试析建筑电气设备中浪涌过电压保护器的选择与应用

刘仲钦

摘要：浪涌过电压保护器在建筑电气设备中的应用，既可以有效地保护相关设备和元件，而且可以延长电气设备的使用寿命，提高电力系统的稳定性，因此，为了加强了解，本文主要针对建筑电气设备中浪涌过电压保护器的选择与应用进行了简单分析和探讨。

关键词：建筑电气设备；浪涌过电压保护器；选择；应用

随着社会和科学技术的发展，现代建筑中的电气设备越来越多，配电系统越来越复杂，为了保护这些设备和元件，浪涌过电压保护器的选择与应用就显得越来越重要。因此，对建筑电气设备中浪涌过电压保护器的选择与应用有其必要性。

一、浪涌过电压保护器的工作原理

浪涌是由于雷电或大容量设备操作、故障等导致电网产生的瞬时过电压，电网浪涌会破坏电气设备的绝缘，甚至完全损坏，尤其是对敏感的微电子设备破坏更大。因此，浪涌保护器就是电网专门用于吸收、泄放浪涌电流的一种保护装置，在这里我们简单了解一下浪涌过电压保护器的工作原理：

在电气设备中，所谓的“浪涌”，就是前峰陡度较低的过电压波。浪涌电器利用阻容耦合元件来降低过电压倍数及放缓过电压的前峰，而浪涌保护器最主要的核心部分就是氧化锌压敏电阻，在电力系统运行时，通过外加电压变化促进阻值敏感变化对电力设备进行保证，这也是浪涌过电压保护器的基本原理，浪涌过电压保护器在运行时，保护所需要的额定电压持续时间是短暂的，属于瞬时过电压，这样过电压的电压值往往高出额定电压的好多倍，如雷击过电压等。

一般而言，浪涌过电压保护器对电力设备的保证，主要有两种方法：第一种就是配置零序过电压和间隙零序电流保护，在系统发生保护动作后，变压器各侧开关和小电源联络线就会跳开，从而防止电气设备免在长期过电压的受到侵害以至于发生故障；第一种保护方法就是采用电涌保护器或避雷棒间隙的方法，通过过电压时放电“泄”掉过电压，这是对高幅值和一次性过电压的好方法，具体如图1所示。

二、浪涌过电压保护器的选择

浪涌保护器有时也可以称为电涌保护器，在不同的规范中其称呼不同，英文简称为DPD，在实际应用中，人们也会将其通俗地称为雷电保护器，这样会更加直观。浪涌过电压保护器主要分成信号的和电源的两个部分，这两个部分最为主要的用途就是保护前端设备，限制雷电过电压和泄放电流，其中，发挥主要作用的就是里面的非线性电子元件。在实际选择时，需要注意以下几点问题：

1.浪涌过电压保护器在雷电的到来时，可以迅速通过引下线和接地装置将雷电流施放到大地中，起到保护滚球范围内设备和人员安全的作用，用来保护电源免受大气过电压和雷电过电压的危害，主要用于低压电力系统，220v、380v等，一般和电源直接连接的，一般型号为SPD，为此，在选择时，需要以此为参考，进行合理选择。

2.在电力系统中，浪涌保护器的主要作用就是保护电气设备免受大气过电压和操作过电压的危害，通常在系统中与电气设备并联使用，因此，在选择时，最好选择合理的型号。在实际应用中，常用型号有FCD3碳化硅阀式保护器、YH5WZ金属氧化物保护器以及Y5WZ金属氧化物电涌保护器等。另外，在家用及类似场所用电器中，浪涌保护器可以感应到雷击过电压、操作过电压时，其就会发生动作起保护作用，所以，在选择时，需要考虑到浪涌保护器进线和出线线径，如SPD-8O/3应用多粗的进线和出线，

3.在选择时，要看进线的区别，在实际应用中，如三相380V四线制或者是三相380V五线制时，最好选用440V浪涌保护器，而对于单相220V三线制和单相220V两线制的则主要选用220V浪涌保护器，另外要注意，在选用的浪涌保护器时，还要对其防护级别进行分析，如住宅楼进线处单相220V用3级，三相380V用2级，具体的选择，还需要根据实际的应用场合以及系统的配置情况，因为对于装在系统的不同位置的浪涌保护，其所需要的规格也是不尽相同的。

