SPD分类与参数选择技巧
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SPD的分类及参数选择
付国振 高级工程师
前言
现代防雷技术是多学科、多行业 相互合作、协调、配合，通过外部防 雷和内部防雷及综合布线等措施来最 大限度地减小这种雷击灾害的系统工 程技术 。
综合防雷系统
外部防雷措施
内部防雷措施
接
安
（
闪 器
针 网 带 线
引 下 线
屏 蔽
接 地 装 置
共 用 接
Байду номын сангаас
屏 蔽
地 系 统
所以，规范要求SPD必须能够承受 预期通过它们 的雷电流 ；通过电涌时的最大钳压有能力熄灭在电流 通过后产生的 工频续流 。
在建筑物进线处和其它分类区界面处的最大电 涌加上其两端引线的 感应电压 应与所属系统 的基本绝缘水平和设备允许的最大电涌电压协 调一致。
为使最大电涌电压足够低，其两端的引线应做 到足够短。
电涌保护器中常用元件 (1)气体放电管
压敏电阻
晶
ZnO
晶
晶粒
尖晶石 界
界
层
层
u
泄漏区
限压区
过载区
O 参考电压
i
对SPD的基本要求
绝缘强度的合理配合 避雷器与被保护设备的伏秒特性应有合理的配合。
在绝缘强度的配合中，要求避雷器的伏秒特性比较平直、 分散性小。 绝缘强度的自恢复能力
避雷器一旦在冲击电压作用下放电，就造成对地短 路。随之工频短路电流（工频续流）要流过此间隙，避 雷器应当具有自行截断工频续流，恢复绝缘强度的能力， 使电力系统得以继续正常工作
峰值电流 Ipeak
t 输入冲击电流
in
out
电压限制型SPD
V
限制电压 Doc
t 输出限制电压
V
残压 Ures
t 输出限制电压
A
in
Z
out
V
峰值电流 Ipeak
t 输入冲击电流
复合型SPD
保护水平 Up
t 输出限制电压
SPD分类
电 源 信 号 天 馈
两个基本的因素影响着电涌防护装置的最低 预期寿命：频率和电涌发生事件的强度
主要技术指标
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。
作用原理：
当雷电侵入波要危 及它所保护的电气 设备的绝缘时， 间隙首先击穿，工 作母线接地，避免 了被保护设备 上的电压升高，
缺点：伏秒特性曲线比较陡， 绝缘配合不理想；
间隙动作后会形成截波；
熄弧能力低，需配合自动重 合闸使用；
A
峰值电流 Ipeak
t
输入冲击电流
in
out
电压开关型SPD
A
智能大楼设备配置中有计算机中心机房、 消防监控、音响、程控交换等机房及机要 设备等很多机房。
除了需要在大楼总电源处加装电源避雷器。 按照标准要求，还必须在0区、1区、2区 分别加装避雷器。
在各设备前端分别要加装电源避雷器,以 最大限度地抑制雷电感应的能量。
信号系统所有出户线路都应视为雷电引入 通道，都应加装信号避雷器。
磁干扰。 7）、保险丝中断产生10/1000us（通常在300—1000A）
电磁干扰。 8）、空调器的开启产生10/1000us（通常在300—1000A）
电磁干扰
其实静电感应、电磁感应主要是通过供电 线路破坏设备的，因此对计算机信息系统 的防雷保护首先是合理地加装电源避雷器， 其次是加装信号线路和天馈线避雷器。
主要技术指标
1、最大持续运行电压 --Uc a、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。 b、最高持续运行电压取决于SPD的标称导通电压。 C、SPD的最高持续运行电压应略高于当地电网可能
出现的最高电压。在不能到现场考察或在现场用户不 能提供最高电网电压时应选用U~max≥350V的产品。 d、U~max＝275V以下的SPD一般只能用在UPS电源 后面。
避雷器的常用类型有：保护间隙、阀式避雷器和金属氧 化物避雷器。
电力系统氧化锌避雷器 ——用于A级防雷
保护间隙
保护间隙是一种简单的避雷器，按其形状可分为：角型、 棒形、环形和球型等，常用角形保护间隙如图所示。
