• 然而，如果系统过电 流保护器F1~F3的标 称值超过SPD最大后 备过流的标称值，则 必须在SPD前端安装 具有最大允许后备过 电流保护器的标称值 的独立后备保护（方 案B）。

  • 除了保证短路电流耐受能力以外，SPD后备过电 流保护器还有一种功能，这种功能对电压开关型 SPD很重要。在雷电流过后，电压开关型SPD 由于两端施加了工频电压，所以将产生50Hz的续 流，其必须被安全的熄灭。

  上海市防雷中心防雷产品测试中心 上海市防雷产品质量监督检验站 2020年1月29日

  • 电涌保护器(SPD) surge protective device 用于限制瞬时过电压和泄放电涌电流的电器，它至少包含 一个非线性元件。

  • 实质上是一个限位开关，没有雷电波来的时候它处于开路 状态，对电源和信号没影响，当雷电流侵入并且电压超 过某一定值时，它迅速成为通路状态, 把电压钳制在一定 的安全范围，所以安装避雷器实质上也是等电位连接的， 不过它把雷电流的大部分削去，只留下设备能够耐受的小 部分。因此又可称它为准电位连接，当雷电波过后，防雷 器又恢复高阻状态，使电路又从新复原。

  • 在最不利的情况下，这种电源续流可以和SPD安 装处的预期短路电流一样大。通常电压开关型 SPD具有一定的续流熄灭能力。但如果预期短路 电流大于了SPD的续流熄灭能力，则后备过电流 保护器必须切断续流。

  • 关于SPD在电力系统中的应用和过电流保 护器，必须考虑到他们第一步要承受电涌电 流，接着还要承受电源的短路电流。

  – 残压低。 – 响应时间快，为25ns左右。 – 无续流。 – 最大可承受能量大 – 对称的伏安特性（即产品无极性） – 电压温度系数低

  • I类试验（T1） 标志性参数：Iimp 定义：按标称放电电流In，1.2/50冲击电压和I类试验的 最大冲击电流Iimp进行的试验。

  • 流入导体或线路的雷电流If取决于导体的数量、各自的等 效接地电阻和接地装置电阻及雷击强度。

  • 为了方便计算，可假定有50%的雷电流通过直击雷系统入 地，有50%的雷电流进入导体，粗略估计如下： If=0.5 x（I/n1)， n1为导体的数量， I为雷电流。

  • 一般在设计防雷方案，无法测得雷电流等参数，可以根据 标准中的要求来确定。

  3. III级分类试验 class III tests • 用复合波(开路电压1.2/50μs，短路电流8/20μs)进行的试验。 • 复合波由冲击发生器产生，该冲击发生器能对开路电路施加1.2/50μs

  • 防止电涌保护器（SPD）短路的保护是采用过电流保 护器，应该依据电涌保护器（SPD）产品手册中推荐 的过电流保护器的最大额定值选择。

  • 如果过电流保护器的额定值小于或等于推荐用的过电 流保护器的最大额定值，则可省去过电流保护器。

  • 防雷器的最大持续工作电压应符合有关技术标准的要求，同时还应考 虑供电电网也许会出现的电压波动和也许会出现的最大持续故障电压。

  - 判断供电环境是否恶劣？ - 电源电压是否稳定？ - 接地网地阻值是否偏高？

  • 防雷器失效下的保护电路设计— 后备保护空气开关 定出后备保护空气开关的容量。

  • 电涌保护器SPD数据表中给出的后备过电流保护 值通常是指SPD的最大允许后备过电流保护。这 种后备过电流保护器的第一个任务是保证SPD的短 路电流耐受能力。

  • SPD的短路电流耐受能力的标准化测试可以有效的预防 SPD内部短路情况出现起火燃烧或闪络。因此， 紧邻的上游系统过电流保护器可当作SPD的后 备保护，前提是其标称值不超过SPD最大允 许后备过流值（方案A）。

