浪涌保護(hù)器，防雷器，電涌保護(hù)器 詳細(xì)說明

基本信息

浪涌保護(hù)器

　　原始的浪涌保護(hù)器羊角形間隙，出現(xiàn)于19世紀(jì)末期，用于架空輸電線路，防止雷擊損壞設(shè)備絕緣而造成停電，故稱“浪涌保護(hù)器”。20世紀(jì)20年代,出現(xiàn)了鋁浪涌保護(hù)器,氧化膜浪涌保護(hù)器和丸式浪涌保護(hù)器。30年代出現(xiàn)了管式浪涌保護(hù)器。50年代出現(xiàn)了碳化硅防雷器。70年代又出現(xiàn)了金屬氧化物浪涌保護(hù)器。現(xiàn)代高壓浪涌保護(hù)器，不僅用于限制電力系統(tǒng)中因雷電引起的過電壓，也用于限制因系統(tǒng)操作產(chǎn)生的過電壓。

浪涌保護(hù)器圖集(15張)

突波

　　浪涌也叫突波，顧名思義就是超出正常工作電壓的瞬間過電壓。本質(zhì)上講，浪涌是發(fā)生在僅僅幾百萬分之一秒時(shí)間內(nèi)的一種劇烈脈沖，?？赡芤鹄擞康脑蛴校褐匦驮O(shè)備、短路、電源切換或大型發(fā)動(dòng)機(jī)。而含有浪涌阻絕裝置的產(chǎn)品可以有效地吸收突發(fā)的巨大能量，以保護(hù)連接設(shè)備免于受損。

防雷器

　　浪涌保護(hù)器，也叫防雷器，是一種為各種電子設(shè)備、儀器儀表、通訊線路提供安全防護(hù)的電子裝置。當(dāng)電氣回路或者通信線路中因?yàn)橥饨绲母蓴_突然產(chǎn)生尖峰電流或者電壓時(shí)，浪涌保護(hù)器能在極短的時(shí)間內(nèi)導(dǎo)通分流，從而避免浪涌對回路中其他設(shè)備的損害。

　　基本與特點(diǎn)

　　保護(hù)通流量大，殘壓極低，響應(yīng)時(shí)間快；

　　· 采用新滅弧技術(shù)，徹底避免火災(zāi)；；

　　· 采用溫控保護(hù)電路，內(nèi)置熱保護(hù)；

　　· 帶有電源狀態(tài)指示，指示浪涌保護(hù)器工作狀態(tài)；

　　· 結(jié)構(gòu)嚴(yán)謹(jǐn)，工作穩(wěn)定可靠。

分析浪涌保護(hù)器

　　雷電災(zāi)害是嚴(yán)重的自然災(zāi)害之一,全世界每年因雷電災(zāi)害造成的人員傷亡、財(cái)產(chǎn)損失不計(jì)其數(shù)。隨著電子、微電子集成化設(shè)備的大量應(yīng)用,雷電過電壓和雷擊電磁脈沖所造成的系統(tǒng)和設(shè)備的損壞越來越多。因此,盡快解決建筑物和電子信息系統(tǒng)雷電災(zāi)害防護(hù)問題顯得十分重要。

　　隨著相關(guān)設(shè)備對防雷要求的日益嚴(yán)格,安裝浪涌保護(hù)器(SurgeProtection Device, SPD)抑制線路上的浪涌和瞬時(shí)過電壓、泄放線路上的過電流成為現(xiàn)代防雷技術(shù)的重要環(huán)節(jié)之一。

　　1　雷電的特性

　　防雷包括外部防雷和內(nèi)部防雷。外部防雷以接閃器(避雷針、避雷網(wǎng)、避雷帶、避雷線)、引下線、接地裝置為主,其主要的功能是為了確保建筑物本體免受直擊雷的侵襲,將可能擊中建筑物的雷電通過避雷針(帶、網(wǎng)、線)、引下線等泄放入大地。內(nèi)部防雷包括防雷電感應(yīng)、線路浪涌、地電位反擊、雷電波入侵以及電磁與靜電感應(yīng)的措施。其基本方法是采用等電位聯(lián)結(jié),包括直接連接和通過SPD間接連接,使金屬體、設(shè)備線路與大地形成一個(gè)有條件的等電位體,將因雷擊和其他浪涌引起的內(nèi)部設(shè)施分流和感應(yīng)的雷電流或浪涌電流泄放入大地,從而保護(hù)建筑物內(nèi)人員和設(shè)備的安全。

　　雷電的特點(diǎn)是電壓上升非常快(10μs以內(nèi)),峰值電壓高(數(shù)萬至數(shù)百萬伏),電流大(幾十至幾百千安),維持時(shí)間較短(幾十至幾百微秒),傳輸速度快(以光速傳播),能量非常巨大,是浪涌電壓中具破壞力的一種。

　　2　浪涌保護(hù)器的分類

　　SPD是電子設(shè)備雷電防護(hù)中不可缺少的一種裝置,其作用是把竄入電力線、信號(hào)傳輸線的瞬時(shí)過電壓限制在設(shè)備或系統(tǒng)所能承受的電壓范圍內(nèi),或?qū)?qiáng)大的雷電流泄流入地,保護(hù)被保護(hù)的設(shè)備或系統(tǒng)不受沖擊。

　　2. 1　按工作原理分類

　　按其工作原理分類, SPD可以分為電壓開關(guān)型、限壓型及組合型。

　　(1)電壓開關(guān)型SPD。在沒有瞬時(shí)過電壓時(shí)呈現(xiàn)高阻抗,一旦響應(yīng)雷電瞬時(shí)過電壓,其阻抗就突變?yōu)榈妥杩?span lang="EN-US">,允許雷電流通過,也被稱為“短路開關(guān)型SPD”。

　　(2)限壓型SPD。當(dāng)沒有瞬時(shí)過電壓時(shí),為高阻抗,但隨電涌電流和電壓的增加,其阻抗會(huì)不斷減小,其電流電壓特性為強(qiáng)烈非線性,有時(shí)被稱為“鉗壓型SPD”。

　　(3)組合型SPD。由電壓開關(guān)型組件和限壓型組件組合而成,可以顯示為電壓開關(guān)型或限壓型或兩者兼有的特性,這決定于所加電壓的特性。

　　2. 2　按用途分類

　　按其用途分類, SPD可以分為電源線路SPD和信號(hào)線路SPD兩種。

　　2. 2. 1　電源線路SPD

　　由于雷擊的能量是非常巨大的,需要通過分級(jí)泄放的方法,將雷擊能量逐步泄放到大地。在直擊雷非防護(hù)區(qū)(LPZ0A)或在直擊雷防護(hù)區(qū)(LPZ0B)與防護(hù)區(qū)(LPZ1)交界處,安裝通過Ⅰ級(jí)分類試驗(yàn)的浪涌保護(hù)器或限壓型浪涌保護(hù)器作為級(jí)保護(hù),對直擊雷電流進(jìn)行泄放,或者當(dāng)電源傳輸線路遭受直接雷擊時(shí),將傳導(dǎo)的巨大能量進(jìn)行泄放。在防護(hù)區(qū)之后的各分區(qū)(包含LPZ1區(qū))交界處安裝限壓型浪涌保護(hù)器,作為二、三級(jí)或更高等級(jí)保護(hù)。第二級(jí)保護(hù)器是針對前級(jí)保護(hù)器的殘余電壓以及區(qū)內(nèi)感應(yīng)雷擊的防護(hù)設(shè)備,在前級(jí)發(fā)生較大雷擊能量吸收時(shí),仍有一部分對設(shè)備或第三級(jí)保護(hù)器而言是相當(dāng)巨大的能量,會(huì)傳導(dǎo)過來,需要第二級(jí)保護(hù)器進(jìn)一步吸收。同時(shí),經(jīng)過級(jí)防雷器的傳輸線路也會(huì)感應(yīng)雷擊電磁脈沖輻射。當(dāng)線路足夠長時(shí),感應(yīng)雷的能量就變得足夠大,需要第二級(jí)保護(hù)器進(jìn)一步對雷擊能量實(shí)施泄放。第三級(jí)保護(hù)器對通過第二級(jí)保護(hù)器的殘余雷擊能量進(jìn)行保護(hù)。根據(jù)被保護(hù)設(shè)備的耐壓等級(jí),假如兩級(jí)防雷就可以做到限制電壓低于設(shè)備的耐壓水平,就只需要做兩級(jí)保護(hù);假如設(shè)備的耐壓水平較低,可能需要四級(jí)甚至更多級(jí)的保護(hù)。

