选择和应用交流电涌保护器 (SPD):综合指南

选择和应用交流电涌保护器 (SPD):综合指南

电涌就像电气偷袭——突然的、短暂的电压爆发,可能在眨眼间对您的系统造成严重破坏。无论是由雷击、电网切换还是内部设备故障引发,这些尖峰都可能悄无声息地摧毁敏感的电子设备,并造成代价高昂的停机。

那是在哪里 交流电涌保护器(SPD) 进来吧。正确安装后,它们就像无声的守护者,在过剩能量损坏您的设备之前将其拦截。本指南将解释它们是什么、如何选择合适的类型、如何确定合适的尺寸以及如何保持它们的最佳状态——并提供您可以立即应用的实际示例。

什么是交流防雷器?

An 交流防雷器 是一种安全装置,旨在保护交流电源系统免受瞬态过电压的影响——瞬态过电压是持续微秒但携带潜在破坏性能量的短时电压尖峰。

电涌通常源自外部电源(例如近距离雷击)或内部操作(例如电机循环开启/关闭,或切换较大电感负载)。虽然电涌持续时间短暂,但却可能瞬间损坏微处理器、控制电路和线路绝缘层。

交流电涌保护器有什么作用?

电涌保护器 (SPD) 的工作原理类似于泄压阀,将瞬态过电压(电涌能量)转移至大地。在标准工作状态下,它在电路中保持被动状态,允许正常电流畅通无阻。当检测到超过阈值的电涌时,它会立即将过剩能量转移至大地,保护下游设备。

计费示例: 一家商业办公室拥有数十个工作站和一个服务器机架。一天下午,附近的一次雷击将4,000伏的尖峰电压击入电源。如果没有浪涌保护器 (SPD),多个系统可能会瘫痪。有了浪涌保护器,多余的能量会在几微秒内被无害地分流到地面,从而避免数据丢失和设备更换成本。

1 型、2 型和 3 型电涌保护装置如何分类?

SPD 根据其安装位置和浪涌处理能力进行分类。正确的组合取决于您场地的风险状况和设备敏感度。

类型安装点实践应用浪涌能量处理第1类型在主服务入口处,主断路器前提供针对直接雷击和重大外部浪涌事件的主要保护级别。最高容量第2类型主断路器后的内部配电板保护分支电路和设备免受残余浪涌的影响中容量第3类型靠近敏感设备电子产品的最后一层防御(例如,计算机的插入式电源板、医疗设备)最低容量

案例分析: 马来西亚一家塑料制造厂在主进线处安装了1型浪涌保护器(SPD),用于防雷。在注塑机的进线配电盘上安装了2型浪涌保护器,并在PLC机柜附近安装了3型浪涌保护器。一场猛烈的季风暴过后,工厂恢复了正常运营,没有出现任何中断。维护团队报告称,与浪涌相关的设备故障为零——相对较小的投资带来了丰厚的回报。

额定电压和保护等级

选择 SPD 时,需要考虑三个关键参数:

Uc(最大连续工作电压): SPD 能够持续承受而不触发其保护动作的最高电压水平。

向上(电压保护等级): 表示浪涌保护器 (SPD) 在抑制浪涌时允许通过的峰值电压。Up 值越低,保护效果越好。

Imax(最大放电电流): 在标准测试电涌期间,SPD 可以安全转移的最高电涌电流。

实用提示: 对于230V交流单相系统,Uc通常在275V左右。这样可以避免因轻微波动而引起的误跳闸,同时仍能对有害浪涌做出反应。

对比: 选择太接近标称电压的 Uc 可能会导致误触发,而选择太高的 Uc 则会降低保护效果。

交流电涌保护装置 SPD 与直流电 (DC) 系统有何不同?

