电涌保护器电压保护水平值的合理判定

电涌保护器电压保护水平值的合理判定汪飞燕;常宇;齐晓朋;杨晖;周子喻【摘要】Through the analysis of a lightning protection scheme,the correct understanding of the nominal parameters such as discharge current and voltage protection level (Up) in the lightning protection design scheme of the Surge Protective Device (SPD).Based on two types of products of SPD Ⅱ level tests,comparing and analyzing the data in the test reports,it is found out that Up should be judged not only according to the marked value on the name plate of a SPD,but also determined by considering comprehensively the data in the test report of the SPD.So it is suggested that the manufacturers provide several Up values corresponding to the characteristic current values under the nominal discharge current values,according to the test reports,or provide a figure of the inrush current residual voltage curve in the product description to help users in understanding of the characteristics of SPD pressure limits.%通过对一个防雷设计方案的分析,阐述了如何正确理解防雷设计方案中电涌保护器(SPD)的标称放电电流、电压保护水平(Up)等参数.通过对两个型号的Ⅱ级试验SPD检测报告中数据的对比分析,指出不应仅以SPD的铭牌上标注的电压保护水平(Up)值作为电压保护水平是否符合设计要求的依据,应结合SPD检测报告中的数据综合判断.建议生产商根据检测报告,标注几个标称放电电流值以下的特征电流对应的Up值,或者在产品说明中绘制冲击电流残压曲线图,完善SPD限压特性的描述.【期刊名称】《气象科技》【年(卷),期】2017(045)003【总页数】4页(P575-578)【关键词】电涌保护器;Ⅱ级试验;标称放电电流;电压保护水平【作者】汪飞燕;常宇;齐晓朋;杨晖;周子喻【作者单位】江苏省泰州市气象局,泰州225300;江苏省泰州市气象局,泰州225300;山东省莱州市气象局,莱州261400;江苏省泰州市气象局,泰州225300;江苏省泰州市气象局,泰州225300【正文语种】中文【中图分类】P483雷电是发生在大气中的强烈放电现象[1]，其电流幅值可达几十至几百千安[2]。

电涌保护器SPD应用常识作者：来源：时间：2008-03-10电涌保护器SPD应用常识随着国民经济的不断发展，现代化水平的快速提高，在信息化带动工业化的指引下，各类信息设备、电子计算机、精密仪器、数据网络设备的应用越来越广泛，此类设备一般工作电压低、耐压水平低、敏感性高、抗干扰能力低，因而极易受到雷电电流脉冲的危害。

每年都给人类造成巨大的直接经济损失。

而因重要设备损坏使网络陷入瘫痪而造成的间接损失更是惊人，已引起国内相关领域对此类系统加强保护的高度重视。

近年来，“SPD”这个名词已越来越多地被专业研究、产品制造及工程设计的人们所提到。

作为雷电防护装置体系中的重要组成部分，“SPD”已被广泛用于邮电通讯、广播电视、金融证券、保险、电力、铁道、交通、机场、石化、市政建设等各个行业。

可以毫不夸张地说，凡是装有IT设备的场所，就有应用SPD的必须。

那么SPD究竟是一种什么产品呢？SPD有哪些功能呢？SPD是如何选择应用的呢？在这里我们着手用尽可能通俗的语言向各位介绍一些有关SPD产品的基础知识。

希望对那些尚未接触过SPD或对SPD知之甚少而又想掌握SPD知识，并进而使用SPD产品的读者有所收益。

一、什么是SPD（SPD介述）SPD这一名词英语全称是surge protectiye device其译意为电涌保护器，是限制雷电反击、侵入波、雷电感应和操作过电压而产生的瞬时过电压和泄放电涌电流（沿线路传送的电流、电压或功率的暂态波。

其特性是先快速上升后缓慢下降）的器件。

一端口SPD与被保护电路并联，能分开输入和输出端，在这些端子之间设有特殊的串联阻抗；二端口SPD有两组输入和输出端子，在这些端子之间有特殊的串联阻抗；电压开关型SPD在没有电涌时具有高阻抗，有电涌电压时能立即变成低阻抗，电压开关型SPD常用的元件有放电间隙、气体放电管、闸流管（硅可控整流器）和三端双向可控硅开关元件。