　　選擇SPD,首先需要了解一些參數(shù)及其工作原理。

　　(1) 10/350μs波是模擬直擊雷的波形,波形能量大; 8/20μs波是模擬雷電感應(yīng)和雷電傳導(dǎo)的波形。

　　(2)標(biāo)稱放電電流In是指流過SPD、8/20μs電流波的峰值電流。

　　(3)放電電流Imax又稱為通流量,指使用8/20μs電流波沖擊SPD能承受的放電電流。

　　(4)持續(xù)耐壓Uc(rms)指可連續(xù)施加在SPD上的交流電壓有效值或直流電壓。

　　(5)殘壓Ur指在額定放電電流In下的殘壓值。

　　(6)保護(hù)電壓Up表征SPD限制接線端子間的電壓特性參數(shù),其值可從優(yōu)選值的列表中選取,應(yīng)大于限制電壓的值。

　　(7)電壓開關(guān)型SPD主要泄放的是10/350μs電流波,限壓型SPD主要泄放的是8/20μs電流波。

編輯本段一、浪涌保護(hù)器（SPD）工作原理

　　浪涌保護(hù)器（Surge protection Device）是電子設(shè)備雷電防護(hù)中不可缺少的一種裝置，過去常稱為

??

浪涌保護(hù)器工作原理圖

　　“避雷器”或“過電壓保護(hù)器”英文簡寫為SPD.浪涌保護(hù)器的作用是把竄入電力線、信號(hào)傳輸線的瞬時(shí)過電壓限制在設(shè)備或系統(tǒng)所能承受的電壓范圍內(nèi)，或?qū)?qiáng)大的雷電流泄流入地，保護(hù)被保護(hù)的設(shè)備或系統(tǒng)不受沖擊而損壞。

　　浪涌保護(hù)器的類型和結(jié)構(gòu)按不同的用途有所不同，但它至少應(yīng)包含一個(gè)非線性電壓限制元件。用于浪涌保護(hù)器的基本元器件有：放電間隙、充氣放電管、壓敏電阻、抑制二極管和扼流線圈等。

浪涌保護(hù)器的基本元器件

　　1.放電間隙（又稱保護(hù)間隙）：

　　它一般由暴露在空氣中的兩根相隔一定間隙的金屬棒組成，其中一根金屬棒與所需保護(hù)設(shè)備的電源相線L1或零線（N）相連，另一根金屬棒與接地線（PE）相連接，當(dāng)瞬時(shí)過電壓襲來時(shí)，間隙被擊穿，把一部分過電壓的電荷引入大地，避免了被保護(hù)設(shè)備上的電壓升高。這種放電間隙的兩金屬棒之間的距離可按需要調(diào)整，結(jié)構(gòu)較簡單，其缺點(diǎn)是滅弧性能差。改進(jìn)型的放電間隙為角型間隙，它的滅弧功能較前者為好，它是靠回路的電動(dòng)力F作用以及熱氣流的上升作用而使電弧熄滅的。

　　2.氣體放電管：

　　它是由相互離開的一對冷陰板封裝在充有一定的惰性氣體（Ar）的玻璃管或陶瓷管內(nèi)組成的。為了提高放電管的觸發(fā)概率，在放電管內(nèi)還有助觸發(fā)劑。這種充氣放電管有二極型的，也有三極型的，

　　氣體放電管的技術(shù)參數(shù)主要有：直流放電電壓Udc；沖擊放電電壓Up（一般情況下Up≈（2～3）Udc；工頻耐受電流In；沖擊耐受電流Ip；絕緣電阻R（>109Ω）；極間電容（1-5PF）

　　氣體放電管可在直流和交流條件下使用，其所選用的直流放電電壓Udc分別如下：在直流條件下使用：Udc≥1.8U0（U0為線路正常工作的直流電壓）

　　在交流條件下使用：U dc≥1.44Un（Un為線路正常工作的交流電壓有效值）

　　3.壓敏電阻：

　　它是以ZnO為主要成分的金屬氧化物半導(dǎo)體非線性電阻，當(dāng)作用在其兩端的電壓達(dá)到一定數(shù)值后，電阻對電壓十分敏感。它的工作原理相當(dāng)于多個(gè)半導(dǎo)體P-N的串并聯(lián)。壓敏電阻的特點(diǎn)是非線性特性好（I=CUα中的非線性系數(shù)α），通流容量大（～2KA/cm2），常態(tài)泄漏電流?。?span lang="EN-US">10-7～10-6A），殘壓低（取決于壓敏電阻的工作電壓和通流容量），對瞬時(shí)過電壓響應(yīng)時(shí)間快（～10-8s），無續(xù)流。

　　壓敏電阻的技術(shù)參數(shù)主要有：壓敏電壓（即開關(guān)電壓）UN，參考電壓Ulma；殘壓Ures；殘壓比K（K=Ures/UN）；通流容量Imax；泄漏電流；響應(yīng)時(shí)間。

　　壓敏電阻的使用條件有：壓敏電壓：UN≥[（√2×1.2）/0.7]U0（U0為工頻電源額定電壓）

　　小參考電壓：Ulma≥（1.8～2）Uac （直流條件下使用）

　　Ulma≥（2.2～2.5）Uac（在交流條件下使用，Uac為交流工作電壓）

　　壓敏電阻的參考電壓應(yīng)由被保護(hù)電子設(shè)備的耐受電壓來確定，應(yīng)使壓敏電阻的殘壓低于被保護(hù)電子設(shè)備的而損電壓水平，即（Ulma）max≤Ub/K，上式中K為殘壓比，Ub為被保護(hù)設(shè)備的而損電壓。

　　4.抑制二極管：

　　抑制二極管具有箝位限壓功能，它是工作在反向擊穿區(qū)，由于它具有箝位電壓低和動(dòng)作響應(yīng)快的優(yōu)點(diǎn)，特別適合用作多級(jí)保護(hù)電路中的末幾級(jí)保護(hù)元件。抑制二極管在擊穿區(qū)內(nèi)的伏安特性可用下式表示：I=CUα，上式中α為非線性系數(shù)，對于齊納二極管α=7～9，在雪崩二極管α=5～7.

