浪涌保护器SPD的选择和使用
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仪器保护
SPD在TT中安装
电涌保护器（SPD）安装在TT系统中剩余电流 保护器（RCD）的负荷侧
按系统特征确定的电涌保护器的连接形式
接线形式2的要求
三相系统中：L-N为12.5kA时 N-PE为50kA（Iimp）
单相系统中：L-N为12.5kA时 N-PE为25kA（Iimp）
同样In值也要求为4倍或2倍 Up需考虑SPD串连后的值之和
SPD在TN-S系统中安装
TN-S-System
电力公司
主配电
二次配电
RCD protection switch
用电器
L1 L2 L3 N PE
FLASHTRAB
VALVETRAB
仪器保护
SPD在TT系统中安装
（3+1形式）
供电系统
主配电
二次配电
用电器
L1
L2
L3
Fi-Schutzschalter
雷击放电器
过电压放电器
仪器保护
L1
L2
kWh
L3
Z
PEN
主配电6 kV 绝缘区域的抗冲击电压强度
二次配电4 kV 2,5 kV
用电器1,5 kV
SPD在TN-C-S系统中安装
TN-C-S-System
电力公司
主配电
二次配电
用电器
L1 L2 L3 N PE
FLASHTRAB
VALVETRAB
仪器保护
——
与建筑物外 部无电阻性
连接 ——
SPD（i）*
——
——
C1
* SPD（j，k，i），见图2、图3。 注：LPZ2/3栏下电涌值范围包括了典型的最低耐受能力要求并可安装于信息技术设 备内部。
图2 SPD安装在防雷区交界处的配置示例
SPD安装级数两种观点
两种相反的观点 ★因SPD后期工作量大，不维护比不装SPD的危害更大，
一般情况下住宅不宜安装SPD ★电源上安4级（或3、2级）SPD
信息线上安3级（或2、1级）SPD
是否需要SPD2
S
Up1
P
D No.1
S
Up2
P
D No.2
Eq Uw
IEC 345/02
如果Up1×k < 0.8×UW，仅需要SPDNo.1（安装在装置入口处）。 如果Up1×k > 0.8×UW，除了SPDNo.1还应该安装SPD No.2（Up2 < 0.8UW）。 Eq是电压耐受能力为UW的设备，如IEC 60664-1中所定义。 k是考虑到可能的振荡得出的系数（1 < k < 2，见6.1.2）。
建筑物 外部防雷装置
等电位连接带
50% 接地装置
SPD Iimp值计算
条件：一属第二类防雷建筑物，引入水管、 电力线和信息线。电力线为TN-C- S， 需安3台SPD： 150kA/2=75kA（LPS分流） 75kA/3=25kA（入户三线分流） 25kA/3=8.3kA（三个SPD） Iimp为8.3kA（10/350μs）
避免二次污染的方式
Separate line conduit to minimize interference signals
谢谢
★ 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。
★ 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
★ 在电涌电流通过后，SPD应迅速恢复高阻状态， 切断工频续流。
Uc——最大持续运行电压
可以持续加在SPD上而不导致SPD动作的最 大交流电压（r·m·s）或直流电压 为SPD的动作阈值，也是SPD的额定电压 值。
电源SPD1的选择
在LPZ0～LPZ1区的MB处，SPD1： ★UC：1.15UO、1.55UO或1.15U ★UP≤2.5kV ★Iimp≥12.5kA（Ⅰ级），适用于S1和S2及S3和S4
中架空线为木杆 ★In≥5kA（Ⅱ级），适用于S3和S4中架空线为金
属杆 ★可不装：S3和S4型中金属杆（＜25d/a）、埋地
IT系统中
Uc≥1.15U
（U为线间电压，U = 3 Uo）
Uc（电信和信号中SPD）
原则上 Uc≥1.2Un 通信类型
DDN/X·25 80
ISDN 百兆以太网
RS232 视频线 现场控制线
Un（V）
Uc（V）
6或40～60 18或
40
80
5
6.5
12
18
6
6Hale Waihona Puke Baidu5
24
29
I 放电电流
SPD必须能承受通过它们的电流
引入（l＞2ρ）
