式接线的浪涌保护器，其额定电压应小于电源电压的50%，其泄放电流应大于5kA。低压配电系统的电源线路类型有两种：交流电和直流电，不同的电源线路类型对浪涌保护器的内部元件和参数有不同的要求。

例如，交流电的低压配电系统应采用MOA型、GDT型或MOV型的浪涌保护器，其最大持续工作电压应大于电源电压的1.2倍，其电压保护水平应小于设备的耐冲击电压；直流电的低压配电系统应采用TVS型的浪涌保护器，其最大持续工作电压应大于电源电压的1.5倍，其电压保护水平应小于设备的耐冲击电压。低压配电系统的设备类型有多种：电气设备、电子设备、通信设备、控制设备等，不同的设备类型对浪涌保护器的防护等级和参数有不同的要求。例如，电气设备的低压配电系统应采用一级或二级的浪涌保护器，其泄放电流应大于10kA，其响应时间应小于25ns；电子设备的低压配电系统应采用二级或三级的浪涌保护器，其泄放电流应大于5kA，其响应时间应小于1ns；通信设备的低压配电系统应采用二级或三级的浪涌保护器，其泄放电流应大于2kA，其响应时间应小于0.5ns；控制设备的低压配电系统应采用三级的浪涌保护器，其泄放电流应大于1kA，其响应时间应小于0.1ns。适用性的目的是使浪涌保护器能够适应低压配电系统的工作环境和条件，避免浪涌保护器的过载或失效的情况。

- 遵循可靠性的原则。可靠性是指浪涌保护器的品牌、质量、价格等应具有一定的保证，以确保浪涌保护器的正常工作和长期使用。一般来说，浪涌保护器的品牌应选择有一定知名度和信誉的厂家或供应商，以便获取浪涌保护器的相关资料和服务；浪涌保护器的质量应选择符合国家或行业的相关标准和规范的产品，以便保证浪涌保护器的性能和安全；浪涌保护器的价格应选择合理和适中的产品，以便在满足浪涌保护的需求的同时，节约成本和资源。可靠性的目的是使浪涌保护器能够稳定和持久地发挥其防护作用，避免浪涌保护器的损坏或更换的情况。

低压配电系统的浪涌保护器的自身保护

浪涌保护器的自身保护是指浪涌保护器在承受浪涌的过程中，能够对自身的状态进行监测和控制，以防止浪涌保护器的过热、短路、断路或开路等异常情况，以保证浪涌保护器的正常工作和安全。浪涌保护器的自身保护主要包括以下几个方面：

- 温度保护。温度保护是指浪涌保护器内部的非线性元件在承受浪涌时，会产生一定的热量，导致元件的温度升高，如果温度超过元件的额定值，就会造成元件的损坏或失效。为了防止这种情况，浪涌保护器应设置温度保护装置，如热敏电阻、热断路器、熔断器等，当元件的温度达到一定的阈值时，能够自动切断或隔离元件的电路，从而保护元件不受过热的影响。

- 短路保护。短路保护是指浪涌保护器在泄放浪涌时，会产生一定的电弧，导致元件的电阻降低，如果电弧持续时间过长，就会造成元件的短路或烧毁。为了防止这种情况，浪涌保护器应设置短路保护装置，如断路器、保险丝、限流器等，当元件的电流达到一定的阈值时，能够自动切断或限制元件的电路，从而保护元件不受短路的影响。

- 断路保护。断路保护是指浪涌保护器在承受多次浪涌后，会产生一定的老化，导致元件的性能下降，如果元件的性能低于一定的标准，就会造成元件的断路或失效。为了防止这种情况，浪涌保护器应设置断路保护装置，如状态指示器、遥信输出、故障报警等，当元件的性能达到一定的阈值时，能够自动显示或通知元件的状态，从而提醒用户及时更换或维修元件。

浪涌保护器的自身保护的目的是使浪涌保护器能够自我监测和控制，避免浪涌保护器的异常或故障的情况。

本文介绍了地凯科技低压配电系统中，浪涌保护器的设计和选择的要点，以及浪涌保护器的自身保护措施。参考了《建筑物防雷设计规范》GB 50057-2010和《交流电气装置的过电压保护和绝缘配合设计规范》GB/T 50064-2014等相关标准和规范，旨在为低压配电系统的浪涌保护提供一些指导和建议。低压配电系统的浪涌保护是一项重要的工程技术，需要根据不同的工程实际情况，进行合理的设计和选择，以达到最佳的防护效果，保护电气设备和电子设备免受浪涌的危害，提高低压配电系统的安全和可靠性。