抑制二極管的技術(shù)參數(shù)主要有

　　（1）額定擊穿電壓，它是指在指定反向擊穿電流（常為lma）下的擊穿電壓，這于齊納二極管額定擊穿電壓一般在2.9V～4.7V范圍內(nèi)，而雪崩二極管的額定擊穿電壓常在5.6V～200V范圍內(nèi)。

　?。?span lang="EN-US">2）箝位電壓：它是指管子在通過規(guī)定波形的大電流時(shí)，其兩端出現(xiàn)的電壓。

　?。?span lang="EN-US">3）脈沖功率：它是指在規(guī)定的電流波形（如10/1000μs）下，管子兩端的箝位電壓與管子中電流等值之積。

　　（4）反向變位電壓：它是指管子在反向泄漏區(qū)，其兩端所能施加的電壓，在此電壓下管子不應(yīng)擊穿。此反向變位電壓應(yīng)明顯高于被保護(hù)電子系統(tǒng)的運(yùn)行電壓峰值，也即不能在系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)處于弱導(dǎo)通狀態(tài)。

　?。?span lang="EN-US">5）泄漏電流：它是指在反向變位電壓作用下，管子中流過的反向電流。

　?。?span lang="EN-US">6）響應(yīng)時(shí)間：10-11s

　　5.扼流線圈：扼流線圈是一個(gè)以鐵氧體為磁芯的共模干擾抑制器件，它由兩個(gè)尺寸相同，匝數(shù)相同的線圈對稱地繞制在同一個(gè)鐵氧體環(huán)形磁芯上，形成一個(gè)四端器件，要對于共模信號(hào)呈現(xiàn)出大電感具有抑制作用，而對于差模信號(hào)呈現(xiàn)出很小的漏電感幾乎不起作用。扼流線圈使用在平衡線路中能有效地抑制共模干擾信號(hào)（如雷電干擾），而對線路正常傳輸?shù)牟钅Ｐ盘?hào)無影響。

扼流線圈在制作時(shí)應(yīng)滿足以下要求：

　　1）繞制在線圈磁芯上的導(dǎo)線要相互絕緣，以保證在瞬時(shí)過電壓作用下線圈的匝間不發(fā)生擊穿短路。

　　2）當(dāng)線圈流過瞬時(shí)大電流時(shí)，磁芯不要出現(xiàn)飽和。

　　3）線圈中的磁芯應(yīng)與線圈絕緣，以防止在瞬時(shí)過電壓作用下兩者之間發(fā)生擊穿。

　　4）線圈應(yīng)盡可能繞制單層，這樣做可減小線圈的寄生電容，增強(qiáng)線圈對瞬時(shí)過電壓的而授能力。

　　6. 1/4波長短路器

　　1/4波長短路器是根據(jù)雷電波的頻譜分析和天饋線的駐波理論所制作的微波信號(hào)浪涌保護(hù)器，這種保護(hù)器中的金屬短路棒長度是根據(jù)工作信號(hào)頻率（如900MHZ或1800MHZ）的1/4波長的大小來確定的。此并聯(lián)的短路棒長度對于該工作信號(hào)頻率來說，其阻抗無窮大，相當(dāng)于開路，不影響該信號(hào)的傳輸，但對于雷電波來說，由于雷電能量主要分布在n+KHZ以下，此短路棒對于雷電波阻抗很小，相當(dāng)于短路，雷電能量級(jí)被泄放入地。

　　由于1/4波長短路棒的直徑一般為幾毫米，因此耐沖擊電流性能好，可達(dá)到30KA（8/20μs）以上，而且殘壓很小，此殘壓主要是由短路棒的自身電感所引起的，其不足之處是工頻帶較窄，帶寬約為2%～20%左右，另一個(gè)缺點(diǎn)是不能對天饋設(shè)施加直流偏置，使某些應(yīng)用受到限制。

SPD的基本電路

　　浪涌保護(hù)器的電路根據(jù)不同需要，有不同的形式，其基本元器件就是上面介紹的幾種，一個(gè)技術(shù)精通的防雷產(chǎn)品研究工作者，可設(shè)計(jì)出五花八門的電路，好似一盒積木可搭出不同的結(jié)構(gòu)圖案。研制出既有效又性能價(jià)格比好的產(chǎn)品，是防雷工作者的重任。

編輯本段二、浪涌保護(hù)器（也稱防雷器）的分級(jí)防護(hù)

　　由于雷擊的能量是非常巨大的，需要通過分級(jí)泄放的方法，將雷擊能量逐步泄放到大地。級(jí)防雷器可以對于直接雷擊電流進(jìn)行泄放，或者當(dāng)電源傳輸線路遭受直接雷擊時(shí)傳導(dǎo)的巨大能量進(jìn)行泄放，對于有可能發(fā)生直接雷擊的地方，必須進(jìn)行CLASS—I的防雷。第二級(jí)防雷器是針對前級(jí)防雷器的殘余電壓以及區(qū)內(nèi)感應(yīng)雷擊的防護(hù)設(shè)備，對于前級(jí)發(fā)生較大雷擊能量吸收時(shí)，仍有一部分對設(shè)備或第三級(jí)防雷器而言是相當(dāng)巨大的能量會(huì)傳導(dǎo)過來，需要第二級(jí)防雷器進(jìn)一步吸收。同時(shí)，經(jīng)過級(jí)防雷器的傳輸線路也會(huì)感應(yīng)雷擊電磁脈沖輻射LEMP，當(dāng)線路足夠長感應(yīng)雷的能量就變得足夠大，需要第二級(jí)防雷器進(jìn)一步對雷擊能量實(shí)施泄放。第三級(jí)防雷器是對LEMP和通過第二級(jí)防雷器的殘余雷擊能量進(jìn)行保護(hù)。

1、級(jí)保護(hù)

　　目的是防止浪涌電壓直接從LPZ0區(qū)傳導(dǎo)進(jìn)入LPZ1區(qū)，將數(shù)萬至數(shù)十萬伏的浪涌電壓限制到2500—3000V。

　　入戶電力變壓器低壓側(cè)安裝的電源防雷器作為級(jí)保護(hù)時(shí)應(yīng)為三相電壓開關(guān)型電源防雷器，其雷電通流量不應(yīng)低于60KA。該級(jí)電源防雷器應(yīng)是連接在用戶供電系統(tǒng)入口進(jìn)線各相和大地之間的大容量電源防雷器。一般要求該級(jí)電源防雷器具備每相100KA以上的沖擊容量，要求的限制電壓小于1500V，稱之為CLASS I級(jí)電源防雷器。這些電磁防雷器是專為承受雷電和感應(yīng)雷擊的大電流以及吸引高能量浪涌而設(shè)計(jì)的，可將大量的浪涌電流分流到大地。它們僅提供限制電壓（沖擊電流流過電源防雷器時(shí)，線路上出現(xiàn)的電壓稱為限制電壓）為中等級(jí)別的保護(hù)，因?yàn)?span lang="EN-US">CLASS I級(jí)保護(hù)器主要是對大浪涌電流進(jìn)行吸收，僅靠它們是不能完全保護(hù)供電系統(tǒng)內(nèi)部的敏感用電設(shè)備的。

　　級(jí)電源防雷器可防范10/350μs、100KA的雷電波，達(dá)到IEC規(guī)定的防護(hù)標(biāo)準(zhǔn)。其技術(shù)參考為：雷電通流量大于或等于100KA（10/350μs）；殘壓值不大于2.5KV；響應(yīng)時(shí)間小于或等于100ns。

2、第二級(jí)防護(hù)