电信及信号网络中SPD1选择
瞬态源
对建筑物的直接 雷击
（S1）
对建筑物附近 的雷击 （S2）
对连接线路 的雷击 （S3）
对连接线路 附近的雷击
（S4）b
交流的 影响
耦合
电阻性 （1）
感应 （2）
感应a （2）
电阻性 （1，5）
感应 （3）
电阻性 （4）
电压波形 （μs）
—
1.2/50
Arc Chopping
火花隙
gas-filled surge arrester
充气放电器
VDR
压敏电阻
TT 019 CN 18.11.98
suppressor diode
抑制二极管
SPD元件标准
GB/T 18802.311-2007 气体放电管 GDT
GB/T 18802.321-2007 雪崩二极管 ABD
EBB
PSC
External Lightning Protection
Water
Gas Tank Pipe Cathodically Protected
Z Z
Foundation Earth Electrode
组成 SPD 的元件
Components / 元器件
Arc Chopping spark gap
交流1000V（r·m·s）（50Hz）
低压配电系统用 SPD 分类
T1（I级分类试验） 用标称放电电流In、1.2/50μs冲击电压和10/350 μs冲击电流Iimp做的试验，对应为电压开关型 SPD
T2（Ⅱ级分类试验） 用标称放电电流In、 1.2/50μs冲击电压和8/20 μs最大放电电流Imax做的试验，对应为限压型 SPD。
SPD和RCD的组合
E/1 PD SPD
重点保证供电连续性
SPD和RCD的组合
PD
E/1
SPD
重点保证保护连续性
SPD和RCD的组合
PD1 SPD1
E/1 PD2 SPD2
供电连续性和保护连续性的结合
凯文接线方式
SPD
E/1
b
b≤0.5m
总接地端子或保护母线
电涌保护器（SPD）安装在或靠近电气 装置电源进线端的示例
Ⅰ级SPD —— Iimp冲击电流（10/350） Ⅱ、Ⅲ级SPD —— In标称放电电流（8/20）
Iimp（冲击电流）
方法一： 按GB50057中雷电流分配计算
方法二： 按GB16895.22中S1和S2的规定选取
雷电流在建筑物内的分配
100%
ii
进入建筑物的 ii 各服务性管线
ii 50% is
GB 50057-94（2000年版）
规定
GB50057给定值与IEC给出的系数值相比偏大，原因 是考虑我国供电系统的电压偏差较大，适当增加了系数 值，给定值为：
TT系统中
SPD安装在剩余电流保护器的负荷侧 Uc≥1.55Uo
SPD安装在剩余电流保护器的电源侧 Uc≥1.15Uo
TN系统中
Uc≥1.15U o
10/350μs 10/250μs 1.2/50μs 8/20μs 10/700μs 5/300μs
SPD（j）*
SPD（k）*
0.5-2.5kA
——
——
4kV 100A D1，D2 B2
——
0.5-10kA 0.25-5kA 0.5-4kV 25-100A
——
C2/B2
——
0.5-1kV 0.25-0.5kA
外部防雷
综合防雷系统
雷电防护系统 内部防雷
屏
蔽
接 闪 器
引 下 线
接 地 装 置
（ 法 拉 弟 笼
）
等
防
电
电
闪
涌
位
络
保
连
措
护
接
施
器
相关标准
GB 50174-2008 电子信息系统机房设计规范 GB 50057-200X 建筑物防雷设计规范 GB/T 21714.4-2008 雷电防护 第4部分： 建筑物内电气和电
子系统 GB 16895.22-2004 建筑物电气装置 第534节：SPD GB/T 18802.12-2006 低压配电系统的SPD 第12部分：选择和
使用原则 QT/T 10.3-2007 SPD 第3部分：在电子系统信号网络中的选
择和使用原则
在建筑物人口处的等电位连接
Lightning Protection Equipotential Bonding
FLT 25-400 FLT 60-400
VAL-MS VAL-MS
FLASHTRAB
FLT 100-TT
VALVETRAB
F-MS 12-TT
N PE
仪器保护
SPD在IT系统中安装
带有绝缘监测装置的IT-System
电力公司
主配电
二次配电
用电器 L1
L2
L3 PE
Z<