这类SPD有时也称“短路型SPD”；电压限制型SPD在没有电涌时具有高阻抗但随着电涌电流和电压的上升其阻抗将持续地减小。

UDC中华人民共和国国家标准GBPGB50057-2010建筑物防雷设计规范Design code for protection ofStructures against lightning2010-11-03 发布2011-10-01实施中华人民共和国住房和城乡建设部中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局联合发布中华人民共和国国家标准建筑物防雷设计规范Design code for protection ofStructures against lightningGB 50057-2010主编部门：中国机械工业联合会批准部门：中华人民共和国建设部执行日期：2011年10月1日2011 北京中华人民共和国住房和城乡建设部公告第824号住房和城乡建设部关于发布国家标准《建筑物防雷设计规范》的公告现批准《建筑物防雷设计规范》为国家标准，编号为GB 50057 —2010，自2011年10月1日起实施。

其中，第3.0.2、3.0.3、3.0.4、4.1.1、4.1.2、4.2.1(2、3)、4.2.3(1、2)、4.2.4(8)、4.3.3、4.3.5(6)、4.3.8(4、5)、4.4.3、4.5.8、6.1.2条(款)为强制性条文，必须严格执行。

原《建筑物防雷设计规范》GB 50057—94(2000年版)同时废止。

中华人民共和国住房和城乡建设部二O一0年十一月三日前言本规范是根据中华人民共和国建设部于2005年3月30日以建标函[2005]84号“关于印发《2005年工程建设标准规范制订、修订计划（第一批）》的通知”的要求，由中国中元国际工程公司会同相关单位对《建筑物防雷设计规范》GB50057 -95(2000年版)修订而成的。

本规范修订的主要内容为：1.增加了术语一章；2.变更防接触电压和防跨步电压的措施；3.补充外部防雷装置采用不同金属物的要求；4.修改防侧击的规定；5.详细规定电气系统和电子系统选用电涌保护器的要求；6.简化了雷击大地的年平均密度计算公式,并相应调整了预计雷击次数判定建筑物的防雷分类的数值。

SPD的选择原则：首先划分建筑物内的雷电保护区，分为：LPZOA区、LPPB区、LPZl区及LPZn+l后续防雷区。

所有进入建筑物的外来导电物均在L—P20A或LP2PB与LPZl区交界处做等电位连接，并设置SPD，如有后续分区，一般也适用此原则。

然后，进行雷电流分流计算与雷击风险评估分级，并据此进行浪涌保护器的选择。

浪涌保护器从工作原理和性能上分为电压开关型、限压型和组合型。

(1)电压开关型SPD在无浪涌出现时为高阻抗，当浪涌电压达到一定值时突变为低阻抗，此类SPD通常采用放电间隙、充气放电管、闸流管和三端双向可控硅元件作为组件。

它的特点是放电能力强，但残压较高，通常为2—4kV，测试该器件一般采用10／350ps的模拟雷电：中击电流波形。

电压开关型SPD完全可以保护电气线路免遭雷电造成的涌流损害，特别适用于I级雷电过电压保护，所以，一般安装在建筑物LP20与LPZl区的交界处，可最大限度地消除电网后续电流，疏导10／350us的雷电冲击电流。

(2)限压型SPD在无浪涌出现时为高阻抗，随着浪涌电流和电压的增加，阻抗连续变小。

此类SPD通常采用压敏电阻、抑制二极管等作为组件，有时称这类SPD为钳制型SPD。

它的残压较低，测试该器件一般采用8／20us的模拟雷电：中击电流波形。

因其箝位电压水平比开关型SPD要低，故常用于II级或II级以下的雷电过电压和操作过电压保护。

它一般安装在雷电保护区建筑物内，疏导8／20us的雷电冲击电流，在过电压保护中具有逐级限制雷电过电压的功能。

(3)组合型SPD是由电压开关型组件和限压型组件组合而成，利用限压型组件对浪涌电压的反应速度非常快的特点，在一般雷电过电压的保护时，由它承受浪涌电流，其标称放电电流可达10—20kA；若遇到较大量级的雷电过电压，第一级由限压型组件组成的电路保险管自动断开，由第二级电压开关型组件进行雷电过电压保护。

