5.4【  浪？涌保护器《的选择 《 》 5.4》.2  根据—低压电气装置—  第4-44部】分安全防护 — ，电压骚扰和电磁骚】扰，防护：。GB：/T 16895】.10-201【0/IEC 603！64-？。4-：442？007第44—。4.4.3.1条】“装有或《可能装有《大量信息技术设备的！现有的建筑》物，内建议不宜采—用T：N-C系统装有【或，可能装有大量信【息技：术设备的新建的【建筑物内不应采【用，。TN-C系统”第】444.4》.3.2条》“由公共《低压电？网供电？且装有或可能装有】大量：。信息技术设备的现有！建筑物内在装置的】电源进线点之后【宜采用TN-S【。系统在新《。建的建筑物内在【装置的？电源进线点之—。后应：采用TN-S系【统” ？ 《     》在TN-S系—统中中性《。线电：。流，。仅在专用的中性【导体（？N）：中流动而在TN【-C系统中中性【线电：流将通过信号—电缆中的屏》蔽或参考地导—体、：外露可导电部分和】装置外可导》电部：分（例如建筑物的金！属构件）《流动 【     对—于敏感电子信—息系统的《每栋建？。。筑物因TN-C系】统，在全：。系统内N线和PE线！是合一的存在不【安全因素一般不宜采！用当220/3【80V低压交流电源！为TN-C系统时应！在入户总配电箱处】将N线重复接地一】次在总配电箱之后采！用TN-《S系统N线不能再】次接地以避免工【频50？Hz基波及》其谐波的干扰设【置，有UPS《。电源时在负荷侧起】点将中性点或中【性线：做一次接地》其，后就不能接地—了 《 5.》4.3  电—源线路SPD的选】择应符合下列规定 ！   【  1款《。表5.4.》3-1是根据—低压：电气装置  第4-！44部分安全—防护  电压骚扰和！电磁：骚扰防护GB/T ！16895.1【0-20《。。10/IEC 60！364-4-44】200？7第443.4节】表44.B编—制的  ！   2款表—5.4.3-2参】考建筑？物电气装《置  第5-53】部分电气《设备的选择》和安：装  ？隔离、？开关和？。控制设备  第5】34：节过电压保护电器G！B 16895【.2：2-2004—（id？t IEC 60】364-《5-532》001  A1【2002）表53C！。表中系数增加0【.05是考》虑，到浪涌保护器的【老化并与其》他标：准协调统一 【 ：。。     —3、4款图5.【。4.3-1为T【N-S系统配电线】路浪涌？保护器？分级设置位》置与接地的示意图S！PD的选择》与安装由工程具【体要求确定当—总配电箱靠近电【。源，变压器时该处—N对PE的SP【D可不设置》  【   S《P，D，的选择和《安装是个《比，较复杂的问题它与当！地雷害？程度、雷《击点的远近、低【压，和高压（中》压）电源线路的接】地系统类型、电【源，变电所？的接地方式、线缆的！屏蔽：和长度情况等都有】关联 《 《 ，   在可能出现雷！电冲击过电压的建】筑物电？气系统？。内在LPZ0A【或，LPZ0B与—LPZ1区交界处其！电源线路进》线，的总配电《箱内应设置第—一级SPD用于泄放！雷电流并将》雷电冲？击过电压降低—其电压保护水—平UP应不大于2.！5kV如果建筑物装！有防直击雷装置而易！遭受直接雷击或【近旁具有易落雷【的条件此级SPD应！是通过10/350！μs波形的最大冲击！电流Iimp—（Ⅰ类）试验—的，SPD？根据我国有些工程】。多年来？在设计？中，选择：。和，。安，装了：Ⅱ类试验的SPD】也能提供较好保护】的实际情况本—规范作出《了选择性《。的规：定也可选择Ⅱ类试】验的SPD作—第一级保护S—PD：应能承受在》总配电箱《位，置，。上可能出《现的放？电，电，流因此应按》本条第5《款的公式（》5.4.3-1【），。或公式？（5.4.3-【2）：估算：确定当无《法计算确定》时可按本条第7【款表5.4.3【。-3冲击电流推荐】值，选择如果这》一级SPD》未能将电压保护水】平UP限《制在2.5kV【以下则需在》下级分配电箱处【设置第二级》SPD来《进一步降低冲击电压！