浪涌保護(hù)器接線選型及各行業(yè)應(yīng)用方案

隨著現(xiàn)代工業(yè)、通信設(shè)備和家用電器的廣泛使用，設(shè)備的敏感度和復(fù)雜度增加，使其對(duì)雷電、浪涌等過電壓現(xiàn)象更加脆弱。浪涌保護(hù)器（Surge Protection Device，簡(jiǎn)稱SPD）成為保護(hù)這些設(shè)備的必要手段之一。地凱科技將詳細(xì)探討浪涌保護(hù)器的接線方式、選型方法，以及其在各個(gè)行業(yè)中的安裝接入方案，并結(jié)合新的防雷標(biāo)準(zhǔn)（如IEC 61643-11、GB/T 18802.1）進(jìn)行闡述。

一、浪涌保護(hù)器的基礎(chǔ)原理

1.1 浪涌的定義

浪涌，通常指瞬態(tài)過電壓，是由雷擊、電網(wǎng)切換或設(shè)備啟動(dòng)等因素引起的電壓脈沖。浪涌保護(hù)器的設(shè)計(jì)旨在抑制這些瞬態(tài)電壓，保護(hù)電子設(shè)備和電力系統(tǒng)免受損壞。根據(jù)其工作原理，SPD主要分為電壓限制型、開關(guān)型和組合型三類。

1.2 浪涌保護(hù)器的功能

浪涌保護(hù)器可以通過引導(dǎo)過電壓至地線或?qū)⑵湎拗圃谠O(shè)備的承受范圍內(nèi)，從而保護(hù)設(shè)備免受瞬態(tài)過電壓的影響。常見的浪涌保護(hù)器有用于電力線保護(hù)的電涌保護(hù)器、用于信號(hào)線保護(hù)的信號(hào)浪涌保護(hù)器等。

二、地凱科技浪涌保護(hù)器的接線方法

2.1 常見接線方式

根據(jù)不同的應(yīng)用場(chǎng)景，浪涌保護(hù)器的接線方式主要有以下幾種：

2.1.1 三相五線制（TN-S系統(tǒng)）

在TN-S系統(tǒng)中，浪涌保護(hù)器一般連接在相線（L）、中性線（N）和接地線（PE）之間。具體接線方式如下：

L-N之間：保護(hù)相線與中性線之間的過電壓。

L-PE之間：保護(hù)相線與地線之間的過電壓。

N-PE之間：保護(hù)中性線與地線之間的過電壓。

2.1.2 三相四線制（TN-C系統(tǒng)）

在TN-C系統(tǒng)中，中性線和接地線合一，因此浪涌保護(hù)器需要連接在相線與合一的N-PE線上。該系統(tǒng)接線簡(jiǎn)單，但存在保護(hù)不夠全面的風(fēng)險(xiǎn)，因此在應(yīng)用時(shí)需特別注意系統(tǒng)的接地質(zhì)量。

2.1.3 TT系統(tǒng)

TT系統(tǒng)是接地系統(tǒng)中廣泛應(yīng)用的一種。浪涌保護(hù)器的接線應(yīng)注意：

保護(hù)相線（L）與中性線（N）之間的過電壓。

保護(hù)中性線（N）與獨(dú)立接地的PE線之間的過電壓。

2.1.4 IT系統(tǒng)

IT系統(tǒng)的接地形式特殊，浪涌保護(hù)器應(yīng)當(dāng)在相線（L）和獨(dú)立的保護(hù)地線（PE）之間布置，重點(diǎn)保護(hù)L-PE之間的浪涌現(xiàn)象。

2.2 接地的重要性

在接線時(shí)，必須確保接地系統(tǒng)的低阻值（通常要求小于10歐姆）。接地系統(tǒng)的性能直接影響浪涌保護(hù)器的保護(hù)效果，不當(dāng)?shù)慕拥卦O(shè)計(jì)可能導(dǎo)致浪涌無法被有效引導(dǎo)至地面，從而威脅設(shè)備的安全。

