10个电涌保护器SPD常见问题-设计应用

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简称SPD(SurgeProtectiveDevice)，是一种限制瞬态过电压和泄放电涌电流，从而保护电气或电子设备的器件。电涌保护器SPD作为的防电涌产品，作用是什么？总结了10个电涌保护器SPD常见问题供大家参考。

Q1：电涌保护器SPD作用是什么？

雷击发生、大功率设备启停、静电放电时，会产生瞬时过电压(电涌)，造成设备损坏。电涌保护器SPD安装在需保护的设备前端，当电涌产生时，电涌保护器SPD能迅速导通，将电涌泄放到地，将电压限制在安全水平，从而保护后端设备。

Q2：电涌保护器SPD要不要配置，依据的标准有哪些？

是否安装电涌保护器SPD，一般从两个方面来考虑：一是设备遭受电涌入侵的概率，如当地的雷暴日数、系统所处的环境、设备安装位置等；二是设备的重要性，如设备自身的价值、系统的安全性要求、设备在系统控制中的重要性等。

电涌保护器SPD配置相关标准：

1、通用标准

GB/T21714.4-2008(IEC62305-42006)雷电防护第4部分：建筑物内电气和电子系统；

GB50057-2010建筑物防雷设计规范；

GB50343-2012建筑物电子信息系统防雷技术规范。

2、行业标准

SHT3164-2012石油化工仪表系统防雷工程设计规范;

YD5068-1998移动通信基站防雷与接地设计规范;

TB10180-2016铁路防雷及接地工程技术规范；

DLT381-2010电子设备防雷技术导则。

Q3：电涌保护器SPD的使用寿命有多长？

电涌保护器SPD内部电子元器件如气体放电管、压敏电阻、瞬态抑制二极管、二极管等，承受电流冲击时，会对性能产生一定影响，当电涌保护器SPD累计承受放电冲击次数过多时，会造成性能下降、劣化。

另外元器件受温度、湿度等影响，性能会逐步下降，存在寿命限制。依据GB/T20438.2-2017(等同IEC61508-22010)标准7.4.9.5条：电子元器件使用寿命往往在8-12年之间。如果长期在接近规范极限下工作，其寿命可能大大降低。

如在室外高温高湿条件下，电涌保护器SPD预计使用寿命是3-5年。而如果系统电压接近电涌保护器SPD的持续工作电压，或系统频繁出现工频过电压，则电涌保护器SPD的使用寿命会更短。

应根据现场情况(雷暴日数、温湿度、供电电压质量等因素)，定期更换电涌保护器SPD。如在南方雷暴日较多、应用于温湿度环境较恶劣的室外等场所，建议3-5年进行更换；如在北方雷暴日较少、温湿度环境较好且供电质量较好的地方，可使用5-8年以上进行更换。而对于有状态指示的电涌保护器SPD，如果指示电涌保护器SPD失效，需马上更换。

另外，电涌保护器SPD可以通过专门的检测设备(断线检测)来判断是否失效，也可以安装在线雷电监测系统实时监测，根据环境、雷电冲击情况来评估。

Q4：电源电涌保护器SPD如何选型？

电源电涌保护器SPD选型主要考虑以下三个要素：

1、根据电源系统、相数，选择对应的电涌保护器SPD组合模式。

常用的电源系统有TN-S，TN-C，TN-C-S，TT、IT。

TN-S系统TN-C系统

TN-C-S系统TT系统

IT系统

对应的组合模式：

单相TN：2P，1P1

单相TT：1P1

三相TN-S：4P，3P1

三相TN-C、IT：3P

三相TT：3P1

TN-C-S系统，即前半部分是TN-C系统，后半部分是TN-S系统。

2、根据系统的工作电压，选择Uc值。

电涌保护器SPD应用时，Uc必须大于电源系统的工作电压Un(Un为相电压，L-N或L-PE间的电压)。考虑到电网波动，一般要求Uc至少大于1.15Un，在中国，一般会选择Uc大于1.35Un以上。

