民用建筑防雷設計中電涌保護器的選擇分析

張波

摘要：隨著時代的發展中國電力系統在中國經濟的運行和發展中起到的作用更加突出，在電力系統正常運轉的過程中，可能出現因為多種原因造成的內外電涌現象。電涌會造成正常工作的過程中瞬時電壓過高，會對電子信息系統造成很大的危害，因此在實際的工作中需要重視電涌保護器的選擇與安裝，并提升整體的保護效能。基于此本文將進行重點分析與研究。

關鍵詞：民用建筑防雷設計;電涌保護器;選擇分析

中圖分類號：TM862

一、電涌保護器

1.電涌

電涌是指超過正常工作電壓的瞬時電壓。是電路中的一種短期電流。當我們的電器接觸到插頭時，火花是最常見的電涌。電涌是指超過正常工作電壓的瞬時過電壓，在電氣電子設備中產生危險的過電壓和過電流，即外部電涌;電氣系統的運行過電壓和電氣系統故障也會在低壓配電系統中產生電涌，即內部電涌。“電涌”會對低壓電氣設備，尤其是電子和信息系統造成極大的危害[1]。

2.電涌保護器

（1）設備簡介

電涌保護器（SPD）又稱避雷器，適用于交流50/60HZ、額定電壓220V～380V的供電系統，能保護由間接雷、直擊雷、其它瞬時過電壓引起的電涌。它適用于家庭住宅、第三產業和工業領域的電涌保護要求，具有相對相、相對相、相對中性線、中性線對地及其組合等特點。電涌保護器是一種非線性保護裝置，用于限制暫態過電壓，引導放電電涌電流帶電系統，在實際的電氣安裝和保護中起著重要的作用。無論是從響應時間、綜合防護方式、抗老化性能等方面，電涌保護器的保護效果都是更好的，因此在實際的管理中，避雷設計設施也更多傾向于選擇電涌保護器。

（2）設備分類

根據工作原理，市場上的電涌保護可分為開關型、限壓型和組合型三種。根據配電系統的接地類型和剩余動作電流保護器的安裝位置和數量，電子系統中電涌保護器的保護元件采用線對線、線對地及其組合方式進行連接，以實現不同的電壓保護。

（3）設備參數

（3.1）最大持續運行電壓

其值與低壓配電系統的接地方式和電涌保護器的安裝位置有關。電子系統電涌保護器端子可連續施加最大連續工作電壓，且不會使電涌保護器的傳輸特性降低[3]。

（3.2）電壓保護水平

電涌保護器兩端通過額定放電電流時產生的最大放電電壓（剩余電壓）是限制端子間電壓的性能參數。

（3.3）標稱放電電流

電涌保護器（SPD）的8 / 20 μ s放電電流峰值用于確定一次和二次試驗中電涌保護器（SPD）的極限電壓，也用于一次和二次運行負荷試驗的預處理。

（3.4）最大放電電流

電涌保護器的峰值電流為8/20pS電流波，用于電涌保護器的Ⅱ級分類試驗。

（3.5）沖擊電流

電涌保護器的一級分類試驗一般采用峰值電流IP、總電荷Q、比能w / R規定的脈沖電流，其波形為10 / 350 μ S，電涌保護器必須能多次放電而不損壞這種雷電流。

二、電氣系統中電涌保護器的選擇

1.在變電所低壓母線上

在變電所低壓母線設三臺I級試驗用電涌保護器，三相連接（L-PE，PE接N），電壓保護等級上升不超過4kV;沖擊電流Iimp≥12.5kA。。

2.在一二類防雷建筑物上

對于直接安裝在一級防雷建筑低壓線路入口的二級防雷建筑避雷器或外部防雷裝置，在建筑總配電箱和開關電源側安裝一組一級試驗電涌保護器，共4個，即3相線對地接線（l-pe）和1中性線對地接線（N-PE）。電壓保護等級應小于或等于2.5KV，每種保護模式的沖擊電流值IIMP應等于或大于12.5ka[2]。

3.在第三類防雷建筑物上

（3+1）電涌保護器應安裝在建筑物總配電箱開關的電源側，即3相線對地連接（L-PE）和1中性線對地連接（N-PE）。選用經I級試驗的電涌保護器，其電壓保護水平值Up≤2.5kV，各保護方式沖擊電流值Iimp。

4.在耐沖壓類設備上

三相電氣設備選用一組（3+1）電涌保護器，保護方式為（3P+1）接線;單相設備選用兩臺保護器，保護方式為（1P+1）接線，即（LPE）+（N-PE），沖擊電壓保護等級不超過1.5kV

三、民用建筑防雷設計中的電涌保護器選擇

1.綜合考慮周邊的電氣電壓環境

為了科學地選擇最合適的保護類型，需要分析電涌保護器配置中保護負荷、現場環境、接地系統等因素的特點。根據現場環境，調查一般以無避雷針或防雷設備的具體劃分為基礎。如果避雷針或其他防雷設備布置在建筑物50m范圍內，電涌保護設備應保持最大放電電流為65ka。在實踐中，還應考慮建筑金屬的數量和屏蔽。

2. 合理選擇保護方式

根據實測數據，完成對具體線路運行的保障，從而達到鞏固線路保護性能，提高設備抗雷擊能量的效果。由于建筑物接地系統的類型有很大的差異，因此電涌保護器的相線與中性線之間的電壓及其所能承受的最大持續電壓應在一定的范圍內進行測量。

3.選擇有效的后備保護電器

斷路器的分斷能力應大于該位置的最大短路電流。為了達到最佳的保護效果，SPD的每一個極都要設計好。目前，電涌保護器的后備保護裝置包括斷路器、熔斷器、專用后備保護裝置和綜合電涌保護器。通過對最大放電電流、額定電流等影響因素的分析，提高了整個工作的效率。

四、結語

總而言之，在實際的民用建筑電氣工程中，利用電涌保護其能提升整體的電氣系統的安全性，保障其不被電壓過載造成設備和系統的故障。但是實際上，在電氣工程的應用和管理中，應當優化整體的開展效能，提升工作的管理有效性，切實保障工作的開展效能。基于此，本文進行了相關的分析與研究，而本質上應當在綜合考慮周邊的電氣環境的基礎之上，做好實測數據的監控選擇合適的保護方式和有效的后備保護電器，這樣才能提升整體的工作效能，優化工作開展效果。

參考文獻：

[1]司凱倫.探討電涌保護器在民用建筑電氣設計中的選用[J].工程建設與設計，2020（17）：63-64.

[2]金顯如.芻議新媒體時代廣播電視播音主持語言的創新路徑[J].傳播力研究，2020，4（09）：101+103.

[3]沈力，楊楠.TBU器件在計量測試儀器輸出接口保護上的應用[J].電子技術與軟件工程，2019（12）：117-118.

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