浪涌保護(hù)器(電涌保護(hù)器)又稱避雷器，簡稱(SPD)適用于交流50/60HZ，額定電壓至380V的供電系統(tǒng)(或通信系統(tǒng))中，對(duì)間接雷電和直接雷電影響或其他瞬時(shí)過壓的電涌行保護(hù)，適用于家庭住宅、三產(chǎn)業(yè)以及業(yè)域電涌保護(hù)的要求，具有相對(duì)相，相對(duì)地，相對(duì)中線，中線對(duì)地及其組合等保護(hù)模式。
原始的電涌保護(hù)器羊角形間隙，出現(xiàn)于19紀(jì)末期，用于架空輸電線路，防止雷擊損壞設(shè)備緣而成停電。20紀(jì)20年代，出現(xiàn)了鋁浪涌保護(hù)器，氧化膜浪涌保護(hù)器和丸式浪涌保護(hù)器。30年代出現(xiàn)了管式浪涌保護(hù)器。50年代出現(xiàn)了碳化硅防雷器。70年代又出現(xiàn)了金屬氧化物浪涌保護(hù)器?，F(xiàn)代壓浪涌保護(hù)器，不僅用于限制電力系統(tǒng)中因雷電引起的過電壓，也用于限制因系統(tǒng)操作產(chǎn)生的過電壓。
浪涌保護(hù)器的分類
SPD是電子設(shè)備雷電防護(hù)中不可缺少的種裝置，其作用是把竄入電力線、信號(hào)傳輸線的瞬時(shí)過電壓限制在設(shè)備或系統(tǒng)所能承受的電壓范圍內(nèi)，或?qū)?qiáng)大的雷電流泄流入地，保護(hù)被保護(hù)的設(shè)備或系統(tǒng)不受沖擊。
1 按作原理分類
按其作原理分類，SPD可以分為電壓開關(guān)型、限壓型及組合型。
?、烹妷洪_關(guān)型SPD。在沒有瞬時(shí)過電壓時(shí)呈現(xiàn)阻抗，旦響應(yīng)雷電瞬時(shí)過電壓，其阻抗就突變?yōu)榈妥杩?，允許雷電流通過，也被稱為"短路開關(guān)型SPD"。
?、葡迚盒蚐PD。當(dāng)沒有瞬時(shí)過電壓時(shí)，為阻抗，但隨電涌電流和電壓的增加，其阻抗會(huì)不斷減小，其電流電壓性為強(qiáng)烈非線性，有時(shí)被稱為"鉗壓型SPD"。
?、墙M合型SPD。由電壓開關(guān)型組件和限壓型組件組合而成，可以顯示為電壓開關(guān)型或限壓型或兩者兼有的性，這決定于所加電壓的性。
2按用途分類
按其用途分類，SPD可以分為電源線路SPD和信號(hào)線路SPD兩種。
電源線路SPD
由于雷擊的能量是非常巨大的，需要通過分泄放的方法，將雷擊能量逐步泄放到大地。在直擊雷非防護(hù)區(qū)(LPZ0A)或在直擊雷防護(hù)區(qū)(LPZ0B)與防護(hù)區(qū)(LPZ1)交界處，安裝通過Ⅰ分類試驗(yàn)的浪涌保護(hù)器或限壓型浪涌保護(hù)器作為保護(hù),對(duì)直擊雷電流行泄放，或者當(dāng)電源傳輸線路遭受直接雷擊時(shí)，將傳導(dǎo)的巨大能量行泄放。在防護(hù)區(qū)之后的各分區(qū)(包含LPZ1區(qū))交界處安裝限壓型浪涌保護(hù)器，作為二、三或更等保護(hù)。二保護(hù)器是針對(duì)前保護(hù)器的殘余電壓以及區(qū)內(nèi)感應(yīng)雷擊的防護(hù)設(shè)備，在前發(fā)生較大雷擊能量吸收時(shí)，仍有分對(duì)設(shè)備或三保護(hù)器而言是相當(dāng)巨大的能量，會(huì)傳導(dǎo)過來，需要二保護(hù)器步吸收。同時(shí)，經(jīng)過防雷器的傳輸線路也會(huì)感應(yīng)雷擊電磁脈沖輻射。當(dāng)線路足夠長時(shí)，感應(yīng)雷的能量就變得足夠大，需要二保護(hù)器步對(duì)雷擊能量實(shí)施泄放。三保護(hù)器對(duì)通過二保護(hù)器的殘余雷擊能量行保護(hù)。根據(jù)被保護(hù)設(shè)備的耐壓等，假如兩防雷就可以做到限制電壓低于設(shè)備的耐壓水平，就只需要做兩保護(hù);假如設(shè)備的耐壓水平較低，可能需要四甚至更多的保護(hù)。
