在現(xiàn)代電力與電子信息化系統(tǒng)中，雷電浪涌和操作過電壓對設(shè)備的破壞是造成故障的主要因素之一。浪涌保護器（Surge Protective Device, SPD）作為防雷系統(tǒng)中的核心環(huán)節(jié)，能夠在極短的時間內(nèi)將過電壓引流至地，從而保護電氣設(shè)備的安全運行。然而，SPD的選型和安裝如果不當(dāng)，不僅會降低其防護效果，還可能帶來新的安全隱患。

二、浪涌保護器的關(guān)鍵參數(shù)及解讀

SPD選型首先要看參數(shù)。以下幾個是最核心的技術(shù)指標(biāo)：

1. 標(biāo)稱放電電流（In）

定義：SPD在承受8/20μs波形雷電電流時能夠穩(wěn)定泄放的電流值。

常見范圍：5kA、10kA、20kA。

應(yīng)用參考：

一般民用建筑：In ≥ 10kA

工業(yè)廠房、軌道交通：In ≥ 20kA

通訊機房、數(shù)據(jù)中心：In ≥ 5kA（側(cè)重精密防護）

2. 最大放電電流（Imax）

定義：SPD在極端情況下能承受的最大浪涌電流（8/20μs）。

常見值：40kA、60kA、80kA、100kA。

應(yīng)用參考：

一級電源防雷（配電房、進線端）：Imax ≥ 80kA

二級分配防雷：Imax ≥ 40kA

三級終端防護：Imax ≥ 20kA

3. 雷電沖擊電流（Iimp）

定義：SPD承受10/350μs波形雷電沖擊電流的能力，主要用于一級防雷SPD。

應(yīng)用：

建筑物進線端、變電所總配電柜：Iimp ≥ 12.5kA（單極）

高風(fēng)險場所（機場、風(fēng)電場、通信基站）：Iimp ≥ 25kA（單極）

4. 電壓保護水平（Up）

定義：SPD在放電時端口所表現(xiàn)的殘壓。

一般要求：

220/380V低壓系統(tǒng)：Up ≤ 1.5kV

精密設(shè)備（如醫(yī)療CT、通信設(shè)備）：Up ≤ 1.0kV

說明：Up越低，設(shè)備越安全，但SPD設(shè)計成本越高。

5. 最大持續(xù)運行電壓（Uc）

定義：SPD能長期承受而不動作的交流電壓。

常見值：275V（適合220/380V系統(tǒng)）、320V、385V。

應(yīng)用參考：

單相220V線路：Uc ≥ 275V

三相380V線路：Uc ≥ 385V

6. 響應(yīng)時間（tA）

SPD的動作時間，一般要求 ≤25ns。

通信信號SPD可做到 ≤1ns。

7. 脫離裝置（后備保護器 SCB/熔斷器）

SPD必須與后備保護器配合，防止持續(xù)工頻電流導(dǎo)致熱擊穿。

配置原則：

SPD前端應(yīng)串聯(lián)C型斷路器或熔斷器，分?jǐn)嗄芰π?≥ 25kA。

電源SPD常用 SCB專用后備保護器，其分?jǐn)嗄芰εcSPD參數(shù)需匹配。

三、不同種類浪涌保護器的安裝要求

1. 電源浪涌保護器（AC SPD）

安裝位置：建筑物電源進線端、配電箱、終端設(shè)備前。

接線要求：

盡量短、直、粗，引線長度 ≤ 0.5m，截面積 ≥ 16mm2銅線。

SPD接地端必須連接到等電位接地，接地電阻 ≤ 4Ω（重要場所 ≤ 1Ω）。

分級安裝：

一級：Iimp ≥ 12.5kA，用于總配電柜。

二級：Imax ≥ 40kA，用于樓層配電箱。

三級：Up ≤ 1.0kV，用于精密設(shè)備機柜。

2. 直流浪涌保護器（DC SPD）

應(yīng)用：光伏系統(tǒng)、充電樁、新能源直流母線。

參數(shù)參考：

光伏系統(tǒng)：Uc = 600VDC、1000VDC、1500VDC。

Imax ≥ 40kA，Up ≤ 2.5kV。

安裝要求：必須考慮極性（+/-），并與直流斷路器配合。

3. 信號浪涌保護器

種類：網(wǎng)絡(luò)信號SPD、視頻SPD、控制信號SPD、天饋SPD。

安裝要求：

接口必須與系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)匹配（RJ45、BNC、RS485、射頻N型等）。