作为组合型SPD，其电压型组件能随冲击电流容量一般>lOOkA。

低压配电系统的电涌保护器（SPD）第一部分：性能要求和实验方法1 总则1．1使用范围GB 18802的本部分使用对于间接雷电和直接雷电影响或其他瞬时过电压的电涌进行保护的电器。

这些电器被组装后连接到交流额定电压不超过1000V（有效值）、50/60HZ或直流电压不超过500V的电路和设备。

本部分规定这些电器的性能特性、标准实验方法和额定值，这些电器至少包含一用来限制电涌电压和泄放电涌电流的非线性的原件。

1．2规范性引用文件下列文件中的条款通过GB18802的本部分的引用而成为本部分的条款。

凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本部分，然而，鼓励根据本部分达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。

凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本部分。

GB2099.1—1996家用和类似用途插头插座第1部分：通用要求（eqvIEC60884-1：1994）GB/T4207—1984固体绝缘材料在潮湿条件下相比漏电器痕指数和耐漏电起痕指数的测定方法（eqvIEC60112：1979）GB4208—1993外壳防护等级（IP代码）（evqIEC60529：1989）GB5013—1997(全部)额定电压450/750V及以下橡皮绝缘电缆（idtIEC620245）GB5203—1997(全部)额定电压450/750V及以下聚氯乙烯绝缘电缆（idtIEC620227）GB/T5169.10—1997电工电子产品着火危险试验试验方法灼热丝试验方法总则（idt IEC 60695-2-1/0：1994）GB10963—1999家用及类似场所涌过电流保护断路器（idrIEC60947-1：1999）GB/T14048.1—2000低压开关设备和控制设备总则（eqv IEC 60947-1：1999）GB14048.5—1993低压开关设备和控制设备控制电路电器和开关元件第1部分：机电式控制电路电器(eqv IEC609947-5-1：1990)GB/T16927.1—1997高电压试验技术第一部分：一般试验要求：（eqv IEC 60060-1：1989）GB/T16935.1—1997低压系统内设备的绝缘配合第一部分：原理、要求和试验（idt IEV 60664-1：1992）GB/T17627.1—1998 低压电气设备的高电压试验技术第一部分：定义和试验要求（eqv IEC 61180-1：1992）IEC 60364-4-442：1993建筑物的电气装置第4部分：安全性保护第44章：防过电压保护第442节：防高压系统对地之间故障的低压装置保护IEC 60364-4-442：：1993建筑物的电气装置第5部分：电气设备的使选用第534节：过电压保护装置IEC 60999(全部)连接设备与铜导线电气连接的螺钉和无螺钉夹紧器的安全要求IEC 61643-12连接低压配电系统的电涌保护器第12部分：选择和使用原则2使用条件2．1．1频率：电源的交流频率在48HZ和62HZ之间2．1．2电压：持续施加在SPD的连接线端子之间的电压不应超过其最大持续工作的电压。

浪涌保护器的主要技术参数摘要：1.浪涌保护器的定义和作用2.浪涌保护器的主要技术参数3.浪涌保护器技术参数的解释4.浪涌保护器的应用场景5.如何选择合适的浪涌保护器正文：浪涌保护器，又称电涌保护器（Surge Protective Device，简称SPD），是一种用于保护电子设备、仪器仪表和通讯线路安全的电子装置。