　　目的是進(jìn)一步將通過級(jí)防雷器的殘余浪涌電壓的值限制到1500—2000V，對LPZ1—LPZ2實(shí)施等電位連接。

　　分配電柜線路輸出的電源防雷器作為第二級(jí)保護(hù)時(shí)應(yīng)為限壓型電源防雷器，其雷電流容量不應(yīng)低于20KA，應(yīng)安裝在向重要或敏感用電設(shè)備供電的分路配電處。這些電源防雷器對于通過了用戶供電入口處浪涌放電器的剩余浪涌能量進(jìn)行更完善的吸收，對于瞬態(tài)過電壓具有極好的抑制作用。該處使用的電源防雷器要求的沖擊容量為每相45kA以上，要求的限制電壓應(yīng)小于1200V，稱之為CLASS II級(jí)電源防雷器。一般用戶供電系統(tǒng)做到第二級(jí)保護(hù)就可以達(dá)到用電設(shè)備運(yùn)行的要求了

　　第二級(jí)電源防雷器采用C類保護(hù)器進(jìn)行相—中、相—地以及中—地的全模式保護(hù)，主要技術(shù)參數(shù)為：雷電通流容量大于或等于40KA(8/20μs)；殘壓峰值不大于1000V；響應(yīng)時(shí)間不大于25ns。

3、第三級(jí)保護(hù)

　　目的是終保護(hù)設(shè)備的手段，將殘余浪涌電壓的值降低到1000V以內(nèi)，使浪涌的能量不致?lián)p壞設(shè)備。

　　在電子信息設(shè)備交流電源進(jìn)線端安裝的電源防雷器作為第三級(jí)保護(hù)時(shí)應(yīng)為串聯(lián)式限壓型電源防雷器，其雷電通流容量不應(yīng)低于10KA。

　　后的防線可在用電設(shè)備內(nèi)部電源部分采用一個(gè)內(nèi)置式的電源防雷器，以達(dá)到完全消除微小的瞬態(tài)過電壓的目的。該處使用的電源防雷器要求的沖擊容量為每相20KA或更低一些，要求的限制電壓應(yīng)小于1000V。對于一些特別重要或特別敏感的電子設(shè)備具備第三級(jí)保護(hù)是必要的，同時(shí)也可以保護(hù)用電設(shè)備免受系統(tǒng)內(nèi)部產(chǎn)生的瞬態(tài)過電壓影響。

　　對于微波通信設(shè)備、移動(dòng)機(jī)站通信設(shè)備及雷達(dá)設(shè)備等使用的整流電源，宜視其工作電壓的保護(hù)需要分別選用工作電壓適配的直流電源防雷器作為末級(jí)保護(hù)。

4、第四級(jí)及四級(jí)以上保護(hù)

　　根據(jù)被保護(hù)設(shè)備的耐壓等級(jí)，假如兩級(jí)防雷就可以做到限制電壓低于設(shè)備的耐壓水平，就只需要做兩級(jí)保護(hù)，假如設(shè)備的耐壓水平較低，可能需要四級(jí)甚至更多級(jí)的保護(hù)。第四級(jí)保護(hù)其雷電通流容量不應(yīng)低于5KA。

編輯本段三、浪涌保護(hù)器的分類：

1、按工作原理分：

　　1．開關(guān)型：其工作原理是當(dāng)沒有瞬時(shí)過電壓時(shí)呈現(xiàn)為高阻抗，但一旦響應(yīng)雷電瞬時(shí)過電壓時(shí)，其阻抗就突變?yōu)榈椭担试S雷電流通過。用作此類裝置時(shí)器件有：放電間隙、氣體放電管、閘流晶體管等。

　　2．限壓型：其工作原理是當(dāng)沒有瞬時(shí)過電壓時(shí)為高阻擾，但隨電涌電流和電壓的增加其阻抗會(huì)不斷減小，其電流電壓特性為強(qiáng)烈非線性。用作此類裝置的器件有：氧化鋅、壓敏電阻、抑制二極管、雪崩二極管等。

　　3．分流型或扼流型

　　分流型：與被保護(hù)的設(shè)備并聯(lián)，對雷電脈沖呈現(xiàn)為低阻抗，而對正常工作頻率呈現(xiàn)為高阻抗。

　　扼流型：與被保護(hù)的設(shè)備串聯(lián)，對雷電脈沖呈現(xiàn)為高阻抗，而對正常的工作頻率呈現(xiàn)為低阻抗。

　　用作此類裝置的器件有：扼流線圈、高通濾波器、低通濾波器、1/4波長短路器等。

2、按用途分：

　　(1)電源保護(hù)器：交流電源保護(hù)器、直流電源保護(hù)器、開關(guān)電源保護(hù)器等。

　　· 交流電源防雷模塊適用于配電室、配電柜、開關(guān)柜、交直流配電屏等系統(tǒng)的電源保護(hù)；

　　· 建筑物內(nèi)有室外輸入的配電箱、建筑物層配電箱；

電源型浪涌保護(hù)器

· 用于低壓( 220/380VAC)工業(yè)電網(wǎng)和民用電網(wǎng)；

　　· 在電力系統(tǒng)中， 主要用于自動(dòng)化機(jī)房、變電站主控制室電源屏內(nèi)三相電源輸入或輸出端。

　　適用于各種直流電源系統(tǒng)，如：

　　· 直流配電屏；

　　· 直流供電設(shè)備；

　　· 直流配電箱；

　　· 電子信息系統(tǒng)柜；

　　· 二次電源設(shè)備的輸出端。

　　(2)信號(hào)保護(hù)器：低頻信號(hào)保護(hù)器、高頻信號(hào)保護(hù)器、天饋保護(hù)器等。

　　網(wǎng)絡(luò)信號(hào)防雷器適用范圍

　　·用于10/100Mbps SWITCH、HUB、ROUTER等網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的雷擊和雷電電磁脈沖造成的感應(yīng)過電壓保護(hù)； ·網(wǎng)絡(luò)機(jī)房網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)防護(hù)； ·網(wǎng)絡(luò)機(jī)房服務(wù)器防護(hù)； ·網(wǎng)絡(luò)機(jī)房其它帶網(wǎng)絡(luò)接口設(shè)備防護(hù)；·24口集成防雷箱主要應(yīng)用于綜合網(wǎng)絡(luò)柜、分交換機(jī)柜內(nèi)多信號(hào)通道的集中防護(hù)

信號(hào)類電涌保護(hù)器

視頻信號(hào)防雷器適用范圍

　　主要用于視頻信號(hào)設(shè)備點(diǎn)對點(diǎn)的協(xié)擊保護(hù)，可保護(hù)各種視頻傳輸設(shè)備免受來自信號(hào)傳輸線的感應(yīng)雷擊和電涌電壓帶來的危害，對相同工作電壓下的RF傳輸同樣適用。 集成式多口視頻防雷箱主要應(yīng)用于綜合控制柜內(nèi)硬盤錄像機(jī)、視頻切割器等控制設(shè)備的集中防護(hù)。

編輯本段安裝方法

1。SPD常規(guī)安裝要求

　　浪涌保護(hù)器采用35MM標(biāo)準(zhǔn)導(dǎo)軌安裝

　　對于固定式SPD，常規(guī)安裝應(yīng)遵循下述步驟：

　　1）確定放電電流路徑

　　2）標(biāo)記在設(shè)備終端引起的額外電壓降的導(dǎo)線，。

　　3）為避免不必要的感應(yīng)回路，應(yīng)標(biāo)記每一設(shè)備的 PE導(dǎo)體，

　　4）設(shè)備與SPD之間建立等電位連接。

　　5）要進(jìn)行多級(jí)SPD的能量協(xié)調(diào)

