04-电涌保护器技术解答

Division - Name - Date - Language
5
SPD的分类及特性
组合型 在有关国际和国家标准中，组 合型SPD只指电压开关型元件 和电压限制型元件的组合，两 者串联或并联。 混合型SPD也具有非线性特性 ，但是不连续，其表现与电压 、电流有关，有时是电压开关 型特性，有时是电压限制型特 性。
Division - Name - Date - Language
10
怎样评价电涌保护器的优劣
对SPD的主要要求是能否将电涌电压限制到所需数值以下. SPD在完成这个任务时必须泄放雷电流。这个要求必须安 全地完成，否则SPD本身就会损坏，根本不可能完成其主 要任务了。 由于不知道雷击什么时候会发生，SPD必须在被保护电路 工作时长期接入。SPD在长期工作电压作用下应该基本上 不劣化，更不能损坏、断开、或短路使被保护电路中断工 作。
Division - Name - Date - Language
16
电涌保护器还有什么名称,那些是正式的/标准的术 语？那些是习惯/通俗用语?
电涌保护器的IEC英文原名是Surge Protective Device，简称SPD。“电涌 保护器”这个名词是GB 50057-94 2000年版所用，为防雷业界多数人所采 用。 其它名称 如“过电压保护器”(过去名称)、“冲击保护装置（SPD）”（电力系 统正在拟定的信号电涌保护器标准，原文也是Surge Protective Device ）、“防雷保安器”（公共安全标准用，英文Lightning Protector）。 “低压避雷器”、“防雷器”只是习惯用语、非正式术语，
Division - Name - Date - Language
13
能不能把几个电涌保护器模块在外部并 联起来扩大通流容量?
绝对不可以！这是危险的。 无论是间隙还是金属氧化物电阻都是非线性元件，很难使其整个特性曲线 （对间隙是伏秒特性，对金属氧化物电阻是伏安特性）完全一致。 对购入的SPD模块，制造商不提供伏秒特性和伏安特性，盘厂是不可能解 决并联的问题，并联的实际结果是通流容量等于通流容量最低的那个模块 。轻则严重过热，重则遇到雷击发生爆炸。
Division - Name - Date - Language
4
SPD的分类及特性
电压开关型 的核心保护元件是各种开关型器件，如开放的空气间隙 ，封闭的气体放电管，晶闸管等。电源SPD中最常用的 是间隙。 开关型器件也是非线性元件，但伏安特性不连续（图） ，在小电压时基本上为开路状态，电压高到一定程度时 两电极间电阻突然降低，转为导通状态。
Division - Name - Date - Language
9
那些情况下要使用电涌保护器?
如果建筑物内有价值较高、影响较大的信息电子设备和/或 电力电子设备，其耐受雷电电涌的能力大大低于常规电气 设备，就有采用SPD的必要。 SPD是要一定投资的，最好在进行雷击风险分析评估，并 考虑技术经济比较，不仅考虑间接损失，而且考虑间接损 失（对信息系统，间接损失往往大大高于间接损失），然 后决定究竟是否采用SPD，以及采用什么样的SPD。
电涌保护器技术解答
SPD问题解答
电涌保护器的基本知识 电涌保护器标准和术语常见问题 电涌保护器的选型和安装
Division - Name - Date - Language
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
2
SPD的分类及特性
按用途分： 电源SPD， 信号SPD， 天馈线SPD。有的把它也并入信号SPD。 按其结构原理和动作特性分 电压限制型， 电压开关型， 混合型。 按安装方式分 固定式 插拔式， 移动式（SPD装在电源插座或插板中）。这种 分类与原理结构和用途无关。 SPD按其端口分类，分为一端口和二端口。
Division - Name - Date - Language
15
当前有关电涌保护器/电涌保护的国内标准有那些
唯一的强制性的国家防雷标准是《GB50057-94 （2000年版）建筑物防雷 设计规范》。 面向电涌保护器制造厂的是已报批的、等同IEC 61643-11的国家标准 《GB18802.1-2002低压配电系统的电涌保护器（SPD）第一部分：性能要 求和试验方法》。 行业标准 公共安全行业标准《GA267-2000 计算机信息系统雷电电磁脉冲安全 防护规范》 通信行业标准《YD/T 5098-2001 通信局（站）雷电过电压保护工程 设计规范》，《YD/T 1235-2002通信局（站）低压配电系统用电涌保 护器 技术要求 测试方法》 气象行业标准《QX 3-2000气象信息系统雷击电磁脉冲防护规程》。
Division - Name - Date - Language
12
解耦器是什么，什么情况下要用，它有些什么技术 参数，选用时要注意什么?