当电气回路或通信线路因外界干扰突然产生尖峰电流或电压时，浪涌保护器能够在极短时间内导通分流，从而避免浪涌对回路其他设备器材造成损害。

浪涌保护器的主要技术参数包括：1.额定电压：指浪涌保护器正常工作的电压范围，一般为220V 至380V。

2.额定放电电流：表示浪涌保护器能够承受的最大冲击电流，通常以kA 为单位。

例如，100kA 代表冲击电流Iimp 的数值。

3.响应时间：指浪涌保护器从接收到浪涌信号到启动保护作用的时间，通常以微秒（μs）为单位。

响应时间越短，保护效果越好。

4.保护水平：表示浪涌保护器能够有效抑制的电压峰值，通常以kV 为单位。

保护电压水平越低，对设备的保护效果越好。

5.接口类型：浪涌保护器通常有串口、并口和直流接口等不同类型的接口，以适应各种电气回路的需要。

在理解了浪涌保护器的主要技术参数后，我们需要根据实际应用场景选择合适的浪涌保护器。

以下是一些常见的应用场景和对应的浪涌保护器选择建议：1.家庭住宅：家庭住宅一般使用交流50/60HZ，额定电压220V 的供电系统。

在此场景下，可以选择额定电压为220V，响应时间在10/350μs，保护水平在2kV 的浪涌保护器。

2.第三产业：包括商业、金融、旅游等行业，通常使用交流50/60HZ，额定电压220V 至380V 的供电系统。

在此场景下，可以选择额定电压为220V 至380V，响应时间在10/350μs，保护水平在2kV 的浪涌保护器。

3.工业领域：工业领域对浪涌保护器的要求较高，通常需要承受更高的冲击电流和电压峰值。

电涌保护器的技术参数1．标称电压Un与被保护系统的标称电压相符；在信息技术系统中此参数表明了应该选用的保护器的类型，它标出交流电压的有效值。

（最大持续运行电压）2．额定电压UC可能持续加于电涌保护器两端的最大运行电压，等于电涌保护器的额定电压。

能长久的加在电涌保护器的指定端，而不引起电涌保护器特性变化和多次雷击激活保护元件后级能恢复它的电压有效值；U C值必须与被保护系统的标称电压相等，以及在系统中安装书的规范限制内。

3．标称电流I n通过电涌保护器指定端的最大持续工作电流。

4.标称放电电流Isn在8/20µs波形下，所流过电涌保护器的额定峰值电流。

5.Ⅱ级分类试验的最大放电电流I max在8/20µs波形下，在不损坏设备的情况下所流过电涌保护器的最大峰值电流。

６．冲击电流I imp类似于自然雷电特性（峰值，电荷量和比能）的10/350µs波形的模拟雷电电流；雷电电流避雷器必须能泄放这样的雷电流数次而不损坏。

7．总放电电流指的是多相电涌保护器或多相复全电涌保护器所能通过的最大脉冲电流。

８．电压保护级别U P保护器在以下测试中的电压最大值:—1.2/50µs（100%）的标准雷电脉冲的跳火电压；—1kV/µs斜率的跳火电压；—额定放电电流的残压９．U C时断后续电流的能力I f在U C电压时能被电涌保护器自身灭弧的主后续电流的有效值。

10．最大后备保险时短咱抗击能力当同上级熔断器相连接时，电涌保护器能承受的最大短路电流，它是一个式频值。

11．过载保护防止主电源线路因过载导致保护器过热损坏而加装的过载保护设备，如：保险或熔断器。

12．混合波U oc是由混合波发生器发送一个开路时为1.2/50µs电压脉冲波形，短路时为8/20µs电流脉冲波形，虚拟阻值为2Ω，开路电压以U oc表示，其波形多用于Ⅲ类电流保护器。

