浪涌保护器在建筑物防雷中的应用

摘 要：随着雷电灾频繁发生，造成人员伤亡及经济损失的加重。特别是随着科学技术不断发展，大型电气设备、精密仪器、通讯设备、网络等应用范围日益广泛，雷电易造成设备损坏，甚至造成整个系统瓦解，经济损失巨大。传统的外部防雷措施，如：敷设接闪带、接闪杆、引下线、接地装置，已不能满足防雷的要求。内部电源、信号的防雷保护必不可少。此时，安装浪涌保护器即可实现一定的外部防雷、内部避雷的作用。本文将就浪涌保护器的防护及一般选择方法进行简单阐述。

关键词：浪涌保护器；防雷接地；公辅系统

一、雷电、过电压的危害

雷电是自然界大气的放电现象，具有高电流、高电压、放电时间短等特征，破坏力极强。一般以直击雷、感应雷、传导雷几种方式对供电线路、电气设备、通讯网络造成毁灭性破坏。严重时，可对人的生命财产造成破坏。尤其是在现代工业中，随着科学技术不断发展，大型电气设备，精密仪器仪表、通讯设备、网络的应用范围日益广泛。雷电造成的各类损害事故在不断上升，其对各种仪器设备具有破坏性的损坏，甚至造成整个电力系统瓦解，经济损失巨大。

在生产中，操作过电压是一种常见的事故诱因。供电系统中大负荷的投入与切除、感性负载的投入与切除、短路故障等均可引起过电压。高过电压极易击穿保护元器件，危害电器设备。

二、雷电、过电压防护的选择

随着雷电灾害的频繁发生，雷电过电压和雷击电磁脉冲易造成设备损坏，及人员操作危险。过去，我们一般只是在建筑物敷设接闪装置，引下线，接地装置，以防范雷电流的入侵。这些外部防雷措施一般只用来防直击雷，但不能很好的防护感应雷、传导雷及操作过电压的危害。这就需要我们增加对建筑物内部避雷的设计。

常用的内部避雷的手段有合理布线，增加屏蔽隔离，等电位连接以及逐渐被广泛利用的浪涌保护器。浪涌保护器不仅可以保护某一段输电线路，更可以针对某一用电设备实施保护。

三、浪涌保护器的保护作用

浪涌保护器简称SPD，用于限制电路中的瞬时过电压和泄放浪涌电流，使得电路电压低于线路所能承受的最高值，同时将由雷电或其他系统因素产生的强电流导入地面，释放多余的能量，有效的防止了由于雷电、短路、电源切换等系统因素产生的过电压的潜在危险。

从电路联接关系的角度来看，保护的方式有两种，一是将设备从受干扰的工作电路中断开，二是给浪涌电压提供泄放通道，最终使浪涌电压不作用到被保护的设备上。

浪涌保护器在应用中，遵循逐级保护，逐级减小的原则，将过电压降低到设备的安全电压允许范围内。

一般，我们将防雷保护区划分为：LPZ0A（0A区）、LPZ0B（0B区）、LPZ1（1区）、LPZ2（2区等）。 参见图1。根据防雷分区，我们将保护分为三级。

图1：防雷保护区

图2：进入建筑物的各种设施之间的雷电流分配

第一级保护是防止浪涌电压直接从LPZ0区（0A区、0B区）传导进入LPZ1区，将数万至数十万伏的浪涌电压限制到2500―3000V。此阶段属于外部防雷，我们在室外设置接闪装置，引下线，接地装置形成外部防雷保护，他能有效的防护直击雷对建筑物侵害。但是根据图2所示，部分雷电流通过从室外引进室内的配电线路、管道等，进入配电系统，造成损坏。因此，我们在电力变压器低压侧或供电系统入口进线处安装三相浪涌保护器，限制电路中的瞬时过电压，同时将由雷电或其他系统因素产生的强电流导入地面，以保证供电系统及设备的稳定和安全。

但由于第一级保护主要是针对大浪涌电流进行吸收，仅靠它们是不能完全保护供电系统内部的敏感用电设备的。这就需要设置第二级保护，吸收前级防雷器的残余电压，将残余浪涌电压的值限制到1500―2000V。我们一般在建筑物的分配电柜（箱）内，或从LPZ1区进入LPZ2区的设备前安装二级浪涌保护器，

对于一些电子信息设备，或特别重要、特别敏感的终端设备，我们还需要设置第三级保护，以确保将残余浪涌电压的值降低到1000V以内。我们一般在电子信息设备交流电源进线端或终端设备的电源进线端，安装第三级浪涌保护器，以达到消除微小的瞬态过电压的目的，保护用电设备免受系统内部产生的瞬态过电压影响。

四、浪涌保护器在某食堂浴室公辅项目中的应用

根据防雷保护分区，我们需要在每个分区交界处安装相应的浪涌保护器。另由于本食堂浴室采用的是TN-S系统，根据建筑物防雷设计规范的相关规定，对浪涌保护器的选则及安装位置做如下设计。

我们在食堂浴室的总配电柜内安装熔体额定电流为32A的熔断器及4P、通流容量为80kA的浪涌保护器，以限制由电源进线引进的浪涌电流；在各楼层配电箱的进线端，及引至室外配电箱的回路出线端安装熔体额定电流为16A的熔断器及4P、通流容量为40kA的浪涌保护器；在照明配电箱中，对于引出至室外的照明回路上，安装熔体额定电流为16A的熔断器及2P、通流容量为20kA的浪涌保护器，以防止过电压对照明灯具的损坏。

浪涌保护器一般有防爆箱式和模块式两种。由于模块式浪涌保护器体积小，其单极尺寸为18（宽）*62（深）*80（高）。采用标准的35mm导轨安装，可直接安装在各式配电箱中。我们在食堂浴室环境中选择模块式浪涌保护器。

另外为了最大限度的发挥浪涌保护器的作用，我们在安装时，还需注意一下几点。

1、安装前应检查模块上标定的Uc（最大持续运行电压）值是否与实际系统电压相配对

2、SPD接至相线于PE线的连接导线长度不宜大于0.5米；

3、为提供最佳的保护，在供电系统中既有一级保护，又有二级保护时，两级浪涌保护器之间的最短距离为10m。

4、为了保证安全效能，浪涌保护器需要尽量靠近需要保护的设备，之间的距离不能大于30米；一旦距离要求无法达到，就要考虑增加另外的浪涌保护器。

5、定期检查浪涌保护器，以防止其限压原件老化，失去保护作用。

五、总结

随着科学技术不断发展，大型电气设备、精密仪器、通讯设备、网络等应用范