選擇SPD，需要了解些參數(shù)及其作原理。
⑴ 10/350μs波是模擬直擊雷的波形，波形能量大; 8/20μs波是模擬雷電感應(yīng)和雷電傳導(dǎo)的波形。
?、茦?biāo)稱放電電流In是流過SPD、8/20μs電流波的峰值電流。
?、谴蠓烹婋娏鱅max又稱為大通流量，使用8/20μs電流波沖擊SPD次能承受的大放電電流。
?、却蟪掷m(xù)耐壓Uc(rms)可連續(xù)施加在SPD上的大交流電壓有效值或直流電壓。
?、蓺垑篣r在額定放電電流In下的殘壓值。
?、时Ｗo(hù)電壓Up表征SPD限制接線端子間的電壓性參數(shù)，其值可從優(yōu)選值的列表中選取，應(yīng)大于限制電壓的值。
?、穗妷洪_關(guān)型SPD主要泄放的是10/350μs電流波，限壓型SPD主要泄放的是8/20μs電流波。
信號(hào)線路SPD
信號(hào)線路SPD其實(shí)就是信號(hào)避雷器，安裝在信號(hào)傳輸線路中，般在設(shè)備前端，用來保護(hù)后續(xù)設(shè)備，防止雷電波從信號(hào)線路涌入損傷設(shè)備。
1)電壓保護(hù)水平(UP)的選擇
UP 值不應(yīng)過被保護(hù)設(shè)備耐沖擊電壓額定值，UP 要求SPD 與被保護(hù)的設(shè)備的緣應(yīng)有良好配合。
在低壓供配電系統(tǒng)裝置中，設(shè)備均應(yīng)具有定的耐受電涌能力，即耐沖擊過電壓能力。當(dāng)無法獲得220/380V 三相系統(tǒng)各種設(shè)備的耐沖擊過電壓值時(shí)，可按IEC 60664-1 和GB 50057-1994(2000 版)的給定標(biāo)選用。
2)標(biāo)稱放電電流In 的(沖擊通流容量)選擇
流過SPD、8/20 μs 電流波的峰值電流。用于對(duì)SPD 做II 分類試驗(yàn)，也用于對(duì)SPD 做I 和II 分類試驗(yàn)的預(yù)處理。
事實(shí)上，In 是SPD 不發(fā)生實(shí)質(zhì)性破壞而能通過規(guī)定次數(shù)(般為20 次)、規(guī)定波形(8/20 μs)的大限度的沖擊電流峰值。
3)大放電電流Imax(限沖擊通流容量)的選擇
流過SPD、8/20 μs 電流波的峰值電流，用于II 分類試驗(yàn)。Imax 與In 有許多相同點(diǎn)，他們都是用8/20 μs 電流波的峰值電流對(duì)SPD 做II 分類試驗(yàn)。不同之處也很明顯，Imax 只對(duì)SPD 做次沖擊試驗(yàn)，試驗(yàn)后SPD 不發(fā)生實(shí)質(zhì)性破壞;而In 可以做20次這樣的試驗(yàn)，試驗(yàn)后SPD 也不能有實(shí)質(zhì)性破壞。因此，Imax 是沖擊的電流限值，所以大放電電流也稱為限沖擊通流容量。顯然，Imax>In。
折疊編輯本段作原理
