不同类型浪涌保护器(SPD):接线制式与选型指南

地凯科技防雷 20250922


浪涌保护器(SPD,Surge Protective Device)是电气系统防雷与过电压防护的重要设备,能够有效抑制由雷电感应、电网操作、电磁脉冲等引起的瞬态过电压,保护电气设备安全运行。不同类型的浪涌保护器在接线方式、应用环境和选型参数上均有所不同,尤其在不同供电系统制式(TN、TN-S、TT)下接线差异明显。同时,B类、C类、D类浪涌保护器(对应IEC标准中的I级、II级、III级SPD)在行业应用中有不同的部署层级。地凯科技将从接线机制、接地制式、行业应用和选型原则四个方面进行系统论述。

二、浪涌保护器的接线机制

浪涌保护器的基本接线方式取决于电源系统接地制式以及SPD的保护模式。常见保护模式包括:

单相系统: L-N,L-PE,N-PE

三相系统: L1-N,L2-N,L3-N,N-PE(常见的四极SPD)

三相三线系统: L1-PE,L2-PE,L3-PE(常见的三极SPD)

接线机制核心要求:

SPD应并联安装在被保护线路上,靠近电源入口处。

SPD接地端子必须与防雷接地系统或工作接地牢固连接。

接地线应短、直,长度不超过0.5m,避免形成感应电压。

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三、地凯科技不同接地制式下SPD的接法

1. TN制式

TN系统分为 TN-C、TN-S、TN-C-S。

TN-C(N和PE合一):

SPD通常选用3P(L1、L2、L3与PEN之间)。

适合低压老旧供电系统。

TN-S(N与PE分开):

SPD应选用4P(L1、L2、L3对N,N对PE)。

保护效果更佳,减少零序电压引入。

TN-C-S(前段N和PE合一,用户端分开):

在分开点之后,SPD接法与TN-S相同。

接线示例(TN-S):

SPD进线端分别接三相(L1、L2、L3)和N,出线端并联至配电母排。

SPD的PE端接至总接地排,N-PE间一般需增加火花间隙或压敏器。

2. TT制式

TT系统是相线和零线由电网供给,保护接地独立。

SPD需采用 4P配置(L1、L2、L3对N,N对PE)。

由于N与PE分开,N-PE间必须配置专用放电器件,如火花间隙或压敏电阻,以避免雷电流通过设备进入用户回路。

接线要点:

所有相线与N均需安装SPD模块,N-PE间必须加SPD。

接地电阻需满足 ≤10Ω(一般民用建筑)或≤4Ω(重要场所),否则SPD无法有效释放能量。

四、B类、C类、D类浪涌保护器的应用与区别

按照IEC 61643标准,SPD分为三类(国内常称B、C、D类,分别对应I、II、III级):

1. B类浪涌保护器(I级SPD)

安装位置: 建筑物总配电柜或建筑进线处。

主要功能: 承受直击雷电流或大能量冲击,典型参数 Iimp ≥ 12.5kA/极(10/350µs 波形)。

常见参数:

标称放电电流 In:20kA(8/20µs)

最大放电电流 Imax:50kA以上

电压保护水平 Up:≤4kV

行业应用:

电力变电站、通信基站、铁路供电系统、机场航站楼、工业厂房入口处。

2. C类浪涌保护器(II级SPD)

安装位置: 楼层配电箱、分支配电箱。

主要功能: 吸收中能量浪涌,进一步降低残压,典型参数 In 5~20kA(8/20µs)。

常见参数:

最大放电电流 Imax:40kA

电压保护水平 Up:≤2.5kV

行业应用:

商业写字楼楼层配电柜、医院病区配电、机房UPS输入端、轨道交通通信机柜。

3. D类浪涌保护器(III级SPD)

安装位置: 终端设备前,如插座、精密仪器设备箱内。

主要功能: 精细保护,限制电压至设备安全范围,典型参数 In 2kA(8/20µs)。

常见参数:

最大放电电流 Imax:5kA

电压保护水平 Up:≤1.5kV 或 ≤1.2kV

行业应用:

数据中心服务器机柜、电信程控交换机、医疗设备(MRI、CT)、轨道交通信号机柜、智能楼宇终端。

五、地凯科技浪涌保护器的正确选型原则

根据接地制式选型

TN-S、TT系统:推荐 4P SPD。

TN-C系统:推荐 3P SPD。

根据防护层级选型

总配电室:选用B类SPD(I级)。

分配电箱:选用C类SPD(II级)。

终端设备:选用D类SPD(III级)。

参数选型

电压等级: SPD额定电压应与系统电压一致(AC 230/400V,DC 600V等)。

标称放电电流 In: 一般II级SPD选 20kA/极,III级SPD选 2kA/极。

电压保护水平 Up: 应低于被保护设备的耐受电压。常见敏感设备耐压 1.5kV 以下。

响应时间: SPD的响应时间应 ≤25ns。

行业应用配置举例

电力行业: 总配电房B类SPD + 楼层配电箱C类SPD + 精密控制室D类SPD。

通信行业: 室外基站B类SPD + 室内机柜C类SPD + 信号端口D类SPD。

医疗行业: 医院配电房B类SPD + 病区电气C类SPD + 医疗设备端D类SPD。

轨道交通: 牵引变电所B类SPD + 信号楼C类SPD + 控制机柜D类SPD。

地凯防雷浪涌保护器的接线方式必须与电网接地制式(TN、TN-S、TT)相适应,否则会导致保护失效甚至设备损坏。B类、C类、D类浪涌保护器应分层次应用,构建“三级防护体系”,才能有效抵御直击雷、感应雷及操作过电压。正确的选型不仅需要满足电气参数,还要结合行业特点、设备敏感度和施工条件。只有科学选型、合理接线,才能确保电气系统的安全稳定运行。

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