浪涌保護(hù)器，電涌保護(hù)器，防雷器

浪涌保護(hù)器，電涌保護(hù)器，防雷器

浪涌保護(hù)器，電涌保護(hù)器，防雷器

三、地凱科技浪涌保護(hù)器的選型方法

3.1 根據(jù)防雷等級(jí)選型

浪涌保護(hù)器通常分為三個(gè)防雷等級(jí)，分別是I級(jí)、II級(jí)和III級(jí)，對(duì)應(yīng)不同的雷電流承受能力和應(yīng)用場(chǎng)景。

I級(jí)防雷：用于建筑物的總配電柜或入戶電源端，能夠承受較大的雷電流（如100kA），主要用于應(yīng)對(duì)直接雷擊或較大的雷電感應(yīng)電流。

II級(jí)防雷：用于建筑物的次級(jí)配電柜，承受較小的雷電流（如40kA），主要用于進(jìn)一步削弱雷電流，保護(hù)設(shè)備免受感應(yīng)雷的威脅。

III級(jí)防雷：用于終端設(shè)備或敏感設(shè)備，如計(jì)算機(jī)、服務(wù)器等，能夠承受較小的雷電流（如10kA），對(duì)設(shè)備起到精細(xì)保護(hù)。

3.2 依據(jù)系統(tǒng)電壓選擇

浪涌保護(hù)器的額定電壓必須與保護(hù)系統(tǒng)的電壓一致。例如：

對(duì)于220/380V系統(tǒng)，SPD的額定電壓應(yīng)為385V。

對(duì)于更高電壓的系統(tǒng)，應(yīng)選用相應(yīng)的更高電壓等級(jí)的SPD。

3.3 依據(jù)放電電流選型

浪涌保護(hù)器的標(biāo)稱放電電流是指其能夠長(zhǎng)期承受的浪涌電流，一般情況下應(yīng)根據(jù)電氣系統(tǒng)所在地區(qū)的雷電強(qiáng)度進(jìn)行選擇。在雷擊頻繁的地區(qū)，放電電流應(yīng)選取較大的值，例如40kA或更高。

3.4 響應(yīng)時(shí)間與耐壓水平

浪涌保護(hù)器的響應(yīng)時(shí)間越短越好，一般應(yīng)在納秒級(jí)別，以確保能及時(shí)應(yīng)對(duì)瞬態(tài)過電壓。耐壓水平則指SPD在工作時(shí)所能承受的最大持續(xù)工作電壓，應(yīng)高于系統(tǒng)的額定電壓以確保安全性。

浪涌保護(hù)器，電涌保護(hù)器，防雷器

浪涌保護(hù)器，電涌保護(hù)器，防雷器

四、地凱科技浪涌保護(hù)器在各行業(yè)的應(yīng)用及接入方案

4.1 工業(yè)行業(yè)

在工業(yè)場(chǎng)景中，浪涌保護(hù)器通常應(yīng)用于工廠的配電系統(tǒng)中，以保護(hù)大型電機(jī)、自動(dòng)化設(shè)備及控制系統(tǒng)免受浪涌電壓的影響。具體應(yīng)用方案如下：

4.1.1 配電柜內(nèi)安裝

在工業(yè)配電柜中，應(yīng)首先在主電源入口處安裝I級(jí)浪涌保護(hù)器，以抵御外部雷擊引起的強(qiáng)浪涌。隨后，在各分配電回路中，安裝II級(jí)或III級(jí)浪涌保護(hù)器進(jìn)行二次或三級(jí)防護(hù)。

4.1.2 自動(dòng)化控制系統(tǒng)保護(hù)

自動(dòng)化控制系統(tǒng)對(duì)電壓波動(dòng)極為敏感，應(yīng)在其電源輸入端安裝II級(jí)或III級(jí)浪涌保護(hù)器，并對(duì)通信線路安裝信號(hào)浪涌保護(hù)器，以防止浪涌通過信號(hào)線進(jìn)入系統(tǒng)。