解耦器是SPD级间配合的手段。它可以是电阻器，也可以是电感器，用 于电源SPD级间配合的通常都是电感器，因为电感上的有功损耗很小。 由于电感的阻塞作用，在雷电流侵入时它可以使处于线路始端的第一级 SPD上的电压高于后面的SPD，使第一级尽早动作，泄放大部分雷电波能 量，减轻第二级负担，从而保证级间配合。 目前供应的解耦器额定工作电流不大（最大不过60A左右），只能适用于 不大的电源容量，如通信站电源，对大型建筑物就可能不够了。要认真 校验负载额定电流。如果负载额定电流<60A,可以直接选用解耦器。如果 >60A就不能使用解耦器，需要人为的拉大级间距离，甚至另选SPD产品
Division - Name - Date - Language
6
SPD的分类及特性
各种结构原理的SPD的优缺点比较
特性 类型 响应 时间 动作 平稳性 动作 分散性 续流 泄漏 电流 电压保 护水平 老化
电压限制型
较快 <25ns
平稳
无 分散性
极小
有
较低
会，但 可延缓
电压开关型
较慢 <100ns
Division - Name - Date - Language
3
SPD的分类及特性
电压限制型SPD 核心保护元件为各种非线性电阻性元件， 具有连续的伏安特性（图），随着电流的 增大电阻连续地减小。 电源SPD中最普遍的是金属氧化物非线性 电阻片（简称MOV），还有箝位二极管 ，瞬态电压抑制器（一种专门用来限制大 电流瞬态的二极管，简称TVS），硅雪崩 二极管（简称SAD）等。可以是其中一种 ，也可以是这几种的混合，但仍然称电压 限制型。
Division - Name - Date - Language
18
建筑物第一级SPD的电压保护水平要≤4kV还是 ≤2.5kV? PRF1是否过时了？
SPD的电压保护水平要与设备冲击耐受电压配合。 现行国家防雷标准GB50057-94 （2000年版）和IEC TC81，TC37A标准的 SPD 配 置 要 求 ， 并 没 有 规 定 建 筑 物 第 一 级 SPD 的 电 压 保 护 水 平 必 须 ≤2.5kV,只要第一级能保护建筑物内电源线上配电电器(Ⅳ类Ⅲ类设备,冲 击耐受电压≥4kV)并且满足级间配合要求就行。 新近修订的IEC TC64的标准IEC 60364-5-534就规定第一级的电压保护水 平 ≤ 2 . 5 kV( 从 Ⅳ 类 Ⅲ 类 设 备 一 直 保 护 到 Ⅱ 类 设 备 ， 其 冲 击 耐 受 电 压 ≥2.5kV)。这样做的好处可能是允许省去一级SPD，最多在敏感设备(Ⅰ 类设备, 冲击耐受电压≥1.5kV)再加一级。由于第一级电压保护水平低， 级间配合也容易满足。这是一新的趋势。 第一级满足≤2.5kV的办法一是采用金属氧化物型，其电压保护水平不难 满足，问题是通流容量是否够；二是采用降低放电电压的间隙SPD，目前 可以用触发间隙实现。 PRF是间隙型的,其电压保护水平≤4kV，可以满足现有标准的要求。其缺 点是裕度小,可能要多配一级(中间级)SPD，在级间距离不够时要加解耦器 。估计PRF还可在一定的范围内销售1~2年。
Division - Name - Date - Language
19
什么是电涌保护器的冲击通流容量？什么是标称放 电电流，最大放电电流，冲击放电电流?