角型保护间隙1—角型电极 2—主间隙 3-支柱绝缘子 4—辅助间隙 5—电弧的运动方向
隔 离
（
等 电 位 连 接
合 理 布 线
装 浪 涌 保 护 器
）
（ SPD）
）
雷击造成信息系统设备损坏的主要途经:
1）、雷电通过通信线路感应而传入。 2）、雷击建筑物或邻近地区雷电放电，由于空间电磁
感应产生瞬态过电压造成损坏。 3）、雷电通过供电线路的感应而引入系统。 4）、接地技术处理不当，引起地电位反击。 5）、 静电感应产生瞬变电荷的反击。 6）、电网切换产生10/1000us（通常在300—1000A）电
串联型电源避雷器一般是多级电源避雷器。
辅助功能
a、工作指示：绿灯亮表示供电正常 b、劣化指示：红灯亮表示压敏电阻已劣化、失效。 c、自动脱离：应用熔断器、断路器实现压敏电阻劣化、
失效后与电网脱离。 后备保护器的合格判定：SPD生产厂标称其产品有
后备保护器，如系热熔丝、热熔线圈或热敏电阻等限流 元件，应测试其两端是否导通，如不导通则需更换。 d、遥信接口：电源避雷器劣化、失效时遥信接口内的 通—断开关自动进行通—断转换。 e、雷击计数： 记录幅度大于1kA的雷电流入侵的次数，用数码管或电 磁计数器显示累计的次数。
电源避雷器的分类
（1）按保护电源的特性分类： 交流电源避雷器和直流电源避雷器。 单相电源避雷器和三相电源避雷器。
（2）按所使用的防雷元件的特性分类： 开关型电源避雷器 限压型电源避雷器。
（3）按电源避雷器组成的级数多少分类： 单级电源避雷器和多级电源避雷器。
（4）并联型电源避雷器。 串联型电源避雷器。
同时必须注意：对大楼内计算机等电子设 备进行防护的前提是首先对建（构）筑物 安装外部防雷设施。
避雷器（SPD）的作用是什么，有哪些类型呢？
避雷器实质上是一种过电压限制器，与被保护的电
气设备并联连接。每种避雷器从制成时起就有它的一定 的开关电压，当加在其两端的电压低于该数值时，避雷 器呈现高阻值状态；当过电压出现并超过避雷器的放电 电压时，避雷器先放电，当雷电波过后，其快速恢复高 阻状态，线路恢复正常输电，从而限制了过电压的发展， 使电子电气设备免遭过电压损坏。
付国振 高级工程师
前言
现代防雷技术是多学科、多行业 相互合作、协调、配合，通过外部防 雷和内部防雷及综合布线等措施来最 大限度地减小这种雷击灾害的系统工 程技术 。
综合防雷系统
外部防雷措施
内部防雷措施
接
安
（
闪 器
针 网 带 线
引 下 线
屏 蔽
接 地 装 置
共 用 接
Байду номын сангаас
屏 蔽
地 系 统
所以，规范要求SPD必须能够承受 预期通过它们 的雷电流 ；通过电涌时的最大钳压有能力熄灭在电流 通过后产生的 工频续流 。
在建筑物进线处和其它分类区界面处的最大电 涌加上其两端引线的 感应电压 应与所属系统 的基本绝缘水平和设备允许的最大电涌电压协 调一致。
为使最大电涌电压足够低，其两端的引线应做 到足够短。
电涌保护器中常用元件 (1)气体放电管
压敏电阻
晶
ZnO
晶
晶粒
尖晶石 界
界
层
层
u
泄漏区
限压区
过载区
O 参考电压
i
对SPD的基本要求
绝缘强度的合理配合 避雷器与被保护设备的伏秒特性应有合理的配合。
在绝缘强度的配合中，要求避雷器的伏秒特性比较平直、 分散性小。 绝缘强度的自恢复能力
避雷器一旦在冲击电压作用下放电，就造成对地短 路。随之工频短路电流（工频续流）要流过此间隙，避 雷器应当具有自行截断工频续流，恢复绝缘强度的能力， 使电力系统得以继续正常工作
峰值电流 Ipeak
t 输入冲击电流
in
out
电压限制型SPD
V
限制电压 Doc
t 输出限制电压
V
残压 Ures
t 输出限制电压
A
in
Z
out
V
峰值电流 Ipeak
t 输入冲击电流
复合型SPD
保护水平 Up
t 输出限制电压
SPD分类
电 源 信 号 天 馈
两个基本的因素影响着电涌防护装置的最低 预期寿命：频率和电涌发生事件的强度
主要技术指标
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。