4.2 通信行業(yè)

通信行業(yè)中，設(shè)備的正常運(yùn)行對(duì)電源的穩(wěn)定性有很高要求，雷擊和浪涌往往會(huì)對(duì)基站、交換機(jī)等設(shè)備造成嚴(yán)重?fù)p壞。

4.2.1 基站的防護(hù)

基站一般分布于野外，雷擊頻發(fā)。因此，在基站的電源輸入處，應(yīng)安裝I級(jí)和II級(jí)浪涌保護(hù)器，以確保雷電流不會(huì)損壞電源設(shè)備。同時(shí)，基站的天饋系統(tǒng)和信號(hào)線也應(yīng)安裝專用的浪涌保護(hù)器，防止雷電感應(yīng)通過信號(hào)傳輸路徑進(jìn)入基站內(nèi)部。

4.2.2 數(shù)據(jù)中心防護(hù)

在通信數(shù)據(jù)中心，應(yīng)選擇高精度的III級(jí)浪涌保護(hù)器來保護(hù)服務(wù)器、存儲(chǔ)設(shè)備及路由器等敏感電子設(shè)備，并在網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的接口處安裝信號(hào)浪涌保護(hù)器，以防止通過網(wǎng)線傳輸?shù)睦擞俊?/p>

4.3 能源行業(yè)

在能源行業(yè)，特別是光伏發(fā)電和風(fēng)電場(chǎng)等領(lǐng)域，浪涌防護(hù)尤為重要。

4.3.1 光伏系統(tǒng)的浪涌保護(hù)

光伏發(fā)電系統(tǒng)的逆變器、直流匯流箱等設(shè)備易受雷電沖擊影響。通常在光伏組件與逆變器之間安裝直流浪涌保護(hù)器，在交流端則安裝I級(jí)或II級(jí)交流浪涌保護(hù)器進(jìn)行全方位保護(hù)。

4.3.2 風(fēng)電場(chǎng)的浪涌防護(hù)

風(fēng)電場(chǎng)往往建于空曠地帶，容易遭受雷擊。在風(fēng)電機(jī)組的電源輸入端和信號(hào)控制端均需安裝浪涌保護(hù)器，以防雷電波通過電源或信號(hào)通道對(duì)設(shè)備造成破壞。

4.4 建筑行業(yè)

在建筑物中，特別是高層建筑，浪涌保護(hù)器的應(yīng)用至關(guān)重要。

4.4.1 商業(yè)建筑防護(hù)

在商業(yè)建筑中，應(yīng)在配電室或總配電柜中安裝I級(jí)浪涌保護(hù)器，以抵御雷電流的直接沖擊。在每層樓的分配電柜中安裝II級(jí)浪涌保護(hù)器，并在關(guān)鍵設(shè)備（如空調(diào)、安防設(shè)備等）的電源端安裝III級(jí)浪涌保護(hù)器。

4.4.2 民用建筑防護(hù)

對(duì)于民用建筑，通常建議在戶外配電箱內(nèi)安裝I級(jí)或II級(jí)浪涌保護(hù)器，并在室內(nèi)關(guān)鍵設(shè)備（如電腦、電視等）電源插座前端安裝III級(jí)浪涌保護(hù)器。

地凱科技浪涌保護(hù)器是現(xiàn)代電氣系統(tǒng)中不可或缺的防護(hù)裝置，通過正確的選型和安裝，可以有效降低設(shè)備因浪涌損壞的風(fēng)險(xiǎn)。在不同的應(yīng)用場(chǎng)景中，浪涌保護(hù)器的接線方式和安裝方案略有不同，具體選型需根據(jù)防雷等級(jí)、系統(tǒng)電壓、放電電流等參數(shù)來確定。同時(shí)，合理的接地系統(tǒng)對(duì)于浪涌保護(hù)的效果至關(guān)重要。

審核編輯 黃宇