SPD用外部脱离器（后备保护器）在防雷中的行业应用解决方案

随着雷电活动频繁和电子设备精密化的发展，防雷保护已成为电气系统中不可忽视的安全问题。浪涌保护器（SPD）作为建筑、工业、通信和电力系统中防御雷击浪涌的重要装置，广泛应用于各级配电系统。然而，SPD并不能独立完成全部防护任务，其在高能雷击下可能发生热击穿或工频续流引发的故障。因此，配套安装SPD用外部脱离器（俗称后备保护器），是实现系统安全防雷的关键措施之一。

是一种在SPD出现异常如热击穿、续流等故障时，快速切断SPD与电源连接的保护装置，其功能类似于保险丝或专用断路器，但具备针对雷电特性响应的脱扣能力和分断要求。具体功能包括：

防止雷击或浪涌后SPD短路或过热烧毁引发火灾

在SPD发生击穿或故障时可靠断开，防止持续故障扩大

实现SPD与系统之间的电气隔离，提高系统稳定性

根据国家标准GB/T 18802.1-2023和IEC 61643系列标准的要求，SPD后备保护器应满足如下性能：

分断能力：应能在SPD出现工频续流时安全分断，分断能力应≥6kA（更高等级可达50kA）

响应时间：在毫秒级内完成断开，避免系统因SPD故障而电弧延续

配合特性：与SPD的冲击电流能力（如Iimp、In）相匹配，不应在正常浪涌下误动作

动作方式：可为热脱扣、短路电流脱扣、电流限制式等，需与SPD响应特性协调

安装方式：支持DIN导轨安装，三相四线或单相系统匹配设计

SPD与后备保护器的配合关系，体现为一种“防护-隔离”协同机制。具体联动效应如下：

1. 浪涌通过时的非动作特性（非干预）

当系统中出现雷电浪涌时，SPD会导通将浪涌电流引入接地，而此时后备保护器应不动作，即具备通过大冲击电流能力而不误跳的特性。若SPD标称放电电流为20kA，后备保护器必须能够承受至少该电流等级的冲击而不误脱。

2. SPD击穿后的可靠隔离（动作特性）

当SPD因多次雷击或寿命耗尽发生热击穿、工频续流等故障时，后备保护器需立即识别并切断回路，防止短路或火灾发生。这要求其具备快速响应于工频电流异常的能力（例如200A以上持续电流）。

3. 联动协调性与能量选择性配合

后备保护器的触发点和脱扣曲线应优于上一级断路器，但又不应频繁脱扣，避免系统误断。常用协调方式为：

与SPD配套使用专用后备保护器（如SCB、SSD）；

采用具备能量配合曲线的脱扣特性（如C型、D型脱扣曲线）；

预设脱扣时间>SPD通流时间，确保雷电流释放后再断开。

4. 可视化状态反馈与智能联动

高等级后备保护器可集成状态指示灯、信号输出接口（如干接点报警、485通讯），与智能SPD系统形成闭环监控系统，保障远程维护与故障定位。

1. SCB型专用后备保护器

SCB（Surge Circuit Breaker）专为SPD设计，具备以下特点：

通流能力：≥50kA 8/20μs；

分断能力：6kA~50kA工频；

响应速度：<10ms；

具备雷电冲击不跳闸、故障快速断开双重功能；

通常安装在SPD前端。

2. SSD型半导体脱离器

SSD（Solid State Disconnector）是一种无触点型电子脱离器，主要特点：

响应快（<1ms），无电弧；

能实现微电流级别故障判定；

适用于智能系统远程隔离与自动重合。

3. 传统微型断路器（MCCB）作为后备保护器

需注意脱扣曲线与SPD配合问题：

应选用D型、S型脱扣曲线（短延时）；

匹配电流等级应≥SPD In的5~10倍；

不建议用于Iimp大于12.5kA的一级防雷系统。

1. 建筑配电系统

应用场景：

住宅楼、办公楼、医院等建筑总配电柜、分支柜安装SPD配套后备保护器。

配置方案：

一级SPD（Iimp ≥ 25kA） → SCB50型后备保护器

二级SPD（In ≥ 20kA） → D20微断或SCB20

接线方式：L/N 各一路保护，N-PE保护可选带熔断丝

优势：

防止因SPD击穿导致电气火灾；

后备保护器可实现智能远程报警接口对接楼宇BAS系统。

2. 石油化工行业

应用场景：

易燃易爆区域配电、仪表信号回路、控制室等。

配置方案：

本安型防雷SPD + SSD型电子脱离器；

非本安回路采用SCB并联冗余保护；

防爆配电柜中采用集成型后备断路器SPD模块。

特点：

响应时间快，适合高风险环境；

可实现隔离和冗余保护，提升可靠性。

3. 通信基站与数据中心

应用场景：

通信基站电源、IDC机房配电系统。

配置方案：

SPD：C级+T2型组合；

后备保护器：SSD型或SCB20；

具备信号输出接口联动监控系统。

效果：

实现浪涌拦截后自动隔离失效模块；

降低机房停电风险和维护成本。

4. 轨道交通与机场领域

应用场景：

轨道供电系统、机场灯光控制配电箱。

配置方案：

I级SPD（Iimp ≥ 25kA） → SCB60分段器；

高感应环境采用多级后备保护结构。

结果：

保证高可靠供电系统不因SPD击穿中断；

与雷电监测系统形成完整闭环防护系统。

5. 光伏与新能源系统

应用场景：

光伏汇流箱、逆变器输入侧。

配置方案：

DC SPD + DC专用后备保护器（如DC-SCB）；

配合熔断器/短路保护模块使用。

说明：

满足DC电弧熄灭困难的特点；

支持1500V直流系统配套防护。

作为浪涌保护系统的重要组成部分，其科学选型与合理配置，直接关系到防雷系统的有效性与安全性。在实际应用中，需结合SPD的等级、冲击电流能力、使用环境等多个维度进行匹配。通过实现后备保护器与SPD的联动响应机制，不仅可以提升雷击响应效率，还能保障系统运行的稳定与可持续。未来随着智能化电力系统和工业物联网的发展，具备远程监控、可编程控制、异常状态预警等功能的智能型后备保护器将逐步取代传统熔断和断路器形式，成为防雷系统不可或缺的关键一环。