不同供電系統(tǒng)下SPD浪涌保護(hù)器的選型方案

浪涌保護(hù)器（SPD）是一種用于保護(hù)電氣設(shè)備免受電力系統(tǒng)突發(fā)的電壓浪涌或過電壓等干擾的重要裝置。在選擇浪涌保護(hù)器（SPD）時(shí)，會有1P、1P+N、2P、3P、3P+N、4P等不同類型的產(chǎn)品，其中“P”是低壓電器的一個專業(yè)術(shù)語，英文“pole”的縮寫，意思是極數(shù)。在不同供電系統(tǒng)下，浪涌保護(hù)器（SPD）的用途、接線、價(jià)格等都是不同的，因此，了解各類型SPD的用途和選型十分重要。

一、供電系統(tǒng)的分類

供電系統(tǒng)是指從發(fā)電廠到用戶終端之間的所有設(shè)備和線路的總稱。根據(jù)供電系統(tǒng)中中性點(diǎn)的接地方式和負(fù)載中性點(diǎn)與地之間的連接方式，可以將供電系統(tǒng)分為以下幾種類型：

IT系統(tǒng)：中性點(diǎn)不接地或通過高阻抗接地，負(fù)載中性點(diǎn)不直接接地。

TT系統(tǒng)：中性點(diǎn)直接接地，負(fù)載中性點(diǎn)也直接接地，但兩者之間沒有公共連接點(diǎn)。

TN系統(tǒng)：中性點(diǎn)直接接地，負(fù)載中性點(diǎn)通過中性線與中性點(diǎn)相連。根據(jù)中性線和保護(hù)線是否分開，又可分為TN-C、TN-S和TN-C-S三種子類型。

其他類型：如IT-TN、IT-TT等混合型供電系統(tǒng)。

不同類型的供電系統(tǒng)對應(yīng)著不同的過電壓來源和保護(hù)需求。例如，在IT系統(tǒng)中，由于中性點(diǎn)不接地或通過高阻抗接地，因此當(dāng)一相發(fā)生單相接地故障時(shí)，并不會產(chǎn)生大的短路電流，也不會引起其他相的過電壓。但是當(dāng)兩相同時(shí)發(fā)生接地故障時(shí)，就會造成兩相之間和其他相對地之間的過電壓。因此，在IT系統(tǒng)中，需要對每一相對地進(jìn)行保護(hù)。

二、浪涌保護(hù)器（SPD）的保護(hù)模式

浪涌保護(hù)器（SPD）可連接在L (相線)、N (中性線)、PE（保護(hù)線）間，如L-L、L-N、L-PE、N-PE等。這些連接方式稱作保護(hù)模式，它們與供電系統(tǒng)的接地類型有關(guān)。通常有以下幾種常見的保護(hù)模式：

共模模式：指保護(hù)模塊接在相線與保護(hù)線（L-PE）、中性線與保護(hù)線（N-PE）之間的保護(hù)模式。共模模塊保護(hù)的是設(shè)備內(nèi)電路和器件對地的絕緣。

差模模式：指保護(hù)模塊接在相線與相線（L-L）之間或相線與中性線（L-N）之間的保護(hù)模式。差模模塊保護(hù)的是設(shè)備兩個輸入端之間的電路和器件本身。

“3+1”模式：指三個相線對中性線（L-N）模塊是差模模塊，一個中性線對保護(hù)線（N-PE）模塊是共模模塊。在“3+1”接法里，各相對地（L-PE）保護(hù)是由差模模塊和共模模塊共同實(shí)現(xiàn)的。

全保護(hù)模式：指既有共模模式又有差模模式。全保護(hù)模式需三相7個模塊，不包括相與相間模塊。全保護(hù)模式的浪涌保護(hù)器（SPD）的優(yōu)點(diǎn)是對浪涌電流經(jīng)過的所有可能的線路都進(jìn)行了保護(hù)。