　　為了限制安裝后的保護(hù)部分和不受保護(hù)的設(shè)備部分之間感應(yīng)耦合，需進(jìn)行一定測量。通過感應(yīng)源與犧牲電路的分離、回路角度的選擇和閉合回路區(qū)域的限制能降低互感，

　　當(dāng)載流分量導(dǎo)線是閉合回路的一部分時(shí)，由于此導(dǎo)線接近電路而使回路和感應(yīng)電壓而減少。

　　一般來說，將被保護(hù)導(dǎo)線和沒被保護(hù)的導(dǎo)線分開比較好，而且，應(yīng)該與接地線分開。同時(shí)，為了避免動(dòng)力電纜和通信電纜之間的瞬態(tài)正交耦合，應(yīng)該進(jìn)行必要的測量。

2。SDP接地線徑選擇

　　數(shù)據(jù)線：要求大于2.5mm2 ；當(dāng)長度超過0.5米時(shí)要求大于4mm2。YD/T5098-1998。

　　電源線：相線截面積S≤16mm2 時(shí)，地線用S ；相線截面積16mm2≤S≤35mm2 時(shí)，地線用16mm2 ；相線截面積S≥35mm2時(shí)，地線要求S/2 ；GB 50054第2.2.9條

　　浪涌保護(hù)器的主要參數(shù)　

　　1、標(biāo)稱電壓Un：被保護(hù)系統(tǒng)的額定電壓相符，在信息技術(shù)系統(tǒng)中此參數(shù)表明了應(yīng)該選用的保護(hù)

浪涌保證器

[1]

器的類型，它標(biāo)出交流或直流電壓的有效值。

　　2、額定電壓Uc：能長久施加在保護(hù)器的指定端，而不引起保護(hù)器特性變化和激活保護(hù)元件的電壓有效值。

　　3、額定放電電流Isn：給保護(hù)器施加波形為8/20μs的標(biāo)準(zhǔn)雷電波沖擊10次時(shí)，保護(hù)器所耐受的沖擊電流峰值。

　　4、放電電流Imax：給保護(hù)器施加波形為8/20μs的標(biāo)準(zhǔn)雷電波沖擊1次時(shí)，保護(hù)器所耐受的沖擊電流峰值。

　　5、電壓保護(hù)級(jí)別Up：保護(hù)器在下列測試中的值：1KV/μs斜率的跳火電壓；額定放電電流的殘壓。

　　6、響應(yīng)時(shí)間tA：主要反應(yīng)在保護(hù)器里的特殊保護(hù)元件的動(dòng)作靈敏度、擊穿時(shí)間，在一定時(shí)間內(nèi)變化取決于du/dt或di/dt的斜率。

　　7、數(shù)據(jù)傳輸速率Vs：表示在一秒內(nèi)傳輸多少比特值，單位：bps；是數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)中正確選用防雷器的參考值，防雷保護(hù)器的數(shù)據(jù)傳輸速率取決于系統(tǒng)的傳輸方式。

　　8、插入損耗Ae：在給定頻率下保護(hù)器插入前和插入后的電壓比率。

　　9、回波損耗Ar：表示前沿波在保護(hù)設(shè)備（反射點(diǎn)）被反射的比例，是直接衡量保護(hù)設(shè)備同系統(tǒng)阻抗是否兼容的參數(shù)。

　　10、縱向放電電流：指每線對地施加波形為8/20μs的標(biāo)準(zhǔn)雷電波沖擊1次時(shí)，保護(hù)器所耐受的沖擊電流峰值。

　　11、橫向放電電流：指線與線之間施加波形為8/20μs的標(biāo)準(zhǔn)雷電波沖擊1次時(shí)，保護(hù)器所耐受的沖擊電流峰值。

　　12、在線阻抗：指在標(biāo)稱電壓Un下流經(jīng)保護(hù)器的回路阻抗和感抗的和。通常稱為“系統(tǒng)阻抗”。

　　13、峰值放電電流：分兩種：額定放電電流Isn和放電電流Imax。

　　14、漏電流：指在75或80標(biāo)稱電壓Un下流經(jīng)保護(hù)器的直流電流

浪涌保護(hù)器像電力海綿一樣，能夠吸收危險(xiǎn)的額外電壓，防止大多數(shù)這樣的電壓進(jìn)入您的敏感設(shè)備。電涌保護(hù)器(Surgeprotection Device)是電子設(shè)備雷電防護(hù)中不可缺少的一種裝置，過去常稱為“避雷器”或“過電壓保護(hù)器”英文簡寫為SPD。電涌保護(hù)器的作用是把竄入電力線、信號(hào)傳輸線的瞬時(shí)過電壓限制在設(shè)備或系統(tǒng)所能承受的電壓范圍內(nèi)，或?qū)?qiáng)大的雷電流泄流入地，保護(hù)被保護(hù)的設(shè)備或系統(tǒng)不受沖擊而損壞。

  電涌保護(hù)器的類型和結(jié)構(gòu)按不同的用途有所不同，但它至少應(yīng)包含一個(gè)非線性電壓限制元件。用于電涌保護(hù)器的基本元器件有：放電間隙、充氣放電管、壓敏電阻、抑制二極管和扼流線圈等。

  一、SPD的分類：

  1、按工作原理分：

  1．開關(guān)型：其工作原理是當(dāng)沒有瞬時(shí)過電壓時(shí)呈現(xiàn)為高阻抗，但一旦響應(yīng)雷電瞬時(shí)過電壓時(shí)，其阻抗就突變?yōu)榈椭?，允許雷電流通過。用作此類裝置時(shí)器件有：放電間隙、氣體放電管、閘流晶體管等。

  2．限壓型：其工作原理是當(dāng)沒有瞬時(shí)過電壓時(shí)為高阻擾，但隨電涌電流和電壓的增加其阻抗會(huì)不斷減小，其電流電壓特性為強(qiáng)烈非線性。用作此類裝置的器件有：氧化鋅、壓敏電阻、抑制二極管、雪崩二極管等。

  3．分流型或扼流型

  分流型：與被保護(hù)的設(shè)備并聯(lián)，對雷電脈沖呈現(xiàn)為低阻抗，而對正常工作頻率呈現(xiàn)為高阻抗。

  扼流型：與被保護(hù)的設(shè)備串聯(lián)，對雷電脈沖呈現(xiàn)為高阻抗，而對正常的工作頻率呈現(xiàn)為低阻抗。

  用作此類裝置的器件有：扼流線圈、高通濾波器、低通濾波器、1/4波長短路器等。

  按用途分：(1)電源保護(hù)器：交流電源保護(hù)器、直流電源保護(hù)器、開關(guān)電源保護(hù)器等。

  (2)信號(hào)保護(hù)器：低頻信號(hào)保護(hù)器、高頻信號(hào)保護(hù)器、天饋保護(hù)器等。

  二、SPD的基本元器件及其工作原理：

  1．放電間隙(又稱保護(hù)間隙)：

  它一般由暴露在空氣中的兩根相隔一定間隙的金屬棒組成(如圖15a)，其中一根金屬棒與所需保護(hù)設(shè)備的電源相線L1或零線（N）相連，另一根金屬棒與接地線(PE)相連接，當(dāng)瞬時(shí)過電壓襲來時(shí)，間隙被擊穿，把一部分過電壓的電荷引入大地，避免了被保護(hù)設(shè)備上的電壓升高。這種放電間隙的兩金屬棒之間的距離可按需要調(diào)整，結(jié)構(gòu)較簡單，其缺點(diǎn)時(shí)滅弧性能差。改進(jìn)型的放電間隙為角型間隙，它的滅弧功能較前者為好，它是*回路的電動(dòng)力F作用以及熱氣流的上升作用而使電弧熄滅的。