浪涌保護(hù)器(Surge protection Device)是電子設(shè)備雷電防護(hù)中不可缺少的種裝置，過去常稱為"避雷器"或"過電壓保護(hù)器"英文簡寫為SPD.浪涌保護(hù)器的作用是把竄入電力線、信號(hào)傳輸線的瞬時(shí)過電壓限制在設(shè)備或系統(tǒng)所能承受的電壓范圍內(nèi)，或?qū)?qiáng)大的雷電流泄流入地，保護(hù)被保護(hù)的設(shè)備或系統(tǒng)不受沖擊而損壞。
浪涌保護(hù)器的類型和結(jié)構(gòu)按不同的用途有所不同，但它至少應(yīng)包含個(gè)非線性電壓限制元件。用于浪涌保護(hù)器的基本元器件有:放電間隙、充氣放電管、壓敏電阻、抑制二管和扼流線圈等。
安裝方法
SPD常規(guī)安裝要求
浪涌保護(hù)器采用35MM標(biāo)準(zhǔn)導(dǎo)軌安裝
對(duì)于固定式SPD，常規(guī)安裝應(yīng)遵循下述步驟:
1)確定放電電流路徑
2)標(biāo)記在設(shè)備終端引起的額外電壓降的導(dǎo)線，。
3)為避免不要的感應(yīng)回路，應(yīng)標(biāo)記每設(shè)備的 PE導(dǎo)體，
4)設(shè)備與SPD之間建立等電位連接。
5)要行多SPD的能量協(xié)調(diào)
為了限制安裝后的保護(hù)分和不受保護(hù)的設(shè)備分之間感應(yīng)耦合，需行定測(cè)量。通過感應(yīng)源與犧牲電路的分離、回路角度的選擇和閉合回路區(qū)域的限制能降低互感，
當(dāng)載流分量導(dǎo)線是閉合回路的分時(shí)，由于此導(dǎo)線接近電路而使回路和感應(yīng)電壓而減少。
般來說，將被保護(hù)導(dǎo)線和沒被保護(hù)的導(dǎo)線分開好，而且，應(yīng)該與接地線分開。同時(shí)，為了避免動(dòng)力電纜和通信電纜之間的瞬態(tài)正交耦合，應(yīng)該行要的測(cè)量。
浪涌保護(hù)器安裝接線圖
浪涌保護(hù)器安裝接線圖
SPD接地線徑選擇
數(shù)據(jù)線:要求大于2.5mm2 ;當(dāng)長度過0.5米時(shí)要求大于4mm2。YD/T5098-1998。
電源線:相線截面積S≤16mm2 時(shí)，地線用S ;相線截面積16mm2≤S≤35mm2 時(shí)，地線用16mm2 ;相線截面積S≥35mm2時(shí)，地線要求S/2 ;GB 500542.2.9條
浪涌保護(hù)器的主要參數(shù)
1、標(biāo)稱電壓Un:被保護(hù)系統(tǒng)的額定電壓相符，在信息術(shù)系統(tǒng)中此參數(shù)表明了應(yīng)該選用的保護(hù)
浪涌保證器
浪涌保證器
器的類型，它標(biāo)出交流或直流電壓的有效值。
2、額定電壓Uc:能長久施加在保護(hù)器的端，而不引起保護(hù)器性變化和激活保護(hù)元件的大電壓有效值。
3、額定放電電流Isn:給保護(hù)器施加波形為8/20μs的標(biāo)準(zhǔn)雷電波沖擊10次時(shí)，保護(hù)器所耐受的大沖擊電流峰值。
4、大放電電流Imax:給保護(hù)器施加波形為8/20μs的標(biāo)準(zhǔn)雷電波沖擊1次時(shí)，保護(hù)器所耐受的大沖擊電流峰值。
5、電壓保護(hù)別Up:保護(hù)器在下列測(cè)試中的大值:1KV/μs斜率的跳火電壓;額定放電電流的殘壓。
6、響應(yīng)時(shí)間tA:主要反應(yīng)在保護(hù)器里的殊保護(hù)元件的動(dòng)作靈敏度、擊穿時(shí)間，在定時(shí)間內(nèi)變化取決于du/dt或di/dt的斜率。
