不同行业如何选型安装符合要求的浪涌保护器

南宁/新媒体设计师/20天前/2浏览
不同行业如何选型安装符合要求的浪涌保护器
一、浪涌保护器能防雷,但并非“绝对安全”
浪涌保护器(SPD, Surge Protective Device)是一种用于限制瞬态过电压、泄放雷电或操作浪涌电流的防雷保护设备。它的主要作用是将雷电或电磁感应产生的高能量瞬态电压引导至地,从而保护设备免受损坏。然而,SPD本身并非“绝对安全”。它作为防雷系统中的“耗能元件”,长期处于过电压冲击、环境老化和电网波动中,存在一定的失效风险。
根据《GB/T 18802.1-2020 低压配电系统的浪涌保护器》标准,SPD必须通过I类或II类测试,并具有明确的通流容量(Iimp或In),但这并不代表它可以长期无限承受雷击或浪涌冲击。SPD的安全性依赖于正确的选型、配合的后备保护器(SCB/MCB)及规范的接地系统。
二、浪涌保护器的失效机理与严重后果
1. 常见失效形式
(1)热击穿失效:当SPD连续承受雷电流或电涌冲击后,其压敏电阻或放电管内部发热超过极限,会引起热击穿。
(2)短路失效:压敏电阻(VR)在多次冲击后导通特性恶化,可能导致SPD短路,引发断路器跳闸或设备断电。
(3)开路失效:SPD内部保护元件烧毁或断开,失去防护功能但外观完好,属于“隐性失效”,风险更大。
(4)响应延迟失效:劣质SPD或老化SPD在雷电冲击到来时响应过慢,导致设备先受冲击,SPD才导通,起不到保护作用。
2. 失效后的后果
若SPD失效未被及时发现,可能造成以下严重后果:
电气设备烧毁:如PLC、变频器、通讯设备、电源模块等会直接遭受雷击能量损坏。
电气火灾隐患:短路失效的SPD在大电流冲击下会持续发热,引燃配电箱或电缆。
系统停机损失:在工业生产、风电、水电等连续运行系统中,浪涌冲击可能导致全系统停机。
误判“已防雷”状态:若SPD处于隐性开路失效,用户误以为设备已受保护,实际防雷已失效。
因此,《GB 50057-2014 建筑物防雷设计规范》要求SPD必须具备失效指示功能(如脱扣指示窗、遥信端口),并在每次雷雨季前后进行巡检。
浪涌保护器,电源防雷器,电涌保护器
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三、地凯科技大型工业厂房SPD的选型与参数
1. 选型原则
大型工业厂房配电系统复杂,浪涌防护应分级设置:
一级防护:设于配电变压器低压侧或总配电柜,选用I类SPD。
二级防护:设于分配电柜或关键设备前端,选用II类SPD。
三级防护:设于终端设备处,选用III类SPD或信号防雷器。
2. 主要技术参数参考
标称放电电流 In,≥20kA (8/20μs),工业厂房环境要求高放电能力
最大放电电流 Imax,≥40kA (8/20μs),一级防护推荐≥60kA
冲击电流 Iimp,≥12.5kA (10/350μs),按GB/T 18802.11标准要求
限制电压 Up,≤2.0kV,应与设备耐压协调
响应时间,≤25ns,对精密设备要求快响应
工作电压 Uc,AC 385V,适用于三相四线制系统
此外,应配备SCB后备保护器,分断能力不低于25kA,确保SPD热击穿后能及时断开。接地电阻应≤4Ω,以保证浪涌电流能安全泄放。
四、地凯科技发电系统中的SPD选型指南
1. 风电系统SPD选型
风电场环境雷暴日多、设备分布广、通信复杂,应采用直流与交流混合防护方案:
风机塔顶:采用I类直流SPD(Iimp≥25kA),保护控制电源与通讯信号线。
变桨控制系统:选II类SPD(In≥20kA,Up≤1.5kV)。
箱式变电站:配置I类AC SPD(Iimp≥12.5kA,Uc=385V)。
通讯光口:使用RJ45接口信号防雷模块或光电隔离SPD。
风电系统SPD应满足标准《NB/T 31091-2018 风力发电机组防雷保护规范》。
2. 水力发电系统SPD选型
水电站环境湿度高,需防水防潮及浪涌大电流防护:
主控室配电柜:I类SPD(Iimp≥25kA,Up≤2kV,IP65防护)。
控制信号与监测仪表:II类SPD(In≥10kA,Up≤1kV)。
闸门控制与通讯线路:采用信号型SPD(Uc≤48V,In≥5kA)。
所有SPD须具备防水防腐外壳,防护等级≥IP65,并符合《DL/T 5137-2021 水电站防雷设计规范》。
3. 火电系统SPD选型
火电厂电气系统容量大、电磁干扰强,应重视配电与控制双防护
主厂房总配电屏:I类SPD(Iimp≥25kA,In≥40kA,Up≤2.5kV)。
DCS控制柜及通讯模块:II类SPD(In≥20kA,Up≤1kV,响应≤25ns)。
仪表间与PLC信号端口:III类或信号SPD(In≥5kA,Up≤600V)。
安装SPD时应采用三相五线制接线方式,N-PE端SPD尤为关键,可降低共模干扰。依据标准《DL/T 1080-2007 火电厂防雷设计技术导则》执行。
地凯科技浪涌保护器
的存在极大提升了电气系统防雷水平,但其自身并非绝对安全。合理选型、规范安装与周期检测才是保障系统安全运行的关键。
对于大型工业厂房与发电系统,必须根据供电结构、设备耐压和雷电风险等级选择合适的SPD参数,并严格遵守GB/T 18802,GB 50057,DL/T 1080,NB/T 31091,等国家及行业标准执行,才能实现真正意义上的“安全防雷、可靠运行”。
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