  2．氣體放電管：

  它是由相互離開的一對冷陰板封裝在充有一定的惰性氣體(Ar)的玻璃管或陶瓷管內(nèi)組成的。為了提高放電管的觸發(fā)概率，在放電管內(nèi)還有助觸發(fā)劑。這種充氣放電管有二極型的，也有三極型的，

  氣體放電管的技術(shù)參數(shù)主要有：直流放電電壓Udc;沖擊放電電壓Up(一般情況下Up≈(2～3)Udc;工頻而授電流In;沖擊而授電流Ip；絕緣電阻R(>109Ω)；極間電容(1-5PF)

  氣體放電管可在直流和交流條件下使用，其所選用的直流放電電壓Udc分別如下：在直流條件下使用：Udc≥1.8U0（U0為線路正常工作的直流電壓）

  在交流條件下使用：U dc≥1.44Un(Un為線路正常工作的交流電壓有效值)

  3．壓敏電阻：

  它是以ZnO為主要成分的金屬氧化物半導(dǎo)體非線性電阻，當(dāng)作用在其兩端的電壓達(dá)到一定數(shù)值后，電阻對電壓十分敏感。它的工作原理相當(dāng)于多個(gè)半導(dǎo)體P-N的串并聯(lián)。壓敏電阻的特點(diǎn)是非線性特性好（I=CUα中的非線性系數(shù)α），通流容量大（～2KA/cm2），常態(tài)泄漏電流小（10-7～10-6A），殘壓低（取決于壓敏電阻的工作電壓和通流容量），對瞬時(shí)過電壓響應(yīng)時(shí)間快（～10-8s），無續(xù)流。

  壓敏電阻的技術(shù)參數(shù)主要有：壓敏電壓（即開關(guān)電壓）UN，參考電壓Ulma；殘壓Ures；殘壓比K(K=Ures/UN)；通流容量Imax；泄漏電流；響應(yīng)時(shí)間。

  壓敏電阻的使用條件有：壓敏電壓：UN≥[（√2×1.2）/0.7]U0（U0為工頻電源額定電壓）

  小參考電壓：Ulma≥（1.8～2）Uac (直流條件下使用)

  Ulma≥（2.2～2.5）Uac（在交流條件下使用，Uac為交流工作電壓）

  壓敏電阻的參考電壓應(yīng)由被保護(hù)電子設(shè)備的耐受電壓來確定，應(yīng)使壓敏電阻的殘壓低于被保護(hù)電子設(shè)備的而損電壓水平，即(Ulma)max≤Ub/K，上式中K為殘壓比，Ub為被保護(hù)設(shè)備的而損電壓。

  4．抑制二極管：

  抑制二極管具有箝位限壓功能，它是工作在反向擊穿區(qū)（圖19），由于它具有箝位電壓低和動(dòng)作響應(yīng)快的優(yōu)點(diǎn)，特別適合用作多級(jí)保護(hù)電路中的末幾級(jí)保護(hù)元件。抑制二極管在擊穿區(qū)內(nèi)的伏安特性可用下式表示：I=CUα，上式中α為非線性系數(shù)，對于齊納二極管α=7～9，在雪崩二極管α=5～7。

  抑制二極管的技術(shù)參數(shù)主要有

  （1）額定擊穿電壓，它是指在指定反向擊穿電流（常為lma）下的擊穿電壓，這于齊納二極管額定擊穿電壓一般在2.9V～4.7V范圍內(nèi)，而雪崩二極管的額定擊穿電壓常在5.6V～200V范圍內(nèi)。

  （2）箝位電壓：它是指管子在通過規(guī)定波形的大電流時(shí)，其兩端出現(xiàn)的電壓。

  （3）脈沖功率：它是指在規(guī)定的電流波形（如10/1000μs）下，管子兩端的箝位電壓與管子中電流等值之積。

  （4）反向變位電壓：它是指管子在反向泄漏區(qū)，其兩端所能施加的電壓，在此電壓下管子不應(yīng)擊穿。此反向變位電壓應(yīng)明顯高于被保護(hù)電子系統(tǒng)的運(yùn)行電壓峰值，也即不能在系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)處于弱導(dǎo)通狀態(tài)。

  （5）泄漏電流：它是指在反向變位電壓作用下，管子中流過的反向電流。

  （6）響應(yīng)時(shí)間：10-11s

  5．扼流線圈：扼流線圈是一個(gè)以鐵氧體為磁芯的共模干擾抑制器件，它由兩個(gè)尺寸相同，匝數(shù)相同的線圈對稱地繞制在同一個(gè)鐵氧體環(huán)形磁芯上，形成一個(gè)四端器件，如圖15e所示，要對于共模信號(hào)呈現(xiàn)出大電感具有抑制作用，而對于差模信號(hào)呈現(xiàn)出很小的漏電感幾乎不起作用。扼流線圈使用在平衡線路中能有效地抑制共模干擾信號(hào)（如雷電干擾），而對線路正常傳輸?shù)牟钅Ｐ盘?hào)無影響。

  這種扼流線圈在制作時(shí)應(yīng)滿足以下要求：

  1）繞制在線圈磁芯上的導(dǎo)線要相互絕緣，以保證在瞬時(shí)過電壓作用下線圈的匝間不發(fā)生擊穿短路。

  2）當(dāng)線圈流過瞬時(shí)大電流時(shí)，磁芯不要出現(xiàn)飽和。

  3）線圈中的磁芯應(yīng)與線圈絕緣，以防止在瞬時(shí)過電壓作用下兩者之間發(fā)生擊穿。

  4）線圈應(yīng)盡可能繞制單層，這樣做可減小線圈的寄生電容，增強(qiáng)線圈對瞬時(shí)過電壓的而授能力。

  6． 1/4波長短路器

  1/4波長短路器是根據(jù)雷電波的頻譜分析和天饋線的駐波理論所制作的微波信號(hào)電涌保護(hù)器，其結(jié)構(gòu)如圖21所示。這種保護(hù)器中的金屬短路棒長度是根據(jù)工作信號(hào)頻率（如900MHZ或1800MHZ）的1/4波長的大小來確定的。此并聯(lián)的短路棒長度對于該工作信號(hào)頻率來說，其阻抗無窮大，相當(dāng)于開路，不影響該信號(hào)的傳輸，但對于雷電波來說，由于雷電能量主要分布在n+KHZ以下（如圖22所示），此短路棒對于雷電波阻抗很小，相當(dāng)于短路，雷電能量級(jí)被泄放入地。

  由于1/4波長短路棒的直徑一般為幾毫米，因此耐沖擊電流性能好，可達(dá)到30KA（8/20μs）以上，而且殘壓很小，此殘壓主要是由短路棒的自身電感所引起的，其不足之處是工頻帶較窄，帶寬約為2％～20％左右，另一個(gè)缺點(diǎn)是不能對天饋設(shè)施加直流偏置，使某些應(yīng)用受到限制。

  三、SPD的基本電路

  電涌保護(hù)器的電路根據(jù)不同需要，有不同的形式，其基本元器件就是上面介紹的幾種，一個(gè)技術(shù)精通的防雷產(chǎn)品研究工作者，可設(shè)計(jì)出五花八門的電路，好似一盒積木可搭出不同的結(jié)構(gòu)圖案。研制出既有效又性能價(jià)格比好的產(chǎn)品，是防雷工作者的重任。