作用原理：
当雷电侵入波要危 及它所保护的电气 设备的绝缘时， 间隙首先击穿，工 作母线接地，避免 了被保护设备 上的电压升高，
缺点：伏秒特性曲线比较陡， 绝缘配合不理想；
间隙动作后会形成截波；
熄弧能力低，需配合自动重 合闸使用；
A
峰值电流 Ipeak
t
输入冲击电流
in
out
电压开关型SPD
A
智能大楼设备配置中有计算机中心机房、 消防监控、音响、程控交换等机房及机要 设备等很多机房。
除了需要在大楼总电源处加装电源避雷器。 按照标准要求，还必须在0区、1区、2区 分别加装避雷器。
在各设备前端分别要加装电源避雷器,以 最大限度地抑制雷电感应的能量。
信号系统所有出户线路都应视为雷电引入 通道，都应加装信号避雷器。
磁干扰。 7）、保险丝中断产生10/1000us（通常在300—1000A）
电磁干扰。 8）、空调器的开启产生10/1000us（通常在300—1000A）
电磁干扰
其实静电感应、电磁感应主要是通过供电 线路破坏设备的，因此对计算机信息系统 的防雷保护首先是合理地加装电源避雷器， 其次是加装信号线路和天馈线避雷器。
主要技术指标
1、最大持续运行电压 --Uc a、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。 b、最高持续运行电压取决于SPD的标称导通电压。 C、SPD的最高持续运行电压应略高于当地电网可能
出现的最高电压。在不能到现场考察或在现场用户不 能提供最高电网电压时应选用U~max≥350V的产品。 d、U~max＝275V以下的SPD一般只能用在UPS电源 后面。
避雷器的常用类型有：保护间隙、阀式避雷器和金属氧 化物避雷器。
电力系统氧化锌避雷器 ——用于A级防雷
保护间隙
保护间隙是一种简单的避雷器，按其形状可分为：角型、 棒形、环形和球型等，常用角形保护间隙如图所示。
角型保护间隙1—角型电极 2—主间隙 3-支柱绝缘子 4—辅助间隙 5—电弧的运动方向
隔 离
（
等 电 位 连 接
合 理 布 线
装 浪 涌 保 护 器
）
（ SPD）
）
雷击造成信息系统设备损坏的主要途经:
1）、雷电通过通信线路感应而传入。 2）、雷击建筑物或邻近地区雷电放电，由于空间电磁
感应产生瞬态过电压造成损坏。 3）、雷电通过供电线路的感应而引入系统。 4）、接地技术处理不当，引起地电位反击。 5）、 静电感应产生瞬变电荷的反击。 6）、电网切换产生10/1000us（通常在300—1000A）电
串联型电源避雷器一般是多级电源避雷器。
辅助功能
a、工作指示：绿灯亮表示供电正常 b、劣化指示：红灯亮表示压敏电阻已劣化、失效。 c、自动脱离：应用熔断器、断路器实现压敏电阻劣化、
失效后与电网脱离。 后备保护器的合格判定：SPD生产厂标称其产品有
后备保护器，如系热熔丝、热熔线圈或热敏电阻等限流 元件，应测试其两端是否导通，如不导通则需更换。 d、遥信接口：电源避雷器劣化、失效时遥信接口内的 通—断开关自动进行通—断转换。 e、雷击计数： 记录幅度大于1kA的雷电流入侵的次数，用数码管或电 磁计数器显示累计的次数。
电源避雷器的分类
（1）按保护电源的特性分类： 交流电源避雷器和直流电源避雷器。 单相电源避雷器和三相电源避雷器。
（2）按所使用的防雷元件的特性分类： 开关型电源避雷器 限压型电源避雷器。
（3）按电源避雷器组成的级数多少分类： 单级电源避雷器和多级电源避雷器。
（4）并联型电源避雷器。 串联型电源避雷器。
同时必须注意：对大楼内计算机等电子设 备进行防护的前提是首先对建（构）筑物 安装外部防雷设施。
避雷器（SPD）的作用是什么，有哪些类型呢？
避雷器实质上是一种过电压限制器，与被保护的电
气设备并联连接。每种避雷器从制成时起就有它的一定 的开关电压，当加在其两端的电压低于该数值时，避雷 器呈现高阻值状态；当过电压出现并超过避雷器的放电 电压时，避雷器先放电，当雷电波过后，其快速恢复高 阻状态，线路恢复正常输电，从而限制了过电压的发展， 使电子电气设备免遭过电压损坏。