FLASHTRAB VALVETRAB
浪涌保护器（SPD） 选择和使用规范
向石 IEC/TC81/WG3 中国专家 E—mial:xiangdeboo@163.com
雷击类型、损害和损失类型
L2，L4 L2，L4
根据雷击点位置划分的损害来源 损害类型
D1：接触和跨步电压导致的人员伤亡（人 和牲畜）；
D2：实体损害； D3：过电压导致的电气和电子系统的失效。 损失类型 L1：生命损失； L2：向大众服务的公共设施的损失； L3：文化遗产损失； L4：经济损失。
GB/T 18802.311-2007 压敏电阻 MOV
GB/T 18802.311-2007 晶闸管
TSS
放电间隙 Spark-gap SG
SPD 定义
电涌保护器——目的在于限制瞬态过电压和分走电涌 电流的器件，它至少含有一非线性元 件。
电源SPD——连接到低压配电系统的SPD。 电信SPD——连接到电信和信号网络的SPD。 适用电压：直流1500V
图4 是否需要附加保护的图例
需加SPD2、SPD3的条件
★UP＞0.8UW ★SPD与受保护设备距离太长 ★建筑物内有雷击放电和内部干扰源产生的电磁
感应场
Up 电压保护水平
由生产厂提供的一个表征SPD限制电压 的性能参数。
Up ＜ 设备的耐受电压UW Up ＞ Uc
Up 的选择
Insulation coordination 绝缘区域协调 acc. to DIN VDE 0110 part 1
1.2/50
—
10/700
50/60H z
电流波形 （μs）
10/350
8/20
8/20
10/350d， 10/250
5/300
—
优选的测 试类别C
D1
C2
C2
D1，D2
B2
A2
在各LPZ交界处SPD选择
防雷区
LPZ 0/1
LPZ 1/2
LPZ 2/3
电涌值范围
SPDs 的 要 求 （ 引 自QX10.1表15）
T3（Ⅲ级分类试验） 用混合波（ 1.2/50μs和8/20 μs）做的试验，对
应为组合型SPD。
电信信号网络用 SPD分类
建筑物防雷设计规范
第6.4.4条 SPD必须能承受预期通过它们的雷电
流，并应符合以下两个附加要求：通过 电涌时的最大钳压，有能力熄灭在雷电 流通过后产生的工频续流。
使用安装SPD的三项基本要求
SPD在TT中安装
电涌保护器（SPD）安装在TT系统中剩余电流 保护器（RCD）的负荷侧
按系统特征确定的电涌保护器的连接形式
接线形式2的要求
三相系统中：L-N为12.5kA时 N-PE为50kA（Iimp）
单相系统中：L-N为12.5kA时 N-PE为25kA（Iimp）
同样In值也要求为4倍或2倍 Up需考虑SPD串连后的值之和
SPD在TN-S系统中安装
TN-S-System
电力公司
主配电
二次配电
RCD protection switch
用电器
L1 L2 L3 N PE
FLASHTRAB
VALVETRAB
仪器保护
SPD在TT系统中安装
（3+1形式）
供电系统
主配电
二次配电
用电器
L1
L2
L3
Fi-Schutzschalter
雷击放电器
过电压放电器
仪器保护
L1
L2
kWh
L3
Z
PEN
主配电6 kV 绝缘区域的抗冲击电压强度
二次配电4 kV 2,5 kV
用电器1,5 kV
SPD在TN-C-S系统中安装
TN-C-S-System
电力公司
主配电
二次配电
用电器
L1 L2 L3 N PE
FLASHTRAB
VALVETRAB
仪器保护
——
与建筑物外 部无电阻性
连接 ——
SPD（i）*
——
——
C1
* SPD（j，k，i），见图2、图3。 注：LPZ2/3栏下电涌值范围包括了典型的最低耐受能力要求并可安装于信息技术设 备内部。
图2 SPD安装在防雷区交界处的配置示例
SPD安装级数两种观点
两种相反的观点 ★因SPD后期工作量大，不维护比不装SPD的危害更大，
一般情况下住宅不宜安装SPD ★电源上安4级（或3、2级）SPD
信息线上安3级（或2、1级）SPD
是否需要SPD2
S
Up1
P
D No.1
S
Up2
P
D No.2
Eq Uw
IEC 345/02
如果Up1×k < 0.8×UW，仅需要SPDNo.1（安装在装置入口处）。 如果Up1×k > 0.8×UW，除了SPDNo.1还应该安装SPD No.2（Up2 < 0.8UW）。 Eq是电压耐受能力为UW的设备，如IEC 60664-1中所定义。 k是考虑到可能的振荡得出的系数（1 < k < 2，见6.1.2）。
