電源浪涌保護器的參數選擇及線(xiàn)路保護

浪涌保護器(Su rge p ro tect ive device, SPD) , 也稱(chēng)電涌保護器、避雷器等， 它的作用是保證電子設備免受浪涌過(guò)電壓(雷電過(guò)電壓、操作過(guò)電壓等) 的破壞， 既不影響設備的正常工作， 又將浪涌過(guò)電壓限制在相應設備的耐壓等級范圍內， 目的在于限制瞬態(tài)過(guò)電壓和分走電涌電流， 也是等電位連接的一種方法。

在實(shí)驗中， 以電壓波形保持不變， 升高電壓， 每個(gè)電壓可以獲得一個(gè)擊穿時(shí)間， 以電壓為縱軸， 時(shí)間為橫軸， 可以畫(huà)出伏秒特性， 由此得知， 為了保證SPD 能夠在全時(shí)域范圍內保護設備不受浪涌過(guò)電壓的破壞， 它的沖擊伏秒特性必須在用電器沖擊伏秒特性的下方， 這是選擇SPD 的原則， 也是SPD生產(chǎn)廠(chǎng)家必須提供的保證。

1 SPD 的分類(lèi)， 按使用非線(xiàn)性元件的特性來(lái)分

1.1 電壓開(kāi)關(guān)型SPD

常用的非線(xiàn)性元件有放電間隙、氣體放電管等，它具有大通流容量(標稱(chēng)通流電流和最大通流電流) 的特點(diǎn)， 特別適用于易遭受直接雷擊部位的雷電過(guò)電壓保護(即L PZ0A 區)。

1.2 電壓限制型SPD

常用的非線(xiàn)性元件有氧化鋅壓敏電阻、瞬態(tài)抑制二極管等， 是大量常用的過(guò)電壓保護器， 一般適用于室內(即L PZ0B、L PZ1、L PZ2 區)。

1.3 組合型SPD

由電壓開(kāi)關(guān)型元件和限壓型元件混合使用， 隨著(zhù)施加的沖擊電壓特性不同， SPD 有時(shí)會(huì )呈現開(kāi)關(guān)型SPD 特性， 有時(shí)呈現限壓型SPD 特性， 有時(shí)同時(shí)呈現兩種特性。

2 表征SPD 的主要技術(shù)參數選擇

2.1 保護模式

SPD 可連接在L (相線(xiàn))、N (中性線(xiàn))、PE (保護線(xiàn)) 間， 如L 2L、L 2N、L 2PE、N 2PE, 這些連接方式與供電系統的接地型式有關(guān)。

2.2 最大持續工作電壓Uc

可能持續加于SPD 兩端的最大方均根電壓或直流電壓， 其值等于SPD 本身的額定電壓。

IEC6036452534 中提出， 在TT 系統中， 當SPD 設在漏電流保護器(RCD) 的電源側時(shí)， U c≥1.1U o; 當SPD 設在漏電流保護器的負荷側時(shí)， U c≥1.5U o.

在TN 系統和IT 系統中， U c≥1.1U o.U c 的選擇要考慮到當地電網(wǎng)的水平波動(dòng)及用戶(hù)用電的具體情況， 不是一味取大值為好， 因為U c 取大， 整個(gè)壓敏器件啟動(dòng)電壓也高， 浪涌電壓將對設備產(chǎn)生危害。國際標準有一系列的優(yōu)選值， 與當地電網(wǎng)水平有關(guān)。

2.3 雷電通流量Imax

一般在L PZ0 與L PZ1 區交界處選用10/350u s波形、每相通流量≥10KA 的SPD 安裝， 在L PZ1 與L PZ2 區交界處選用8/2 0u s 波形， 每相通流量≥5KA 的SPD 安裝。由于10/350u s 波形的能量比8/20u s 的大20 倍， 其電流相應大5 倍， 如果要用8/20u s 波形的SPD 代替， 其雷電通流量相應要大5倍。

2.4 保護水平Up

該值應比在SPD 端子測得的最大限制電壓大，與設備的耐壓Uw 一致(1.2U p ≤Uw ) , 可以從一系列的參考值中選取(如0108、0109、……1、1.2、1.5、1.8、2、……8、10KV 等)。目前國標當中較好的U p有800V、900V.

2.5 漏電流

并聯(lián)型SPD 要求漏電流≤30uA (公安部要求≤20uA ) , 串聯(lián)型SPD 要求漏電流≤01.mA.

2.6 啟動(dòng)電壓Uas

過(guò)去認為啟動(dòng)電壓即標稱(chēng)壓敏電壓， 實(shí)際上通過(guò)SPD 的電流可能遠大于測試電流1mA , 這時(shí)不能不考慮已經(jīng)抬高的殘壓對設備保護的影響。從壓敏電壓到啟動(dòng)電壓的時(shí)間(即SPD 的響應時(shí)間) 比較長(cháng)， 約為100n s.啟動(dòng)電壓越高則殘壓也越高， 越低則壓敏電阻易老化。其值不應大于被保護設備的絕緣水平。

2.7 殘壓Ures

是真正加在被保護設備端口的電壓。殘壓越低越好， 應小于被保護設備耐沖擊過(guò)電壓額定值。見(jiàn)表1:

表1 220/380V 三相系統各種設備耐沖擊過(guò)電壓額定值Uw

2.8 標稱(chēng)放電電流In

用來(lái)劃分SPD 等級， 具有8/20u s 或10/350u s 模擬雷電流沖擊波的放電電流。Imax= 2~ 3 In。

2.9 持續工作電流Ic

在最大持續工作電壓U c 下保護模式上流過(guò)的電流， 實(shí)際上是各保護元件及與其并聯(lián)的內部輔助電路流過(guò)的電流之和。為避免過(guò)電流保護設備或其它保護設備(如RCD) 不必要動(dòng)作， Ic 值的選擇非常有用。在正常狀態(tài)下， Ic 應不會(huì )造成任何人身安全危害(非直接接觸) 或設備故障(如RCD)。一般情況下對RCD, Ic 應小于額定殘壓電流值( I△n) 的1/3.