三、地凱科技浪涌保護(hù)器（SPD）的選型原則

在不同供電系統(tǒng)下，浪涌保護(hù)器（SPD）的選型應(yīng)遵循以下原則：

根據(jù)供電系統(tǒng)的類型和接地方式，選擇合適的保護(hù)模式和接線方式。例如，在TN-S系統(tǒng)中，可以選擇4P或3P+N型的浪涌保護(hù)器（SPD），并采用全保護(hù)模式；在IT系統(tǒng)中，可以選擇3P型的浪涌保護(hù)器（SPD），并采用共模模式。

根據(jù)被保護(hù)設(shè)備的耐受電壓和供電電壓，選擇合適的最大連續(xù)工作電壓UC和電壓保護(hù)水平UP。最大連續(xù)工作電壓UC是指浪涌保護(hù)器（SPD）可以持續(xù)加在其上而不會造成特性變化和激活的最大電壓。電壓保護(hù)水平UP是指在標(biāo)稱放電電流作用時(shí)測量到的浪涌保護(hù)器（SPD）兩端的最大電壓。為了使被保護(hù)設(shè)備不受過電壓的危害，應(yīng)使被保護(hù)設(shè)備的耐受電壓大于浪涌保護(hù)器（SPD）的電壓保護(hù)水平UP。

根據(jù)供電系統(tǒng)中可能出現(xiàn)的雷擊強(qiáng)度和過電壓干擾頻率，選擇合適的標(biāo)稱放電電流In或沖擊電流Iimp。標(biāo)稱放電電流In是指浪涌保護(hù)器（SPD）可以通過2次8/20μs波形的峰值電流而不受損壞。沖擊電流Iimp是指浪涌保護(hù)器（SPD）可以通過1次10/350μs波形的峰值電流而不受損壞。一般來說，雷擊強(qiáng)度越高，過電壓干擾頻率越高，就應(yīng)選擇放電能力越大的浪涌保護(hù)器（SPD）。

四、不同供電系統(tǒng)下浪涌保護(hù)器（SPD）的選型示例

為了更好地理解不同供電系統(tǒng)下浪涌保護(hù)器（SPD）的選型方法，地凱科技給出幾個具體的選型示例。

示例一：在一個TN-S系統(tǒng)中，需要為一臺220V/50Hz、耐受電壓1.5kV、功率500W的計(jì)算機(jī)提供過電壓保護(hù)。該地區(qū)雷暴日為30天/年，雷擊強(qiáng)度為2kA。

解：根據(jù)供電系統(tǒng)類型和接地方式，選擇4P或3P+N型的浪涌保護(hù)器（SPD），并采用全保護(hù)模式。

根據(jù)被保護(hù)設(shè)備的耐受電壓和供電電壓，選擇最大連續(xù)工作電壓UC為275V或320V，電壓保護(hù)水平UP為1.5kV以下。

根據(jù)雷擊強(qiáng)度和過電壓干擾頻率，選擇標(biāo)稱放電電流In為5kA或10kA。

綜上所述，可以選擇如下型號之一的浪涌保護(hù)器（SPD）：地凱DK-275/4P、地凱DK-320/4P、地凱DK275/3P+N、地凱DK-320/3P+N等。這些浪涌保護(hù)器（SPD）的電壓保護(hù)水平UP分別為1.2kV、1.3kV、1.2kV和1.3kV，均滿足被保護(hù)設(shè)備的耐受電壓要求。

示例二：在一個IT系統(tǒng)中，需要為一臺380V/50Hz、耐受電壓2kV、功率10kW的數(shù)控機(jī)床提供過電壓保護(hù)。該地區(qū)雷暴日為60天/年，雷擊強(qiáng)度為5kA。

解：根據(jù)供電系統(tǒng)類型和接地方式，選擇3P型的浪涌保護(hù)器（SPD），并采用共模模式。

根據(jù)被保護(hù)設(shè)備的耐受電壓和供電電壓，選擇最大連續(xù)工作電壓UC為420V或440V，電壓保護(hù)水平UP為2kV以下。

根據(jù)雷擊強(qiáng)度和過電壓干擾頻率，選擇沖擊電流Iimp為12.5kA或25kA。

審核編輯：湯梓紅