此，。级S：PD应为通过—8/20μs波【形标称放电电流I】。n（Ⅱ类）试—验的SP《D并能？将电压保护水平UP！限制：在约2？kV在电子信息【系统设备《机房配电箱内—或在其？电，源插座内设置—第三级SPD这级】SPD应为通—过，8/：20μs波形标称】放电电流In试验】或复合波Ⅲ类试验】的SP？D它的保护水—平UP应低于电【子信息设备能承受】的冲击电压的水【平，或不大于1.—2，kV：  【   在建筑物电源！进线入口的总—配电箱内必须设【置第一级SP—D如果保护水—。平UP不大于—2.5kV》其后：的线：缆，。采取了良好的屏蔽措！施，这，种情况可只需—在电子信息设备机】房配电箱内设—置第：。二级SPD 【 《    通常是【在电源线路进入建】筑物的入口》（LP？Z1边界）总配电箱！内安装SP》D1；要确定—内部被保护系统【的冲击耐受电—压U：w选择SP》D1的保护水—平UP1使有效【保护水平up/【f≤U？w根据本条9款规定！检，查或估算振荡—保护距离《Lp0/1和感【应保护距离》Lpi/1》若满足UP/f【≤U：w而且SPD1【与被保护设备—间线路长度小—。于L：p0/1和Lpi/！1则SPD1有效地！保护：了设备否则应设置S！PD2在《靠近被保护设备（】LPZ2边界）的】分，配电箱？内，。设置SPD2；选】择SPD2》的保护水平U—p2使有效保护水平！Up/f≤》Uw：检查或估《算振荡保《护距：离Lp0/2和感】应保护距离》Lpi/2》若满足有效》。保护水平Up/f≤！Uw：而，且SP？D2与被保护—设备间？线路长度小于Lp】0/2和L》pi/2《则SPD2有—效地：保护了？设备否则应在靠【近被：保护设备处（机房】配电箱内《或插座）设置SP】D3该SPD应与】SPD1《和SP？D2能量协调配合】。    ！ 5款公式（5【.4.3-1—）与公式《（5：.4：.3-2）是根据】GB/？T 21《714？.1-200—8附录E中（E.4！）、（E.》5）、（E.—6）三个公式编【写的当无法确定【时应取Iim—p等于或大于12】.5：kA：。是根据GB 168！95.22-—20：04的规定》 ，  —   6款对于【。开关型SPD—。1至：限，压型SPD2之间的！线距：应大于？10m和SPD【2，。至限压型SP—D3之间的线距【应，大于：5m的规定其目的主！要是在电源线—路中安装了多级【电源SPD由—于各：级SPD的标称【导，通，电压和标称导—通，电流不同、》安装方式及接线长短！的差异在设计和安装！时，如果能？量配合不当将会出】。现某级SPD—。不动作？的盲点问题为了【保证：雷电高电《压脉冲沿电源线【路侵入时各级—SPD？都能分级《。启动泄流《避免多级SPD【间出现盲点》两级SPD》间必须有一定的线距！长度（即一定的【感抗或加装退耦【元件）来满足—避免盲点的要求【同时规定《末级电？。源SPD的保护水】平必须低于》被保护设《。备对浪涌电》压的耐受能力各级电！源SP？D，能量配？合最：。。终目的是将威—胁设备安全的电【压电流浪《涌值减低到被—保护：。。设备能耐受的安全】范围：。内而各级电源—SPD泄放的浪涌电！流不超过自》。。身的：标称放？电电流 【 ，     》7款：。按本规范第》4.：2节或第4.3节】确定电？源，线路雷电浪涌—防护等级时用于建筑！物入：口处（总配电—箱，点）的浪涌保—护器的冲击》电流Iimp按本】条，第5：款，公式（？5.4.3-1【）或公？式（5.《4.3-2）估算】确定当无法确定【时根据GB 16】895.《22-20》04的规定》Iimp值应大于或！等，于12.5kA所】以表5.4》.，3-3中《在LPZ0与L【PZ1边界的—总配：电箱：处C、D等级的I】imp参数推荐值为！12.5kA12】.5kA《这个Iimp值是I！EC标准推荐的最小！值本规？范考虑到《我国：幅员辽阔夏天的雷击！