從過電壓角度解析低電壓配電系統SPD的裝設和選擇

趙建寧

摘 要：為了能夠更加仔細準確的研究建筑物第一級電涌保護器（SPA）的裝設情況，本文對低壓配電系統大氣過電壓、操作過電壓產生的原因進行了分析，對低壓電氣系統中的三種過電壓做了說明，還對大氣過電壓和操作過電壓對SPD裝設的影響做到全面的討論。在文章的最后，考慮到SPD裝設在實際使用的過程中還會受到暫時過電壓影響，所以筆者還對暫時過電壓對SPD選擇的影響做了一個簡要的說明。

關鍵詞：過電壓保護;電涌保護器（SPD）;振蕩保護距離;暫時過電壓耐受值;

1引言

建筑物的正常使用受到諸多方面的影響，而且建筑物本身也包含有很多系統。想要建筑物能夠正常的為人們生產生活提供方便，那么建筑物的各個系統就必須要正常的運作。在建筑物所包含的諸多系統當中，電氣系統在其中扮演著不可或缺的角色。要想電氣系統能夠正常的運作，那么相關工作人員一定要減少過電流、過電壓這些不良的情況。過電流、過電壓這些不良的情況會對電氣系統的正常運作造成極大的影響，甚至會其運行造成一定的危害。具體而言，過電流對電氣系統造成的危害主要是電氣系統中通過的電流由于太大了，超過了電氣系統的正常值，因此，電氣系統中將會產生超過電氣系統正常負荷的引力作用會造成電氣系統產生一定的破壞。不僅如此，當電氣系統中的電流太大時，電流所產生的熱量也會超過電氣系統所能負荷的熱量，從而對電氣系統的正常運作產生一定的影響。而過電壓這種不良情況對電力系統的破壞則是更為直接，一般而言，過電壓會使得電氣系統的絕緣層受到破壞從而導致設備產生一定的破壞。

2低壓電氣系統中的三種過電壓

2.1大氣過電壓

就一般而言，雷電會對人們的生產生活造成諸多的影響。雷電產生之后，在某些時候甚至會對人們的的生產生活造成破壞性的損害。但是知道雷電的損害原是什么，經過研究發現雷電之所以會對人們的生產生活造成影響，其根本原因是由于雷電中所含有的雷電流。由于雷電流的最大電流值極為巨大，而且雷電流的由弱變強和由強變弱都是相當的快速的，因此在雷電流存在的環境當中，周圍往往伴隨著極為強大的電磁場，而這些強大的電磁場中會產生極為強大的過電壓，這些過電壓會對人們的方方面面造成不利的影響。相對于建筑類物體的電氣系統來說，大氣過電壓主要包含有以下的三種形式：

（1）人們把第一種形式的過電壓稱之為直擊雷過電壓，或者也更加形象地稱之為反擊過電壓。其形成的原理是，當雷電對建筑物有擊打作用的時候，雷電所產生的電流會流精接地的裝置。這一動作的后果就是會造成接地點處電位產生突然的升高，然而，當接地點處電位升高的時候，設備外殼的電位卻還是保持在原來的位置不變。這就導致了設備外殼和導電部分產生了相當高的電位差。電位差的存在會造成電氣設備產生一定的損壞。

（2）人們把第二種大氣過電壓稱之為雷電侵入波。為了方便人們的日常生產生活，在建筑物的外圍，相關工作人員往往設置了戶外架空的線路，這些戶外架空的線路會給人們的日常生產生活帶來極大的方便。然而這些戶外架空的線路在雷電來臨的時候，會在天空打雷的時候，吸引一部分的雷電電流流進這些戶外架空的線路。雷電侵入波對于電氣設備的損壞除了這種比較正常的破壞方式之外，還有另外一種比較特別的破壞方式，那就是當產生雷電的云層之間或者是產生雷電的云層直接對地面產生放電效應的時候，位于地面附近的金屬管線便會伴隨著雷電的產生生成一定的感應過電壓。這些感應過電壓并不會對電氣設備造成直接的破壞，它會以行波的方式對室內的電器設備造成極為龐大的破壞。

（3）第三種大氣過電壓稱之為感應過電壓。當云層產生的雷電直接擊打中建筑物或者是擊打中建筑物周圍的地面的時候，建筑物的避雷裝置附近便會立即產生極為強大的電磁場。要是電磁廠地周圍存在著導體的話，就會產生出相對來說比較大的電動勢，為了便于研究人嘛罷了，這種電動勢稱之為感應過電壓。

2.2操作過電壓

由于建筑物的電氣系統絕大多數都是具有儲存能量功能的一些電子元器設備。這些電子元器設備在電流產生突然變化的時候，便會由于磁能和電能的震蕩產生振蕩過電壓。這種振蕩過電壓比大氣過電壓存在的時間更長。當然其產生的危害也比雷電產生的大氣過電壓更大。

2.3暫時過電壓

暫時過電壓的特征值有很多，在這些諸多的特征值之間。電壓的幅值和過電壓存在的時間無疑是極為重要的兩個特征值。暫時過電壓存在的時間一般都很短，它所能持續的時間一般是由電力系統的接地性所決定的。當電力系統的接地性比較良好的話，那么暫時過電壓縮持續的時間一般來說是比較短的，造成的危害也比較小。

3設備的沖擊耐受電壓

設備的沖擊耐受電壓表明了電器設備的一些性能的特征。在它所能表現性能的特征之中，最能表現的性能之一就是電氣系統是否具有良好的絕緣性能。或者說是電氣設備的絕緣強度如何。國家對于各類電氣設備絕緣沖擊耐受電壓額定值做了明確的規定，如表1所示。相關工作人員應該嚴格遵守相關的規定，從而保證各類電氣設備能夠正常的運行。

4大氣過電壓和操作過電壓對SPD裝設的影響以及SPD裝設的選擇

現在絕大多數的建筑物為了保障建筑物自身的安全，一般都裝有避雷裝置。尤其是那些高度比較高的建筑物都安裝了性能相對來說比較優越的避雷裝置。為了保證避雷裝置能夠更好的運作人們還給避雷裝置配備了SPD裝置。SPD裝置的正常使用能夠有效的避免直接雷擊所引起的大氣瞬態過電壓。

而是否應該在建筑物的入口處裝設一個SPD設備，主要是由如何能夠正確的防止大氣過電壓對建筑物造成破壞所決定的。當雷擊的范圍僅僅是波及到建筑物所連接的服務設施的時候或者是雷擊擊到服務設施的附近，人們通常不會在線路入口和總配電箱處裝設SPD。當雷擊的范圍是直接對建筑物進行擊打，或者是擊打中建筑物附近的時候人們往往會在相線，中性線和保護線直接裝設一個SPD設備。這樣可以有效地保護建筑物的正常使用。

5結束語

過電壓相對來說對于一些低壓電氣系統正常使用危害較大，在人們的日常生產生活中，應該加大對過電壓防護措施，正確的選擇低壓配電系統的SPD裝設，保證在過電壓存在的情況下，建筑物的電氣系統能夠盡可能的正常使用。

參考文獻：

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