在现代电气系统中,雷电浪涌是导致设备损坏、系统故障、数据丢失甚至人身伤害的重要威胁。地凯防雷SPD(Surge Protective Device,浪涌保护器)作为防止雷电感应、电源切换等瞬时过电压影响的核心器件,广泛应用于各类工业、民用、通信、交通、能源等行业系统中。为了实现科学、高效和安全的SPD部署,必须深入了解SPD的核心技术要点,如工频续流、能量协调、雷电防护等级与防护分区,并结合不同行业的特殊环境条件,进行精准的选型与安装。 一、什么是工频续流? 工频续流(Power Frequency Follow Current)是指当SPD动作导通之后,因其两端电压低于系统电源电压,从而引起工频交流电源电流持续流过SPD的现象。 1. 形成原因: 当SPD内部的放电元件(如压敏电阻、气体放电管等)动作,将雷电浪涌引流入地时,如果此时SPD两端电压明显低于系统供电电压,就会引起工频电源电流流经SPD,这种电流称为工频续流。 2. 危害性: 烧毁SPD器件:工频续流往往持续时间较长,热量积聚易引发保护器热击穿。 误动作断电:SPD未及时熄弧时可能造成保护开关跳闸。 系统安全隐患:对整个供电系统稳定性造成干扰。 3. 解决方式: 选择具备工频续流熄灭能力(If*的SPD产品,优选带有自动恢复或限流设计的产品; 与合适的后备保护器(SCB/MCB)匹配使用; 符合GB/T 18802.1-2023及IEC 61643-11标准规定。 二、什么是能量协调(Energy Coordination)? 能量协调是指在同一系统内,多个不同级别SPD之间合理分担雷电冲击能量,避免上级SPD过载或下级SPD因能量过大被击穿的过程。 1. 协调的必要性: 雷电冲击波进入配电系统后,通常先通过一级保护器; 如果上、下级SPD参数搭配不合理,可能造成能量过载转移或保护死区; 在多级保护中需实现“分级分压、各尽其职”。 2. 协调原则: 电压协调:下一级SPD的Uc应明显小于上一级; 残压协调:上级SPD的残压应远高于下一级SPD的启动电压; 距离协调:级间建议间距不小于10米,如不足需加限流元件; 能量协调测试:可根据IEC 61643-12开展实际验证。 3. 常用协调方式: T1类+T2类,T2类+T3类,分级选型+限流电感 大容量MOV,小容量MOV+TVS,串联配置+保险熔断器 三、地凯科技SPD浪涌保护器的雷电防护等级划分 SPD按照其承受雷电冲击能力和应用场所,通常分为三级防护等级: 1. 一级保护(T1级) 安装位置:建筑物总配电箱或LPZ0B与LPZ1之间; 测试电流:10/350μs雷电波; 参数要求: Iimp(雷电冲击电流)≥12.5kA/相; Up ≤ 2.5kV; 特点:具备承受雷电直击电流的能力。 2. 二级保护(T2级) 安装位置:分配电箱、楼层分支箱; 测试电流:8/20μs组合波; 参数要求: In(标称放电电流)5~20kA; Up ≤ 1.5kV; 作用:进一步衰减雷电能量,保护电子设备前端。 3. 三级保护(T3级) 安装位置:终端设备前,如机房插座; 测试波形:1.2/50μs冲击电压波; 参数要求: Up ≤ 1.2kV; 作用:抑制残余浪涌,保护精密仪器。 四、雷电防护分区(LPZ)划分与SPD部署关系 雷电防护区(Lightning Protection Zones,LPZ)是依据雷电电磁脉冲(LEMP)对建筑物各区域的影响程度进行划分的。 1. LPZ分区定义: LPZ 0A:直接雷击区 直击+辐射+感应,外部防雷系统+等电位 LPZ 0B:非直接雷击,但有感应,电磁感应主导,T1 SPD(总进线处) LPZ 1:雷电能量已衰减,较小感应与残压,T2 SPD(楼层箱) LPZ 2~n:局部电子区,最低扰动区,T3 SPD(终端设备) 2. 分区设计与接地要求: 每个LPZ区应通过SPD或屏蔽措施与上一级分区隔离; 防雷等电位连接必须跨区设置; 进入每个分区的导线均应引入SPD保护。 五、地凯科技不同行业领域SPD选型与接地安装注意事项 1. 通信基站 特点:大量弱电设备,塔顶有引雷风险; 建议: 塔基安装T1级SPD(Iimp≥25kA); 机房内需T2+T3级配合; 接地≤4Ω,设置独立等电位母排。 2. 工业控制与PLC系统 特点:设备密集、PLC易受损; 建议: 一级保护电源总进线安装Iimp≥12.5kA SPD; 控制柜内部使用T2 SPD(Up≤1.5kV); 对PLC通信口配置RJ45/RS485信号SPD。 3. 机房与服务器 特点:数据中心对电压扰动极为敏感; 建议: 采用三级保护; 精密配电单元(PDU)内安装T3 SPD(Up≤1.2kV); 多点接地方式,接地≤1Ω。 4. 光伏与新能源系统 特点:直流系统,雷击频发; 建议: 光伏汇流箱端安装DC SPD(Uc≥1.2倍系统电压); 并网逆变器交流侧用T2 SPD; SPD需具备高直流耐压(>1000Vdc)和高浪涌能力。 5. 城市轨道交通/高铁 特点:雷击感应干扰导致通信中断; 建议: 供电系统采用T1+T2组合SPD; 信号系统配置多级屏蔽+信号SPD(1KA-5KA); 接地设计采用专用轨道地极网,电阻≤0.5Ω。 地凯科技SPD浪涌保护器作为保障系统设备电气安全的重要元件,其科学合理的选型与安装,不仅需要了解工频续流、能量协调等专业技术细节,还必须结合实际的雷电防护区划与行业特殊需求开展部署。通过“分级保护、分区协调、精密接地”的设计原则,可以在不同领域中实现有效雷击浪涌防护,为数字化、智能化时代的基础设施安全运行保驾护航。
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