4.在选择浪涌保护器时，还需要考虑到其对应的各项参数。一般而言，浪涌保护器的主要参数有：漏泄电流、标称导通电压、额定工作电压、冲击通流容量以及限制电压等等，在实际应用时，需要针对系统的额定工作电压和交流电压为参考，如对于额定工作电压为230V，交流50Hz(或60Hz)的系统和电气线路中，要求其浪涌冲击通流容量不大于5kA的，只有这样，才能使其用于终端时，有效地控制电压，加强对电器以及其他电力设备的保护。

三、浪涌过电压保护器的安装

通过以上分析，我们知道应该如何选择浪涌保护器，为此，以下主要针对浪涌保护器的安装进行简单的分析：

首先，要保证两端引线尽可能缩短，通过总长度不可以超过0.5m，可以共用一根接地线，线径在16个平方以上，浪涌保护器是并联在主线路上面的，并且要以其具体的型号为标准，如80KA3P和40KA4P的防雷器，这是由于雷击属于一种高频电波，它所引起的电压是很大的，这样做的主要目的就是为了保证电涌保护在最低水平。

其次，电涌保护器一般情况下应该安装在被保护设备进线的上游，选用标准根据设备需求，如在TN-C-S系统线路中，在安装时，进入建筑物总配电箱后，PEN线分为N线和PE线独立布线，只需在相线以及PEN线之间加装电涌保护器即可，与此同时，要防止来自用电器的涌电的，起到保护开关的作用，每段母线上加一个过电压保护器是不够的，具体的加装需要以实际情况为标准。

第三，当被保护设备与电涌保护器两间的距离比较远时，可以安装在电源线路上做电源的防雷。如标称放电电流10KA，最大放电电流20KA的单相220V电源浪涌保护器，但是由于放电电流比较小，对于强雷区的话可能会比较容易损坏，需要浪涌保护器（SPD）前的这个元件，即断路器，这样做的主要用途就是：一方面，可以防止电涌保护器损坏（老化）后产生的的短路电流对整个供电系统造成拉闸断电现象，另一方面，其还可以被当作一个防雷后备开关元件，作用就是方便防雷器的安装和维护，在维护时直接断开这个断路器就可以对后端防雷器进行操作，不影响整个系统的供电，具体如图所示：

另外，对于保护模块或敏感器件的安装也是一项必要工作，这是因为在遭受到感应雷时，可以提高浪涌保护的防护能力，有效保护设备和系统，提高整体的可靠性。如控制器中的浪涌保护器是起避雷作用，当雷电通过电线流入到控制器时，浪涌保护器中的模块开始动作将雷电可靠接地，所以对电机和用电设备就不会造成雷击和烧毁。

四、浪涌过电压保护器测试

在通常情况下，浪涌过电压保护器测试具有一定的复杂性，需要专业的设备才能有效地完成测试。另外，在没有专业的设备时，可以通过下面的方法来完成测试：

首先，可用万用表测试浪涌保护器的保护端到接地端的电阻，如：短路损坏，但是若是为开路，这种方法则不能给予判断。

其次，对于有劣化指示功能的浪涌保护器，可直接从指示窗口判断，其判断规律为，若是指示灯为红色则发生了损坏，若是为绿色则可能正常。

此外，还可以通过钳形漏流表测浪涌保护器地线的漏流，合格判定：当实测值大于生产厂标称的最大值时，判定为不合格，如生产厂未标定出Iie值时，一般不应大于20uA，在实际中，还要不断地总结经验，进行做出更加准确的判断。

总结：

总而言之，在建筑物受到直击雷时，由于浪涌保护器的存在，可以有效地避免雷击对电气设备以及建筑的损坏，因此，要了解浪涌保护的工作原理，通过正确合理地选择和安装浪涌保护器来提高保护性能，避免电气损坏和安全事故的发生。

参考文献：

[1]刘利,齐晓朋.电涌保护器安装时注意的几个问题[J].科技资讯.2010(28)

[2]李立.建筑电气工程中常见问题及防范对策[J].科技资讯.2009(04)

[3]皮小群.如何选用浪涌过电压防护器[J].科学之友(学术版).2009(08)

[4]杨韬,张妍妍.电涌保护器(SPD)的选择与安装[J].硅谷.2010(17)

[5]马云峰,王海新.防雷措施及电涌保护器的使用[J].低温建筑技术.2008(03)