  UC ≥1.5 U0是指SPD安装在剩余电流保护器的负荷侧。 注2：U0低压系统相线

  定义：按标称放电电流In，1.2/50冲击电压和II类试验的最大 放电电流Imax进行的试验。

  • 但这仅仅是按电源续流 50Hz来考虑的，而未考虑 电涌电流的影响。那么接 着问题就发生了。

  • 更糟糕的情况是， F4~F6在熔断以前将 有最高2kV的残压，该 电压将直接施加在下 游的SPD或被保护设 备上，直接造成下游 的SPD过载或被保护 设备损坏，保护失效。

  • 在防雷方案中，并非要求残压越低越好。通常情况下，防 雷器的残压越低时，最大持续工作电压也随之降低。

  • 防雷器残压过低时，防雷器可能在供电电网不稳定地区， 最大持续电压长时间加在防雷器上，易引起防雷器的老 化和损坏。

  火花间隙的原理为两个形状象牛角的电极，由绝缘材料分 开，彼此间有很短的距离。当两个电极间的电位差达到一 定程度时，电荷将穿过两个角型的空间打火放电，由此将 过电流释放入地。

  • 最大连续工作电压UC ，指能持续加在SPD各种保护模式间的电压有 效值（直流和交流）。 UC不应低于低压线路中也许会出现的最大连续 工频电压。

  • GB/T 21714和GB 50057、GB50343中都 提到了防雷的保护分区，根据保护分区的 要求需要在每个分区的交界处，安装相对 应的防雷器，在LPZ0区与LPZ1区的交界处 安装第I级电涌保护器，在LPZ1区与LPZ2 区的交界处安装第II级电涌保护器，在LPZ2 区内的设备前端及之后的分区交界处应安 装第III级电涌保护器。

  本项测试包括两部分内容，标识和标志的检验及 标志的耐久性试验。标识和标志的检验主要考察制 造厂提供的关于产品的技术信息是否完全和规范。 其中以下内容应标于或持久地标贴在SPD本体上： • 制造厂名或商标和型号； • 最大持续工作电压Uc（每种保护模式有一个电压 值）； • 制造厂声明的每种保护模式的试验类别和放电参数； • 电压保护水平Up（每种保护模式有一个电压值）； • 外壳防护等级（当IP20时）； • 过电流保护推荐的最大额定值（如果适用时）； • 接线端的标志 (若需要)； • 电流类型（交流/直流或二者都可）。

  • I级分类试验class I tests 用标称放电电流In、1.2/50μs冲击电压和冲击电流Iimp进行的试验。 冲击电流Iimp以电流峰值Ipeak和电荷量Q定义。其试验根据动作负载试验的

  注：冲击电流试验要求的电荷量Q= 0.5Ipeak，其中电荷量单位为库仑 （C），电流单位为千安（kA）。Q应在10ms内通过。如电流波形为 单脉冲，波头时间为T1，半峰值时间为T2，且T1T2，则Q=（1/0.7） ⅹIpeakⅹT2（Ipeak单位为kA, T2单位为s）。10/350μs波形就是能满足此 要求的一种波形。

  • 德国学者曾研究过NH熔断器在电涌电流负 荷下的性能。根据熔断器的标称电流和试 验中的电涌电流，NH熔断器有三种不同的 特性。1.不熔断；2.熔断；3.爆炸。

  • 按照我们之前提到的A方 案对SPD进行配置，则下 游用电系统可能会被切断。 因此，依照方案B对SPD 进行配合是十分必要的。 为了体现F1~F3与F4~F6 之间的选择性，其标称电 流的关系为1.6：1。

  波形冲击电压，对短路电路施加8/20μs波形冲击电流。复合波发生器 提供给SPD的电压、电流幅值及其波形由上述冲击发生器及该冲击发 生器作用下的SPD的阻抗而定。复合波发生器的开路电压峰值Uoc和 短路电流峰值Isc之比取为2Ω。该比值定义为虚拟阻抗Zf。

  • 在三相五线制系统 （TT制）中，可以通 过SPD基本线所示。从图中我们可 以看出：31组合方式 L1、L2、L3相线通过 SPD与N线相连，最后 N线通过放电管与PE 线、N均是 相线通过一片SPD与 PE线相连。