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防雷系统中浪涌保护器的正确使用
&&&&&&本期共收录文章20篇
　　摘要：随着电子设备对防雷要求的日益严格，安装浪涌保护器已成为抑制雷击电磁脉冲和雷电过电压对设备系统造成损坏的重要防雷技术措施，因此必须引起工程设计、技术人员的高质重视，以避免应用安装不当给国家和人民生命财产造成损失。本文主要对防雷系统中浪涌保护器的正确使用进行了分析研究。 中国论文网 /2/view-6740754.htm　　关键词：防雷系统；浪涌保护；分级防护；方式要求 　　中图分类号：TU856 文献标识码： A 　　引言 　　避雷器的使用可以对生产中的一些电气设备、电子设备起到很好的保护作用，令很多设备得到了保护，减少了我们的损失。但是避雷器屏蔽措施的一项辅助措施，是整个防雷系统中的一个子项目而已，所以并不能单单做好避雷器就能起到很好的防雷效果，不能被有意的夸大其作用。所以在防雷施工过程我们必须做好每一项工作，严格按照国家相关规范要求设计和施工，才能做到安全可靠，万无一失。同时建议用户在雷雨季节，每次打雷后，都检查一次避雷的使用情况，若发现损坏，可第一时间更换，防止造成不必要的损失。且应每年（或每半年）进行一次防雷设施检查，及时发现问题，解决问题，确保所有防雷设施安全稳定有效。 　　一、浪涌保护器的分类 　　浪涌保护器按工作原理可以分为限压型、电压开关型和组合型。在没有瞬时过电压时呈现高阻抗，一旦有雷电瞬时过电压，阻抗就突变为低阻抗，允许雷电流通过，称为电压开关型SPD或短路开关型。当没有瞬时过电压时，为高阻抗，但随电涌电流和电压的增加，其阻抗会不断减小，其电流电压特性为强烈非线性，被称为限压型SPD或钳压型SPD。组合型SPD是由电压开关型组件和限压型组件组合而成，可以显示为电压开关或限压型或两者兼有的特性，这决定于所加电压的特性。 　　浪涌保护器按用途可以分为电源线路和信号线路的浪涌保护器。电源的过电压保护一般分为三个保护级。电源的初级保护安装在电源的总入口，用雷电电流放电器。由于后续设备承受的残压仍旧过高，必须安装过电压防雷器作为二级保护设备。作为三级设备保护的过电压防雷器应直接安装在设备前面。信息线路的过电压保护一般也分为三级。数据、电讯和MCR技术领域的接口灵敏度大大高于终端设备和电源入口。因此，数据接口必须有高灵敏度的防护。此类防雷器一般安装于数据导线进入保护范围的入口处。与电源系统内放电器所采用的并联技术相反，MCR设备和数据处理器的过电压保护装置采用串联方式接入传输导线。因此，相应的放电器必须在信息系统的两侧，即发射器和接收器前同时安装。 　　二、浪涌保护器的分级防护 　　1、第一级保护 　　第一级防雷器是对直接雷击电流进行泄放，防止浪涌电压直接从LPZ0区进入LPZ1区。第一级电源防雷器应设置在用户配电系统进线端，它可防范波形10/350μs、雷电流100KA的雷电波，残压值小于2.5KV；响应时间小于100ns，达到IEC规定的最高防护标准。 　　2、第二级防护 　　在一级防雷器吸收了大量的雷击能量后，剩余的能量仍会对设备造成损害，所以需要第二级防雷器进一步吸收。第二级电源防雷器应设置在用电设备的分支配电处，它可防范波形8/20μs、雷电流40KA的雷电波，残压值小于1.0KV；响应时间小于25ns，第二级保护选用限压型电源防雷器，雷电流容量不小于20KA。一般配电系统做到第二级保护就可以达到用电设备安全运行的要求。 　　3、第三级保护 　　第三级防雷器是保护较为敏感或重要电子设备的，其残压值控制在1.0KV以内，使浪涌的能量不致损坏电子信息设备。第三级电源防雷器应设置在电子信息设备的交流电源进线端，选用串联式限压型电源防雷器，雷电通流容量不小于10KA。 　　4、第四级及四级以上保护 　　当被保护设备的耐压水平较低，二三级防雷保护不能满足要求时，可根据设备的实际耐压水平选择四级或四级以上的保护，雷电通流容量不小于5KA。 　　三、避雷器的安装方式及要求 　　1、凯文接线法 　　凯文接线法，也称V形倒接线法（图1）。