  四、電涌保護(hù)器的主要參數(shù)

  1、標(biāo)稱電壓Un：被保護(hù)系統(tǒng)的額定電壓相符，在信息技術(shù)系統(tǒng)中此參數(shù)表明了應(yīng)該選用的保護(hù)器的類型，它標(biāo)出交流或直流電壓的有效值。

  2、額定電壓Uc：能長久施加在保護(hù)器的指定端，而不引起保護(hù)器特性變化和激活保護(hù)元件的電壓有效值。

  3、額定放電電流Isn：給保護(hù)器施加波形為8/20μs的標(biāo)準(zhǔn)雷電波沖擊10次時(shí)，保護(hù)器所耐受的沖擊電流峰值。

  4、放電電流Imax：給保護(hù)器施加波形為8/20μs的標(biāo)準(zhǔn)雷電波沖擊1次時(shí)，保護(hù)器所耐受的沖擊電流峰值。

  5、電壓保護(hù)級(jí)別Up：保護(hù)器在下列測試中的值：1KV/μs斜率的跳火電壓；額定放電電流的殘壓。

  6、響應(yīng)時(shí)間tA：主要反應(yīng)在保護(hù)器里的特殊保護(hù)元件的動(dòng)作靈敏度、擊穿時(shí)間，在一定時(shí)間內(nèi)變化取決于du/dt或di/dt的斜率。

  7、數(shù)據(jù)傳輸速率Vs：表示在一秒內(nèi)傳輸多少比特值，單位：bps；是數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)中正確選用防雷器的參考值，防雷保護(hù)器的數(shù)據(jù)傳輸速率取決于系統(tǒng)的傳輸方式。

  8、插入損耗Ae：在給定頻率下保護(hù)器插入前和插入后的電壓比率。

  9、回波損耗Ar：表示前沿波在保護(hù)設(shè)備（反射點(diǎn)）被反射的比例，是直接衡量保護(hù)設(shè)備同系統(tǒng)阻抗是否兼容的參數(shù)。

  10、縱向放電電流：指每線對地施加波形為8/20μs的標(biāo)準(zhǔn)雷電波沖擊1次時(shí)，保護(hù)器所耐受的沖擊電流峰值。

  11、橫向放電電流：指線與線之間施加波形為8/20μs的標(biāo)準(zhǔn)雷電波沖擊1次時(shí)，保護(hù)器所耐受的沖擊電流峰值。

  12、在線阻抗：指在標(biāo)稱電壓Un下流經(jīng)保護(hù)器的回路阻抗和感抗的和。通常稱為“系統(tǒng)阻抗”。

  13、峰值放電電流：分兩種：額定放電電流Isn和放電電流Imax。

  14、漏電流：指在75或80標(biāo)稱電壓Un下流經(jīng)保護(hù)器的直流電流

                  浪涌保護(hù)器選型

　　隨著國際信息潮流的沖擊、微電子科技的沸騰和通訊、計(jì)算機(jī)及自動(dòng)控制技術(shù)的日新月異，建筑開始走向高品質(zhì)、高功能領(lǐng)域，形成了一種新的建筑形式——智能建筑。由于在智能建筑中存在眾多信息系統(tǒng)，《建筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50057-94（2002年版）（以下簡稱《防雷規(guī)范》）提出了安裝電涌保護(hù)器的相關(guān)要求，以保證信息系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行，這里僅對其中使用的電涌保護(hù)器的產(chǎn)品選型提幾點(diǎn)個(gè)人的看法。

　　電涌保護(hù)器從本質(zhì)上看就是一種等電位連接用的材料而已，其選型就是指在不同的防雷區(qū)內(nèi)，按照不同雷擊電磁脈沖的嚴(yán)重程度和等電位連接點(diǎn)的位置，決定位于該區(qū)域內(nèi)的電子設(shè)備采用何種電涌保護(hù)器，實(shí)現(xiàn)與共用接地體等電位聯(lián)結(jié)。這里將從電涌保護(hù)器的放電電流Imax、持續(xù)工作電壓Uc、保護(hù)電壓Up、漏電流Ip、告警方式等方面進(jìn)行論述。

　　按照《防雷規(guī)范》第6.4.4條規(guī)定“電涌保護(hù)器必須能承受預(yù)期通過它們的雷電流，并應(yīng)符合以下兩個(gè)附加要求：通過電涌時(shí)的鉗位電壓，有能力熄滅在雷電流通過后產(chǎn)生的工頻續(xù)流?！奔措娪勘Ｗo(hù)器的鉗位電壓加上其兩端的感應(yīng)電壓應(yīng)與所屬系統(tǒng)的基本絕緣水平和設(shè)備允許的電涌電壓協(xié)調(diào)一致。

　　放電電流按照《防雷規(guī)范》第6.4.6條規(guī)定，在LPZOA、LPZOB與LPZ1區(qū)的交界處安裝電涌保護(hù)器其放電電流計(jì)算如下：根據(jù)《防雷規(guī)范》規(guī)定的“全部雷電流的50%流入建筑物的防雷裝置。另50%流入引入建筑物的各種外來導(dǎo)電物、電力線纜、通信線纜等設(shè)施”。

　　附錄六摘要如表一：

　　首次雷擊的雷電流參量、 雷電流參數(shù) 、一類防雷建筑物、二類防雷建筑物 、三類防雷建筑物 I幅值（KA）00 T1波頭時(shí)間（ s）50 雷電波經(jīng)建筑物引入的電力線纜、信息線纜、金屬管道等分解，總配電間的低配供電線纜雷電流的分流值計(jì)算表如表二，線路屏蔽時(shí)，通過的雷電流降低到原來的30%，根據(jù)《通信局（站）雷電過電壓保護(hù)工程設(shè)計(jì)規(guī)范》YD/T5098-2001中規(guī)定的脈沖為10/350 s波形的電荷量約為8/20 s模擬雷電波波形電荷量的20陪，具體計(jì)算如下：

　　表二：供電線纜雷電流分流值表、 雷電流參數(shù)、 一類防雷建筑 、二類防雷建筑 、三類防雷建筑 I幅值（KA）00 供電線纜總分流值（kA） 33.33 25 16.67 每根電纜分流值（kA） 11.11 8.33 5.56 穿管屏蔽分流值（kA） 3.33 2.49 1.67 8/20 s波型轉(zhuǎn)換值（kA） 66.6 49.8 33.4 電涌保護(hù)器放電電流（kA） 保護(hù)（建議）﹡ (kA) 二級(jí)保護(hù)（建議）﹡(kA) 40 40 40 ﹡均為放電電流電涌保護(hù)器的放電電流如表二.《防雷規(guī)范》第6.4.8條、第6.4.9條規(guī)定，在LPZ1區(qū)與LPZ2區(qū)（機(jī)房配電箱）安裝的電涌保護(hù)器，其標(biāo)稱放電電流（額定放電電流）大于5kA，選用放電電流為40kA、標(biāo)稱放電電流為10kA的電涌保護(hù)器作為二級(jí)保護(hù)器。