7、數(shù)據(jù)傳輸速率Vs:表示在秒內(nèi)傳輸多少比值，單位:bps;是數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)中正確選用防雷器的參考值，防雷保護(hù)器的數(shù)據(jù)傳輸速率取決于系統(tǒng)的傳輸方式。
8、插入損耗Ae:在給定頻率下保護(hù)器插入前和插入后的電壓比率。
9、回波損耗Ar:表示前沿波在保護(hù)設(shè)備(反射點(diǎn))被反射的比例，是直接衡量保護(hù)設(shè)備同系統(tǒng)阻抗是否兼容的參數(shù)。
10、大縱向放電電流:每線對(duì)地施加波形為8/20μs的標(biāo)準(zhǔn)雷電波沖擊1次時(shí)，保護(hù)器所耐受的大沖擊電流峰值。
11、大橫向放電電流:線與線之間施加波形為8/20μs的標(biāo)準(zhǔn)雷電波沖擊1次時(shí)，保護(hù)器所耐受的大沖擊電流峰值。
12、在線阻抗:在標(biāo)稱電壓Un下流經(jīng)保護(hù)器的回路阻抗和感抗的和。通常稱為"系統(tǒng)阻抗"。
13、峰值放電電流:分兩種:額定放電電流Isn和大放電電流Imax。
14、漏電流:在75或80標(biāo)稱電壓Un下流經(jīng)保護(hù)器的直流電流
分類
作原理
1.開關(guān)型:其作原理是當(dāng)沒有瞬時(shí)過電壓時(shí)呈現(xiàn)為阻抗，但旦響應(yīng)雷電瞬時(shí)過電壓時(shí)，其阻抗就突變?yōu)榈椭担试S雷電流通過。用作此類裝置時(shí)器件有:放電間隙、氣體放電管、閘流晶體管等。
2.限壓型:其作原理是當(dāng)沒有瞬時(shí)過電壓時(shí)為阻擾，但隨電涌電流和電壓的增加其阻抗會(huì)不斷減小，其電流電壓性為強(qiáng)烈非線性。用作此類裝置的器件有:氧化鋅、壓敏電阻、抑制二管、雪崩二管等。
3.分流型或扼流型
分流型:與被保護(hù)的設(shè)備并聯(lián)，對(duì)雷電脈沖呈現(xiàn)為低阻抗，而對(duì)正常作頻率呈現(xiàn)為阻抗。
扼流型:與被保護(hù)的設(shè)備串聯(lián)，對(duì)雷電脈沖呈現(xiàn)為阻抗，而對(duì)正常的作頻率呈現(xiàn)為低阻抗。
用作此類裝置的器件有:扼流線圈、通濾波器、低通濾波器、1/4波長短路器等。
折疊用途
⑴電源保護(hù)器:交流電源保護(hù)器、直流電源保護(hù)器、開關(guān)電源保護(hù)器等。
· 交流電源防雷模塊適用于配電室、配電柜、開關(guān)柜、交直流配電屏等系統(tǒng)的電源保護(hù);
· 建筑物內(nèi)有室外輸入的配電箱、建筑物層配電箱;
電源型浪涌保護(hù)器
電源型浪涌保護(hù)器
· 用于低壓(220/380VAC)業(yè)電網(wǎng)和民用電網(wǎng);
· 在電力系統(tǒng)中， 主要用于自動(dòng)化機(jī)房、變電站主控制室電源屏內(nèi)三相電源輸入或輸出端。
適用于各種直流電源系統(tǒng)，如:
· 直流配電屏;
· 直流供電設(shè)備;
· 直流配電箱;
·電子信息系統(tǒng)柜;
· 二次電源設(shè)備的輸出端。
?、菩盘?hào)保護(hù)器:低頻信號(hào)保護(hù)器、頻信號(hào)保護(hù)器、天饋保護(hù)器等。
