什么是后备保护器？后备保护器的专业部署应用方案

后备保护器（Backup Protector），又称SPD专用后备保护器（SCB, SPD Backup Protector），是一种专门为浪涌保护器（SPD, Surge Protective Device）提供电气隔离与过载保护的装置。在雷电或操作过电压冲击时，浪涌保护器负责泄放大能量冲击电流，而后备保护器则作为其辅助保护装置，确保在SPD失效（短路或热崩溃）时，能快速切断故障SPD，从而避免进一步故障扩展或引起火灾、电气事故等危险。

据国家标准GB/T 18802.1-2023（等效于IEC 61643-11:2023）规定：浪涌保护器必须配合专用后备保护器或具备电流限制能力的保护装置共同使用，不能单独裸接。

后备保护器的工作机制主要基于两种特性：

过流保护特性：当SPD内部因雷击或老化造成热击穿或短路时，后备保护器能快速检测其异常电流，并在毫秒级内切断SPD回路，避免持续故障电流引发火灾。

通流能力匹配性：后备保护器应具备足够的雷电冲击耐受能力（不小于SPD本体的冲击电流等级），在SPD泄放雷电流时保持可靠导通，不因误动作而脱扣，保障防雷功能的连续性。

因此，后备保护器的核心任务在于：

在正常放电状态下不脱扣；

在SPD短路状态下可靠脱扣；

具备强雷电通流承受能力。

后备保护器根据内部结构和触发机制，可分为以下几种类型：

熔断器（F）：单纯靠熔丝熔断，响应时间较短，不推荐（无法快速切断SPD故障）

小型断路器（MCB）：热磁式脱扣，通流能力差，不推荐（易误脱扣）

隔离式脱扣装置（SCB）：特殊设计与SPD配合，脱扣曲线精准，推荐（专业型）

限流式保护模块（SFB）：具备电流限制与脱扣双重功能，推荐（高端方案）

1. 建筑配电系统

在商业综合体、写字楼、住宅小区、医院等建筑的配电柜、配电箱、弱电间，均需部署SPD进行电源防雷保护。根据《建筑物电气设计规范 GB 50052》要求，在进线端设置I级浪涌保护器时，必须配合专用后备保护器（SCB/SFB）：

SPD额定冲击电流 Iimp ≥ 12.5kA（10/350μs）；

后备保护器通流能力需 ≥ Iimp；

建议选型：SCB-40KA/63A 或 SCB-50KA/80A，延时保护型。

2. 工业控制系统

在自动化工厂、变频驱动、PLC控制柜、机器人车间等区域，SPD部署密集且电磁干扰强，极易发生雷击或浪涌叠加事故。

推荐使用具备快速脱扣功能的SFB（Selective Fuse Backup）模块；

同时具备过压保护与电弧隔离功能；

搭配SPD参数：

Uc：385V AC；

Imax：40kA（8/20μs）；

后备保护器：SFB-40KA/125A，短路断开时间 ≤ 100ms。

3. 电力系统（变电站、箱变、环网柜）

高压进线/中压母线配电柜常用I类或II类SPD，在此类系统中：

SPD Iimp ≥ 25kA~50kA；

后备保护器要求具备 100kA 以上通流耐受；

推荐使用专用SPD后备隔离器，具备短延时、低阻抗特性；

可选型号：SCB-100KA/160A，响应时间 < 0.5ms；

配合带远程告警触点（用于SCADA或远程信号）。

4. 数据中心与机房

IT系统、数据服务器、网络交换核心设备对电压扰动极其敏感，需部署多级SPD（B+C+D级）进行精细分段防护。

要求后备保护器不得对SPD正常放电形成干扰；

应选用低漏电流型、动作限流型 SCB 或 SFB；

如：SPD参数：Uc = 275V AC；Imax = 20kA；

后备保护器选型：SCB-25KA/32A，动作延迟≤1ms；

配合隔离开关安装，便于维护。

5. 轨道交通与机场

轨道交通供电系统雷击密度高、接地复杂，SPD与后备保护器需成套选型设计，满足连续高通流和冗余切换。

要求具备选通信号输出、火灾联动端子；

配置冗余SCB + 熔断器双保险；

后备保护器选型：SCB-50KA/100A + gL型熔断器 125A。

后备保护器必须根据SPD的冲击电流、工频漏电流、线路短路容量等进行科学搭配：

SPD参数，推荐后备保护器型号：

Iimp = 12.5kA，Uc = 385V，SCB-40KA/63A，建筑总配电箱使用

Imax = 40kA，Uc = 275V，SCB-25KA/40A，二级防雷箱使用

Iimp = 25kA，Uc = 385V，SCB-100KA/125A，工业电控柜、环网柜

Imax = 100kA，Uc = 385V，SFB-100KA/160A 限流型，铁路、机场等高可靠场景

Imax = 20kA，Uc = 275V（IT机房），SCB-20KA/32A（低漏电专用） 精密设备防护，避免误脱扣

六、安装与部署方案建议

安装位置要求：

后备保护器须安装于SPD前端（即SPD与总电源之间）；

距离越近越好，接线长度应 ≤ 0.5米；

宜采用铜排或大截面导线（≥6mm²）连接。

接地系统配合：

TN-C、TN-S系统：必须与总等电位接地排连接；

IT系统：需使用隔离型后备保护器；

TT系统：注意与漏电保护装置配合，避免误动作。

安装环境要求：

室内IP20及以上防护等级；

工作温度 -25℃~+60℃；

具备故障指示窗口或遥信端子，便于远程运维。

七、国家标准依据与合规性

后备保护器及其应用部署应符合以下国家与国际标准：

标准编号 标准名称

GB/T 18802.1-2023 低压配电系统用浪涌保护器 第1部分：性能要求与试验方法

GB 50054 低压配电设计规范

GB 50057 建筑物防雷设计规范

作为浪涌保护系统的“守门人”，在保障SPD安全运行、防止设备二次损害方面发挥着不可替代的作用。随着雷电防护智能化、系统化趋势的发展，SCB/SFB等专用后备保护器已成为现代配电系统中必须配置的重要电气元件。在工程设计中，只有根据SPD等级、系统接地类型、电网结构等因素合理选型后备保护器，才能确保电气系统安全、可靠、持续地运行。