建筑物 外部防雷装置
等电位连接带
50% 接地装置
SPD Iimp值计算
条件：一属第二类防雷建筑物，引入水管、 电力线和信息线。电力线为TN-C- S， 需安3台SPD： 150kA/2=75kA（LPS分流） 75kA/3=25kA（入户三线分流） 25kA/3=8.3kA（三个SPD） Iimp为8.3kA（10/350μs）
避免二次污染的方式
Separate line conduit to minimize interference signals
谢谢
★ 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。
★ 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
★ 在电涌电流通过后，SPD应迅速恢复高阻状态， 切断工频续流。
Uc——最大持续运行电压
可以持续加在SPD上而不导致SPD动作的最 大交流电压（r·m·s）或直流电压 为SPD的动作阈值，也是SPD的额定电压 值。
电源SPD1的选择
在LPZ0～LPZ1区的MB处，SPD1： ★UC：1.15UO、1.55UO或1.15U ★UP≤2.5kV ★Iimp≥12.5kA（Ⅰ级），适用于S1和S2及S3和S4
中架空线为木杆 ★In≥5kA（Ⅱ级），适用于S3和S4中架空线为金
属杆 ★可不装：S3和S4型中金属杆（＜25d/a）、埋地
IT系统中
Uc≥1.15U
（U为线间电压，U = 3 Uo）
Uc（电信和信号中SPD）
原则上 Uc≥1.2Un 通信类型
DDN/X·25 80
ISDN 百兆以太网
RS232 视频线 现场控制线
Un（V）
Uc（V）
6或40～60 18或
40
80
5
6.5
12
18
6
6Hale Waihona Puke Baidu5
24
29
I 放电电流
SPD必须能承受通过它们的电流
引入（l＞2ρ）
电信及信号网络中SPD1选择
瞬态源
对建筑物的直接 雷击
（S1）
对建筑物附近 的雷击 （S2）
对连接线路 的雷击 （S3）
对连接线路 附近的雷击
（S4）b
交流的 影响
耦合
电阻性 （1）
感应 （2）
感应a （2）
电阻性 （1，5）
感应 （3）
电阻性 （4）
电压波形 （μs）
—
1.2/50
Arc Chopping
火花隙
gas-filled surge arrester
充气放电器
VDR
压敏电阻
TT 019 CN 18.11.98
suppressor diode
抑制二极管
SPD元件标准
GB/T 18802.311-2007 气体放电管 GDT
GB/T 18802.321-2007 雪崩二极管 ABD
EBB
PSC
External Lightning Protection
Water
Gas Tank Pipe Cathodically Protected
Z Z
Foundation Earth Electrode
组成 SPD 的元件
Components / 元器件
Arc Chopping spark gap
交流1000V（r·m·s）（50Hz）
低压配电系统用 SPD 分类
T1（I级分类试验） 用标称放电电流In、1.2/50μs冲击电压和10/350 μs冲击电流Iimp做的试验，对应为电压开关型 SPD
T2（Ⅱ级分类试验） 用标称放电电流In、 1.2/50μs冲击电压和8/20 μs最大放电电流Imax做的试验，对应为限压型 SPD。
SPD和RCD的组合
E/1 PD SPD
重点保证供电连续性
SPD和RCD的组合
PD
E/1
SPD
重点保证保护连续性
SPD和RCD的组合
PD1 SPD1
E/1 PD2 SPD2
供电连续性和保护连续性的结合
凯文接线方式
SPD
E/1
b
b≤0.5m
总接地端子或保护母线
电涌保护器（SPD）安装在或靠近电气 装置电源进线端的示例
Ⅰ级SPD —— Iimp冲击电流（10/350） Ⅱ、Ⅲ级SPD —— In标称放电电流（8/20）
Iimp（冲击电流）
方法一： 按GB50057中雷电流分配计算
方法二： 按GB16895.22中S1和S2的规定选取
雷电流在建筑物内的分配