SPD的通流容量指其最大能承受的雷电能量，本应以可以承受的最大雷电 流能量表征，但是在工程上为方便起见，也可以近似地用规定波形的最大 雷电放电电流值代替。在实用上，如果不超过SPD的最大放电电流，一般 讲也不会超过其最大可耐受能量。 SPD的通流容量可用标称放电电流In，最大放电电流Imax，冲击放电电 流Iimp等表示。这三者的含义和数值相差很大，不仅是因为测试电流波 形的不同，而且因为要求通过的次数不同。 简单地讲，标称放电电流波形是8/20µ s，15~20次（按不同的标准，IEC是 15次）；最大放电电流也是8/20µ s，1~2次（按不同的标准，IEC是1次） ；冲击放电电流波形是10/350µ s，1~2次（按不同的标准，IEC是1次）。 对一个金属氧化物SPD讲，其最大放电电流数值约为2~3倍标称放电电流 ，其冲击放电电流数值较其最大放电电流小得多。比较不同产品的通流容 量时务必要注意三种电流参数含义的不同。
Division - Name - Date - Language
17
什么是电涌保护器的电压保护水平，对不同类型的 电涌保护器电压保护水平的含义有什么不同?
电压保护水平表示在雷电流下SPD能将其端子间的电压限制到什么数值 ，这是一个瞬态电压波形的峰值。如果波峰不止一个，则应取其最大 的那个峰值。 对电压开关型SPD指规定陡波下最大放电电压； 对电压限制型SPD指规定电流波形下的最大残压； 对复合型SPD指最大放电电压和最大残压两者中较大者。
Division - Name - Date - Language
11
以可触发间隙为保护元件的电涌保护器是 否一定好? 是否电涌保护器的发展方向?
可触发间隙SPD是一种电压开关型SPD，用内置触发的方法降低 单纯间隙的放电电压（约4kV）以降低电压保护水平（降到 1~1.5kV）。这是对间隙SPD的改进，有利于提高保护效果，扩 大保护范围，也有利于SPD级间配合，可以省去解耦器。 目前对触发电路的可靠性还存在疑虑，有关制造商似乎还没打算 马上用它完全替代单纯间隙。 降低间隙SPD电压保护水平也不一定用触发的方法。而IEC另一 个委员会TC81的现行标准并没有要求第一级的电压保护水平都 低于2.5kV，新标准要到2005年才能出版。估计单纯间隙SPD还 可以销售1~2年。与此同时，电压限制型SPD产品，其第一级的 电压保护水平普遍不高，不过1~2kV，如果其通流容量能适当提 高，并经Ⅰ级分类试验证实，其结构比可触发间隙更简单，是更 理想的第一级SPD。所以，触发间隙只是SPD发展方向之一。
突变
分散性 大
很大 可自熄
基本 没有
高，但 可触发 降低
不会
组合型 （串联）
较慢
较平稳
分散性 大
较小
基本 没有
高，但 可触发 降低
不会
Division - Name - Date - Language
7
施耐德电涌保护器产品的类型：
是电压开关型 PRF1 电压限制型 PRD和ST按所配模块的不同而不同。当全为MOV时，如PRD 和ST系列的1P、3P，STH/STM的1P+N、3P+N配置 电压限制型 在L与N之间是MOV，是电压限制型模块，而在N与PE或地之 间是间隙，是电压开关型模块。所说的“3+1”（3P+N）接 法，“3”是指3个电压限制型模块，“1”是指1个电压开关 型模块
外部并联图示
+
+
40kA
40kA
40kA
≤
120kA
Division - Name - Date - Language
14
电涌保护器能否限制操作过电压(电涌)?
大部分操作过电压(电涌)的电压峰值不高（多数在3kV左右，很 少会超过6kV），能量没有雷电电涌大。所以，能够限制雷电电 涌的SPD，一般都能限制大部分操作过电压(电涌)。 但是在靠近电气设备操作十分频繁的地点（如电梯控制中心和 有电容补偿的母线），应该提高其最大持续运行电压，至少要 求Uc 〉1.45Uo。
Division - Name - Date - Language
8
电涌保护器的功能
SPD的功能是通过泄放电涌电流来限制电涌电压。 SPD主要是用来限制雷电引起的瞬态过电压，即雷电电涌，也可限制 大部分的操作电涌。 雷电电涌可以沿电源或信号进线侵入，可以由于雷击时地电位升高反 击而来，可以由于雷击建筑物本身或附近的磁场感应而在电缆和环路 中产生。因此，即使有了良好的避雷针、引下线和接地装置，也并非 不要SPD，因为避雷针无法防止雷电感应和电涌沿线侵入，实际的接 地装置难以防止反击。