区别在于它们所针对的电流类型:

交流防雷器: 专为交流电设计,其中电压和电流周期性地改变方向。

直流电涌保护器: 专为仅沿一个方向流动的直流电而设计。

由于交流和直流应力对组件的影响不同,使用错误类型可能会导致过热、持续漏电流或 SPD 完全失效。

计费示例: 一位太阳能安装人员错误地将交流浪涌保护器 (SPD) 安装到 1,000V 直流光伏阵列中。几周之内,SPD 就过热,导致绝缘损坏,维修费用高昂。使用直流额定 SPD 可以避免这个问题。

基于接地的选择过程

您的接地安排(TN、TT、IT)直接影响 SPD 的接线方式及其应具有的额定值。

在 TN 接地配置中,中性线和保护接地导体在供电变压器或配电点处建立有意的电气连接。 保护通常是相线保护和相线保护。

TT系统: 中性线和地线是分开的;SPD 可能需要额外的漏电保护以避免跳闸。

IT系统: 无直接带电接地。SPD 的选择必须考虑绝缘监测装置和浮动系统。

实用规则: 订购浪涌保护器 (SPD) 前,务必确认现场的接地布置。错误的安装配置可能会造成保护漏洞,并使设备保修失效。

尺寸和协调原则

正确的 SPD 尺寸可确保设备能够处理现实世界的浪涌能量,而不会过早发生故障。

正确尺寸的步骤:

评估环境和运营风险 – 考虑雷击密度、建筑物位置以及大型电感负载的存在。

检查标称放电电流(In) – 这是 SPD 可以反复处理而不会降低性能的电流。

将 Imax 设置为高于最坏情况 – 如果您所在区域的平均雷电流较高,请相应地加大尺寸。

使用级联保护 – 协调 1 型、2 型和 3 型 SPD 并保持适当的分离距离(电缆长度通常为 10-15 米),以分担能量负载。

计费示例: 新加坡一家医院位于全球雷电密度最高的地区之一,其主配电板安装了额定电流最大为 1kA 的 50 型浪涌保护器,并在主要配电盘安装了额定电流为 2kA 的 20 型浪涌保护器。在多次雷暴天气中,敏感的诊断设备和生命支持系统均安然无恙——这是患者安全的关键因素。

常见问题

如何检查 SPD 是否正常工作?

浪涌保护器 (SPD) 通常配备可视状态窗口,通常绿色表示工作正常,红色表示使用寿命已到,需要更换。有些浪涌保护器还配备遥信触点,可集成到监控系统中。在暴风雨或电力中断后,请检查这些触点。

如何用万用表测试SPD?

标准万用表无法模拟浪涌事件。但是,如果 SPD 断开,您可以测量导通性或绝缘电阻。为了进行准确的功能测试,请使用浪涌发生器或专用 SPD 测试仪。

我如何知道我的电涌保护器是否需要更换?

如果出现以下情况,请立即更换:

指示灯显示红色或空白

有明显损坏或烧伤

SPD 在重大浪涌事件期间运行

电涌保护器耗电量大吗?

不会。SPD 在正常运行期间消耗的电量可以忽略不计——通常比小型 LED 灯还少。

交流电防雷器 (SPD) 如何接线?

关闭主电源。

将 SPD 安装在靠近断路器或母线的位置。

将火线和零线连接至相应的端子。

连接接地引线尽可能短且直接,以最大程度地减少阻抗。

恢复电源并检查指示灯。

THOR 交流电涌保护器 (SPD) 快速选择清单

识别系统类型 – 单相或三相,正确的极配置。

匹配电压额定值 (Uc) – 等于或略高于系统电压。

选择 SPD 类型 – 类型 1(服务入口)、类型 2(分配)、类型 3(设备)。

检查关键规格 – In(标称)、Imax(最大浪涌)、Up(钳位电压)。

验证合规性 – IEC 61643-11 或同等认证。

寿命终止指示器 – 可视窗口和/或远程信号。

考虑焦耳额定值 – 额定值越高,使用寿命越长。

确保接线正确 – 短而直的引线;正确的电缆尺寸。

匹配接地装置 – TN-S、TN-C、TT 或 IT 兼容性。

计划维护 – 定期检查并及时更换。

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