帶寬與阻抗需匹配，例如千兆網(wǎng)絡(luò)SPD應(yīng) ≥ 250MHz。

必須接地，接地線 ≤ 0.3m。

4. 天饋浪涌保護器（射頻SPD）

應(yīng)用：基站、雷達(dá)、衛(wèi)星通信。

參數(shù)：

工作頻率：如 0–6GHz。

插入損耗 ≤ 0.3dB。

電壓駐波比 VSWR ≤ 1.2。

安裝要求：

串接于天饋電纜與設(shè)備接口之間。

接地必須直接與天線鐵塔主接地網(wǎng)連接。

四、浪涌保護器在不同行業(yè)的部署方案

1. 建筑電力系統(tǒng)

方案：三級保護

一級：總配電柜安裝 Iimp ≥ 12.5kA SPD，Up ≤ 2.5kV。

二級：樓層配電箱安裝 Imax ≥ 40kA SPD，Up ≤ 1.5kV。

三級：終端插座或精密設(shè)備前安裝 Up ≤ 1.0kV SPD。

要點：接地電阻 ≤ 4Ω，電源線與信號線均需保護。

2. 數(shù)據(jù)中心與通信機房

要求：高可靠性、低殘壓、快速響應(yīng)。

配置：

電源：采用 模塊化SPD，Up ≤ 1.0kV，In ≥ 20kA。

網(wǎng)絡(luò)：千兆RJ45 SPD，帶寬 ≥ 250MHz，Up ≤ 1.0kV。

天饋：射頻SPD，頻率范圍與設(shè)備一致。

3. 工業(yè)廠房與軌道交通

特點：動力設(shè)備多，浪涌干擾強。

方案：

配電室：一級SPD（Iimp ≥ 25kA）。

動力車間：二級SPD（Imax ≥ 60kA）。

PLC/控制信號：RS485信號SPD，Up ≤ 15V。

軌道通信：光纖引入端必須加光纖防雷裝置。

4. 光伏與新能源

光伏匯流箱：直流SPD（Uc = 1000VDC、Imax ≥ 40kA）。

逆變器交流側(cè)：AC SPD（Uc = 385V，Imax ≥ 40kA）。

儲能系統(tǒng)：直流母線SPD，Uc = 1500VDC，Imax ≥ 40kA。

充電樁：交流充電樁 SPD Uc = 275V，直流充電樁 SPD Uc = 1000VDC。

5. 石化、機場、醫(yī)療行業(yè)

石化：要求防爆型SPD，外殼防爆等級 ExdⅡBT6。

機場：通信導(dǎo)航設(shè)備 Up ≤ 0.8kV，射頻SPD頻率范圍 0.1–6GHz。

醫(yī)療：對CT、MRI等精密設(shè)備應(yīng)采用 Up ≤ 0.8kV、響應(yīng)時間 ≤ 10ns 的SPD。

五、安裝與維護注意事項

接地系統(tǒng)必須完善

SPD效果取決于接地電阻，必須 ≤ 4Ω（數(shù)據(jù)中心 ≤ 1Ω）。

分級保護、能量協(xié)調(diào)

各級SPD之間需滿足電壓保護水平配合關(guān)系，即 Up1 ≥ 1.5 × Up2 ≥ 1.5 × Up3。

避免安裝誤區(qū)

不可將接地線繞行或過長，否則殘壓升高。

不可多根SPD共用過長的接地支路，應(yīng)采用等電位接地排。

定期檢測與更換

SPD帶有狀態(tài)指示窗口（綠色正常、紅色失效）。

每年雷雨季前應(yīng)檢測一次，更換劣化器件。

浪涌保護器的選型不僅是簡單的電流、電壓參數(shù)匹配，更是系統(tǒng)化的工程方案。在不同應(yīng)用場景下，需要綜合考慮In、Imax、Iimp、Up、Uc等參數(shù)，并根據(jù)建筑物特點、行業(yè)規(guī)范和設(shè)備敏感度進行差異化配置。通過科學(xué)的分級安裝、信號與電源全覆蓋、合理的接地設(shè)計，才能實現(xiàn)真正意義上的防雷與浪涌防護，為各行業(yè)的電力與通信系統(tǒng)提供安全屏障。