它的作用是尽量减少避雷器的连接导线长度，如果SPD的接线距离等于零，则雷电流通过时自身的寄生电阻电感产生的电压降则为0，残压值则为最小，所以对设备的保护就最好。若是导线长度为2m时，若SPD的雷电流为40KA时，则感抗压降达到了21KV，已经远远超过了避雷器的电压保护水平，对设备造成极大的危害。所以凯文接线法可以大大地减少连接导线的长度，从而减少感抗压降，减低残压值。但是凯文接线法在现实中比较难实现，特别是在一些老旧的建筑物配电系统中，无防雷接地端子，根本无从采取凯文接线法。 　　图1凯文接线方式 　　2、普通接线法 　　除了凯文接线法外，还有一种就是比较大众化的接地，普通的接线方法，安装方法如（图2）。普通的接线法就是将避雷器简单的与配电箱柜线路并联，这种方法不受配电箱柜的空间限制，简单明了，方便操作，但是对连接导线长度也有要求，其长度不宜大于0.5m，若环境限制时，可适当放宽，但是导线截面积必须相应加大。 　　图2普通接线方式 　　3、避雷器的安装要求 　　在所有防雷规范中，关于避雷器方面的知识，都无一地提到浪涌保护器连接导线（导线要求参照表3）应平直，其长度不宜大于0.5m。所以避雷器的导线长度是一个比较重要的安装要求。但是在很多现实浪涌保护器安装当中，连接导线弯曲缠绕，导线无必要地加长，特别是接地线（PE线），在很多的避雷器补装工程中，接地线居然有2、3m长，大大的超过了0.5m（所有的连接导线，包括相线、零线和地线的长度）的限制。这是绝对不可取的，若出现此种情况，我们可以采取措施，尽量减少导线的长度，如：用镀锌圆钢或镀锌扁铁（因为圆钢或扁铁的热导率要比铜线的好，感抗压降也要更低，若发生雷击，则可更快地将雷电流泄入大地）从接地母线引出，直接接到避雷器的PE端；或者若配电箱柜为金属材质，且已经与接地母线等电位连接，则可以将避雷器的接地端直接接到配电箱的柜体。 　　各级避雷器的安装就符合规范的要求，如当电压开关型浪涌保护器至限压型浪涌保护器之间的线路长度小于10m、限压型浪涌保护器之间的线路长度小于5m时，在两级浪涌保护器之间应加装退耦装置。当浪涌保护器具有能量自动配合功能时，浪涌保护器之间的线路长度不受限制。各级避雷器（SPD）连接导线除了要符合上表外，也要参照避雷器的安装说明，若避雷器生产厂家对其安装要求更高时，应按照安装说明书来进行安装。带有接线端子的电源线路避雷器应采用压接；带有接线柱的避雷器宜采用线鼻子与接线柱连接。 　　规范中写到浪涌保护器应有过电流保护装置，但个人观点觉得有利也有弊。有利是因为避雷可以随时更换，而不用造成生产停产，也可以防止避雷器被击穿进造成短路现场，造成成个配电系统瘫痪。弊端则是连接导线被无形加长了，发生雷击时，避雷器并不能第一时间将雷电流泄入大地，大大削减了避雷器的作用，且如果过电流保护装置通流量过小，发生雷击时第一反应就是跳闸断路了，避雷器根本反应不过来，则避雷器形同虚设。所以个人认为开关型避雷器根本不需要安装过电流保护装置，因为开关型避雷器根本不会造成短路现象；而限压型避雷器若质量过关，经过测试，也不会出现短路现象，所以在选择限压型避雷器时，应先则质量过硬的产品。 　　结束语 　　浪涌保护器通过泄放雷电电流、限制浪涌电压来保护电子设备，是电子设备防雷的主要手段，是内部防雷的主要组成部分。有效的电涌防护由评估潜在的风险和辨别需被保护的对象设备开始。采用全面、系统防护理念―――重视所有相关电源、数据、电信接口的防护。这是对数据网络、工厂设备、建筑电气系统等等进行全面、有效防护的唯一方法。 　　参考文献 　　[1]陈刚.电子信息系统防雷工程中对浪涌保护器的选择与应用[J].现代建筑电气，2011（9）：52-56. 　　[2]林冠文，何庆标.计算机机房综合防雷分析[J].现代建筑电气，2012（3）：7-10. 　　[3]周中伟，周中意，陈海辉.计算机网络系统的雷电防护研究[J].中南林业科技大学学报，2011（6）：194-198.
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