　　2、保護(hù)電壓選擇保護(hù)器合適的殘壓固然很重要，但當(dāng)電源保護(hù)器安裝在低壓電網(wǎng)中時(shí)，我們更應(yīng)該考慮系統(tǒng)的殘壓，即在考慮保護(hù)器殘壓的同時(shí)也要考慮到電涌保護(hù)器的安裝方式對系統(tǒng)殘壓的影響，設(shè)保護(hù)器如圖（一）安裝，因雷電波在系統(tǒng)中的電流平均梯度不是在首次雷擊，而是在后續(xù)雷擊中，如按照《通信局（站）雷電過電壓保護(hù)工程設(shè)計(jì)規(guī)范》YD/T5098-2001中規(guī)定的模塊式保護(hù)器的接線端子與相線和零線之間的連接線長度應(yīng)小于0.5米，其接地線的長度應(yīng)小于1米的要求，在低壓柜中選擇合適位置，使總連接線長度小于1.0米是有可能的，因此其平均梯度、系統(tǒng)殘壓、保護(hù)器保護(hù)電壓等的計(jì)算如表三（保護(hù)器保護(hù)電壓選擇表）。

　　表三：保護(hù)器保護(hù)電壓選擇表 后續(xù)雷擊雷電流參數(shù) 一類防雷建筑物 二類防雷建筑 三類防雷建筑 I幅值（kA） 50 37.5 25 穿管屏蔽分流值（kA） 0.83 0.625 0.42 波頭時(shí)間（ s） 3.32 2.5 1.68 1.0-1.5米連接線壓降 L*di/dt（V）-2520 電源設(shè)備絕緣耐壓（V） 6000 電涌保護(hù)器 保護(hù)電壓（V） 2680-1020（17kA）3500-2250（12.5kA） 4320-3480（8.4kA）????由表三可以看出，電涌保護(hù)器的保護(hù)電壓Up為4000V是不允許的，選擇保護(hù)電壓為2000V左右是合適的。電源供電到各個(gè)機(jī)房配電箱、重要用電設(shè)備、樓層配電箱時(shí)，已經(jīng)經(jīng)過了線纜的多次延時(shí)、解藕作用，其波頭時(shí)間將遠(yuǎn)大于10微秒，雷電流能量也經(jīng)過多次分流衰減，能量將小于5000A，因此每根線路的電流平均梯度=5kA/2*30%/10 s=0.075kA/ s，當(dāng)電涌保護(hù)器如上圖一安裝時(shí)：A、B的電涌電壓= UL1+Ur+UL2=0.1kV+ Ur，（設(shè)L1+L2=1.5m），因機(jī)房設(shè)備如服務(wù)器、計(jì)算機(jī)、交換矩陣等屬于特殊保護(hù)設(shè)備，其耐沖擊電壓額定值為1500伏，此時(shí)，選擇的電涌保護(hù)器的保護(hù)電壓應(yīng)小于1400伏，因此，二級(jí)電涌保護(hù)器的保護(hù)電壓（在3-5kA下）小于1200伏是合適的。

　　3、連續(xù)工作電壓Uc根據(jù)《防雷規(guī)范》第6.4.5條規(guī)定，在TN供電系統(tǒng)中其Uc大于1.15*220V=253伏，同時(shí)在第6.4.6條規(guī)定“在供電電壓偏差超過10%以及諧波使電壓幅值加大的場所，應(yīng)根據(jù)具體情況對SPD提高持續(xù)耐壓”，有些配電箱制造廠家只選擇275V，我們認(rèn)為TN供電系統(tǒng)持續(xù)工作電壓選擇275V是不合適的，其理由如下：

　　1）我們知道GB50057-94是按照IEC標(biāo)準(zhǔn)制定的，而IEC標(biāo)準(zhǔn)主要吸收的是歐美發(fā)達(dá)等國家的標(biāo)準(zhǔn)，其防雷依據(jù)主要是發(fā)達(dá)國家的電網(wǎng)的高質(zhì)量，而我國電網(wǎng)質(zhì)量與發(fā)達(dá)國家還存在比較大差距，尤其在故障電壓、電壓偏差、電壓波動(dòng)、電壓畸變、諧波影響、三相不平衡系數(shù)等方面存在更大的差距，在某些地方供電電壓超過+15%，也是正常的；

　　2）GA173-98《計(jì)算機(jī)信息系統(tǒng)防雷保安器》產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定：電涌保護(hù)器的標(biāo)稱導(dǎo)通電壓大于2.2倍的系統(tǒng)工作電壓，即在220V工作系統(tǒng)中應(yīng)大于484V；我們知道限壓型SPD的主要元器件是壓敏電阻，根據(jù)壓敏電阻的分類標(biāo)準(zhǔn)中持續(xù)耐壓與壓敏電壓（標(biāo)稱導(dǎo)通電壓）關(guān)系表可以看出：壓敏電壓不是某一固定值，而是個(gè)范圍，對比484V，我們可以得出持續(xù)耐壓應(yīng)大于350V。 表四：持續(xù)耐壓與壓敏電壓（標(biāo)稱導(dǎo)通電壓）關(guān)系表持續(xù)耐壓UC 壓敏電壓（V） 壓敏電壓范圍（V）0 0 0 0 5 0675-825 持續(xù)耐壓與殘壓是一對矛盾體，持續(xù)耐壓高，保護(hù)器的壽命高，而殘壓也高；持續(xù)耐壓低，保護(hù)器的壽命低，而殘壓也低；但在5-10kA雷電流沖擊下，持續(xù)耐壓為350V的保護(hù)器與持續(xù)耐壓為440V的保護(hù)器比較，其殘壓低不到100V，不會(huì)很快提高系統(tǒng)殘壓，因此我們認(rèn)為選擇持續(xù)耐壓（如440V）比較高的保護(hù)器，以提高保護(hù)器使用壽命是合理的。

　　4、漏電流根據(jù)GA173-98《計(jì)算機(jī)信息系統(tǒng)防雷保護(hù)器》中第6.1.1條規(guī)定，并聯(lián)型電源避雷器的漏電流應(yīng)小于20A，漏電流I0越大，電涌保護(hù)器將聚集能量而發(fā)熱的可能性增大，而漏電流又是隨著壓敏電阻的溫度升高而增大的，因此，此時(shí)該壓敏電阻就處于惡性循環(huán)狀態(tài)，這也表明了漏電流隨時(shí)間的變化率（增加率）越大，電涌保護(hù)器聚集能量將越快，從而性能會(huì)越差，保護(hù)器使用壽命下降，一般情況下，保護(hù)器的漏電流小于10A為宜。

　　5、告警方式目前能提供的告警方式共有三類，一類是遙信、遙測告警，適用于無人值守的工作場合；另一類是可視告警，通過機(jī)械設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)告警功能，該告警方式應(yīng)在雷雨過后對設(shè)施進(jìn)行檢查或定期檢查，適用于所有的場合，也是目前使用多的告警方式；還有是聲光告警，此告警方式需增加一個(gè)告警模塊，目前許多建議謹(jǐn)慎使用。因?yàn)槔讚魰r(shí)，有可能是聲光告警模塊首先被擊壞而失去聲光告警功能，如此時(shí)產(chǎn)品也正好被擊壞，人們因依賴聲光告警而未察覺，等第二次雷擊時(shí)，雷電將會(huì)乘虛而入擊壞后續(xù)保護(hù)設(shè)備。

　　6、結(jié)構(gòu)形式電涌保護(hù)器的結(jié)構(gòu)形式是非常重要，主要存在兩種結(jié)構(gòu)形式：整體式模塊化設(shè)計(jì)和插拔式模塊化設(shè)計(jì)。插拔式結(jié)構(gòu)因存在插拔間隙而存在間隙放電，尤其在空氣濕度比較大的地方，此現(xiàn)象將會(huì)更嚴(yán)重，使保護(hù)器的使用壽命降低。整體式模塊化設(shè)計(jì)不存在任何間隙，同時(shí)因采用35mm導(dǎo)軌式安裝，也方便更換。