13．工作温区Tu（标称温区）表示电涌保护器可能正常工作的温度范围。

防雷检测应知应会一、规范掌握1、防雷建筑物的分类是根据其、、发生雷电事故的和，按防雷要求分为三类。

2、具有区或区爆炸危险场所的建筑物为第一类防雷建筑物。

3、预计雷击次数大于次/a的部、省级办公建筑物和其他重要或人员密集的公共建筑物以及火灾危险场所为第二类防雷建筑物。

4、具有2区或22区爆炸危险场所的建筑物为第类防雷建筑物。

5、当户外采用非屏蔽电缆时，从人孔井或手孔井到机房的引入线应穿钢管埋地引入，埋地长度L可按公式计算，但不宜小于15m。

6、建筑物电子信息系统应采用和措施进行综合防护。

7、各类防雷建筑物应设防直击雷的外部防雷装置，并应采取防的措施。

8、接地装置是和的总称。

9、电磁感应是由于雷电流迅速变化，在它周围的空间产生瞬变的强，使附近导体上感应出很高的。

由雷电引起的和统称为。

10、屏蔽是减少的基本措施。

为减少感应效应宜采取以下措施：、，。

这些措施宜联合使用。

11、按年平均雷暴日数，地区雷暴日等级宜划分为少雷区、、、。

12、国家级计算中心、国际通讯枢纽等对国民经济有重要意义且装有大量电子设备的建筑物。

应划为防雷建筑物；凡制造、使用或贮存炸药、火药、起爆药、火工品等大量爆炸物质的建筑物，因电火花而引起爆炸、会造成巨大破坏和人身伤亡者。

应划为防雷建筑物；预计雷击次数大于或等于0.05次/a的一般性工业建筑物。

应划为防雷建筑物。

13、第一类、第二类、第三类防雷建筑物首次正极性雷击雷电流幅值分别为 KA、 KA、 KA。

雷电流陡度di/dt分别为KA/μs、KA/μs、KA/μs。

首次负极性以后雷击的雷电流幅值分别为 KA、 KA、 KA。

雷电流陡度di/dt分别为KA/μs、KA/μs、KA/μs。

14、人工接地体可分为人工（）。

A.垂直接地体B.水平接地体C.离子接地棒D.接地模块。

15、当树木在第一类防雷建筑物接闪器保护范围外时，应检查第一类防雷建筑物与树木之间的净距，其净距应大于（）m。

A 5B 4C 3D 216、除第一类防雷建筑物独立接闪杆和架空接闪线（网）的接地装置有独立接地要求外，其他建筑物应利用建筑物内的等与外部防雷装置连接构成共用接地系统。

《建筑物防雷设计规范》GB50057-2010 •UDC 中华人民共和国国家标准GBPGB50057-2010建筑物防雷设计规范Design code for protection ofStructures against lightning2010-11-03 发布 2011-10-01实施中华人民共和国住房和城乡建设部联合发布中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局中华人民共和国国家标准建筑物防雷设计规范Design code for protection ofStructures against lightningGB 50057-2010主编部门：中国机械工业联合会批准部门：中华人民共和国建设部执行日期：2011年10月1日2011 北京中华人民共和国住房和城乡建设部公告第824号住房和城乡建设部关于发布国家标准《建筑物防雷设计规范》的公告现批准《建筑物防雷设计规范》为国家标准，编号为 GB 50057 —2010，自 2011年 10月 1日起实施。

其中，第 3.0.2、3.0.3、3.0.4、4.1.1、4.1.2、 4.2.1(2、3)、4.2.3(1、2)、4.2.4(8)、4.3.3、4.3.5(6)、4.3.8(4、5)、4.4.3、4.5.8、 6.1.2条(款)为强制性条文，必须严格执行。

原《建筑物防雷设计规范》 GB 50057—94(2000年版)同时废止。

中华人民共和国住房和城乡建设部二 O一0年十一月三日前言本规范是根据中华人民共和国建设部于 2005年 3月 30日以建标函[2005]84号“关于印发《2005年工程建设标准规范制订、修订计划（第一批）》的通知”的要求，由中国中元国际工程公司会同相关单位对《建筑物防雷设计规范》GB50057 -95(2000年版)修订而成的。

本规范修订的主要内容为：1.增加了术语一章；2.变更防接触电压和防跨步电压的措施；3.补充外部防雷装置采用不同金属物的要求；4.修改防侧击的规定；5.详细规定电气系统和电子系统选用电涌保护器的要求；6.简化了雷击大地的年平均密度计算公式,并相应调整了预计雷击次数判定建筑物的防雷分类的数值。