100%
ii
进入建筑物的 ii 各服务性管线
ii 50% is
GB 50057-94（2000年版）
规定
GB50057给定值与IEC给出的系数值相比偏大，原因 是考虑我国供电系统的电压偏差较大，适当增加了系数 值，给定值为：
TT系统中
SPD安装在剩余电流保护器的负荷侧 Uc≥1.55Uo
SPD安装在剩余电流保护器的电源侧 Uc≥1.15Uo
TN系统中
Uc≥1.15U o
10/350μs 10/250μs 1.2/50μs 8/20μs 10/700μs 5/300μs
SPD（j）*
SPD（k）*
0.5-2.5kA
——
——
4kV 100A D1，D2 B2
——
0.5-10kA 0.25-5kA 0.5-4kV 25-100A
——
C2/B2
——
0.5-1kV 0.25-0.5kA
外部防雷
综合防雷系统
雷电防护系统 内部防雷
屏
蔽
接 闪 器
引 下 线
接 地 装 置
（ 法 拉 弟 笼
）
等
防
电
电
闪
涌
位
络
保
连
措
护
接
施
器
相关标准
GB 50174-2008 电子信息系统机房设计规范 GB 50057-200X 建筑物防雷设计规范 GB/T 21714.4-2008 雷电防护 第4部分： 建筑物内电气和电
子系统 GB 16895.22-2004 建筑物电气装置 第534节：SPD GB/T 18802.12-2006 低压配电系统的SPD 第12部分：选择和
使用原则 QT/T 10.3-2007 SPD 第3部分：在电子系统信号网络中的选
择和使用原则
在建筑物人口处的等电位连接
Lightning Protection Equipotential Bonding
FLT 25-400 FLT 60-400
VAL-MS VAL-MS
FLASHTRAB
FLT 100-TT
VALVETRAB
F-MS 12-TT
N PE
仪器保护
SPD在IT系统中安装
带有绝缘监测装置的IT-System
电力公司
主配电
二次配电
用电器 L1
L2
L3 PE
Z<
FLASHTRAB VALVETRAB
浪涌保护器（SPD） 选择和使用规范
向石 IEC/TC81/WG3 中国专家 E—mial:xiangdeboo@163.com
雷击类型、损害和损失类型
L2，L4 L2，L4
根据雷击点位置划分的损害来源 损害类型
D1：接触和跨步电压导致的人员伤亡（人 和牲畜）；
D2：实体损害； D3：过电压导致的电气和电子系统的失效。 损失类型 L1：生命损失； L2：向大众服务的公共设施的损失； L3：文化遗产损失； L4：经济损失。
GB/T 18802.311-2007 压敏电阻 MOV
GB/T 18802.311-2007 晶闸管
TSS
放电间隙 Spark-gap SG
SPD 定义
电涌保护器——目的在于限制瞬态过电压和分走电涌 电流的器件，它至少含有一非线性元 件。
电源SPD——连接到低压配电系统的SPD。 电信SPD——连接到电信和信号网络的SPD。 适用电压：直流1500V
图4 是否需要附加保护的图例
需加SPD2、SPD3的条件
★UP＞0.8UW ★SPD与受保护设备距离太长 ★建筑物内有雷击放电和内部干扰源产生的电磁
感应场
Up 电压保护水平
由生产厂提供的一个表征SPD限制电压 的性能参数。
Up ＜ 设备的耐受电压UW Up ＞ Uc
Up 的选择
Insulation coordination 绝缘区域协调 acc. to DIN VDE 0110 part 1
1.2/50
—
10/700
50/60H z
电流波形 （μs）
10/350
8/20
8/20
10/350d， 10/250
5/300
—
优选的测 试类别C
D1
C2
C2
D1，D2
B2
A2
在各LPZ交界处SPD选择
防雷区
LPZ 0/1
LPZ 1/2
LPZ 2/3
电涌值范围
SPDs 的 要 求 （ 引 自QX10.1表15）
T3（Ⅲ级分类试验） 用混合波（ 1.2/50μs和8/20 μs）做的试验，对
应为组合型SPD。
电信信号网络用 SPD分类
建筑物防雷设计规范
第6.4.4条 SPD必须能承受预期通过它们的雷电
流，并应符合以下两个附加要求：通过 电涌时的最大钳压，有能力熄灭在雷电 流通过后产生的工频续流。
使用安装SPD的三项基本要求