3、根据防护等级设计要求以及电涌保护器SPD安装位置，选择电涌保护器SPD的放电能力。

参考下方GB50343-2012《建筑物电子信息系统防雷技术规范》内容：

GB50343-2012标准内容

Q5：信号电涌保护器SPD如何选型？

信号电涌保护器SPD采用35mm导轨安装方式，选型时，需要了解以下内容：

1、信号的类型是什么？

根据信号类型，可以确定系统的工作电压，从而确认Uc。一般情况下：模拟量输入输出AI，AO：24V；数字量输入输出DI，DO：24V；RS485，热电偶TC：5V；RS232：12V；热电阻RTD：5V。

2、回路的工作电流IL多大？

信号电涌保护器SPD一般串联在回路中，电路的工作电流会流过电涌保护器SPD，如果IL超出电涌保护器SPD耐受水平，会引起电涌保护器SPD烧坏。一般情况下IL都满足要求。对于一些功耗较大的3线、4线仪表、DO等，需要确定其电源回路的电流大小。

3、需要保护的线数？

根据保护线数选择对应的2线、3线、4线产品。

4、是否要求本安防爆？

有，选择本安型电涌保护器SPD；无，选择非本安电涌保护器SPD。

Q6：现场仪表用电涌保护器SPD如何选型？

现场仪表用电涌保护器SPD多采用螺纹安装方式，选择时确定以下内容即可。

1、保护线数

2线、3线、4线，相应选择。注意保护线数不包含接地线。

2、是否有备用电气接口？

有：并联型电涌保护器；无：串联线电涌保护器

3、螺纹形式？

订货时需要指定，常用的螺纹类型有1/2'NPT，3/4’NPT，M20*15，G1/2，G3/4。

Q7：安装电涌保护器SPD有哪些注意事项？

1、电涌保护器SPD应尽量靠近被保护设备，距离应在10m以内。

2、电涌保护器SPD必须可靠接地，应将被保护设备的接地线连接至电涌保护器SPD，然后在电涌保护器SPD处接地。

3、电涌保护器SPD应以尽量短的距离接到总接地排或分组接地排，如电源电涌保护器SPD，要求接地线长度小于0.5m。

4、电涌保护器SPD的接地线需要保证一定的截面积，与电涌保护器SPD放电能力匹配。

5、串联型电涌保护器SPD(多为信号类电涌保护器SPD)安装时需要注意方向，电涌保护器SPD的输出端应接被保护设备。

Q8：Uc=320VAC的电源电涌保护器SPD为什么可以应用在380VAC的电压系统中？

三相系统中，线电压(L-L)是380V，而相电压(L-N/PE/PEN)是220V，而电涌保护器SPD只用在L-N、L-PE、L-PEN之间，其Un是220VAC，Uc=320VAC。Uc=1.45Un，所以是适用的。

Q9：电源电涌保护器SPD为什么要安装后备保护器，如何匹配？

电源电涌保护器SPD在运行时，如电涌保护器SPD承受超过其耐受能力的雷电流，或电网出现故障过电压等，可能造成电涌保护器SPD短路故障，这时就需要过流保护装置将电涌保护器SPD从线路上切除。

过流保护装置与电涌保护器SPD

前置过流保护装置F2的配置，应该同时满足以下要求：

1、与电涌保护器SPD的放电能力匹配，在电涌冲击时不动作；

2、在电涌保护器SPD出现“短路”故障时及时可靠地动作；

3、与主回路过流保护装置F1配合。

F2的额定电流既不能太小(无法满足要求1)，也不能太大(无法满足要求2、3)。实际应用中很可能出现无法同时满足的情况，这就需要设计人员根据实际情况来决定。如要求供电连续，则F2动作而F1不动作。如要求电涌保护器SPD保护连续，则优先保证F2与电涌保护器SPD放电能力配合。

假定电涌保护器SPD的推荐后备保护熔丝的大小为A安培，根据不同的情况，F1、F2选择如下(见下表)：

F1、F2选择

A值的选择可以参考IEC61643-12附录P，如电涌保护器SPD的In=10kA，A=40；电涌保护器SPD的Iimp=15kA，A=200。

Q10：如何判断电涌保护器SPD好坏？

电涌保护器SPD是通过泄放电流到地的方式进行保护，并不是“一打雷就会坏”，除非电涌保护器SPD选型错误，否则单次雷电流冲击就造成电涌保护器SPD损坏的概率极低。

电源电涌保护器SPD均设置脱扣装置，如果电涌保护器SPD失效，可直接通过指示窗口发现。电