灾害：多在雷电防护等级】较高的电子信息系统！设，置的电源《线路浪涌《保，护器能承受的冲【击，电流Iimp应【适当有？所提高？所以A级的Ii【mp参数推荐—值为20kA；【B级Iimp推荐】值为15《k，。A ：   【 ， 鉴于我国有些工程！中在建筑物入口处的！总配电？箱处选用《安装Ⅱ类试验（波】形8/20μs）的！限压型浪涌》保护器所以本规范】推荐在？LPZ？0与：LPZ1边》界的总？。配，电箱也可选用—经，Ⅱ类试验（波形【8/：。20μs）》的浪涌保护》器A级In≥80k！A、B级《I，n≥：60kA、C—。级In≥5》0k：A、D级《。In：。≥50kA这些推荐！值是征求国内各方面！意见得来的 】     为了！提高电子信》息系：统，的电：源线路？。浪，涌保：护可：靠性应保证局部【雷电流大部分—在LPZ0与L【PZ1的交界处转移！到接地？装置同时限制各种途！径入侵的雷电浪【涌限制沿进线—侵入的雷《。电波、地电位反击】、雷：电感应建筑物—中的：浪涌保护通》常是多？级，配置以防雷区为层次！每级：SPD？的通：。流容：量足以承受在其位】置，上，。的雷电浪涌电流且】对雷：电，能量逐级减弱；S】PD电？压保护水平也要逐级！降低最终使过电压限！制在设备耐冲击电压！额定值以《下 【   ？ ，。表5.4.》3-3中《分配电箱、》设备机房配电箱处】。及电子信息系统【设备电源端口的浪涌！保护器的推荐值是根！据电源系统多—级SPD的能量协调！配合：。原则和多年来工程】的实践总结确定的】    ！ 8款雷电电—磁脉冲（《LEMP）是敏感电！子设备遭受雷害【的，主要原因LEMP】通过传导、感应、】辐射等方《式从：不，同的渠道侵》入建筑？物的内部致使—电子设？。备受损其中》电源线是LEM【P入侵最主要的【渠，道之一安装电源S】PD是防御LEM】P从配电线》这条渠？道入侵的重要措施】正确安装《的S：P，D，能把：雷电电磁脉冲拒于建！筑物或设备之外【使电子设《。备免受其害不正确安！装的S？。PD不仅不能防御】入侵的LE》。M，P连SPD自—身也难免受损 ！ ：     其—实SPD《作用只？有两：个（1）泄》流把入侵的》雷电流？分流入地《让雷电？的大部分能量—。泄，。。入，大地：使LEMP无法达】到或仅极少部分【到达电子设备；【（，2）限？压在雷？。电过：电压通过电源线【入户时在SPD两端！。保持一定的电压【（，残压）而这个限【。压又：是电子设备所能接】受的这？两个功能是同时【获得的？即，。在分流过程》中达到限压》使电子设备受到保护！ 《   《  目前防雷工【。程中电源SPD的】设计和？施工不规范的主要问！题有两个一是S【PD接？线，过长国内《外防雷标准凡涉及】电源浪涌保护器（】SPD）的安装时都！强调：接线要短《直，其总长度《不超过0.5—m但大多情》况接线长度都—超过：1m甚至有》长达（4～5—）m的；二是多级】SP：D安装时的能量【配合：不当对这两个问【题，的忽视导致有些【建，筑物：内，部虽安装了SPD】仍出现其内的电子设！备遭雷？击，损坏的现象 ！     —图，5.4.3-2当S！PD与被保护设备】连接时最终有—效保护水平》Up/？f应考虑连接导线的！感应电压《降△US《PD最终的有效电压！保护水平Up/f为！ —    ！。 式中？△，USPD两端连接导！。线的：感应电压降》 — —。 ，   ？式中L？为两段导线的—电感量（μH）【。； ？。      ！     》。为流入？SPD雷电流—陡度 《     当！。SPD流《过部：分雷：电流时可假定△U】＝1kV/m或者】考，虑，20：％的：裕量 】    当S—PD仅流过感应电流！时则：△U可以忽略 ！ ？    也可改进S！PD的电《路连接采用凯文接线！法见图11 — ： ：     9款【SP：D在工？作，时SPD安装位置】。处，的线对地电压限制】在Up若SP—D和被保护设—备间的线路太长【。浪涌的传播将会产生！振荡现象设备端产】生的振？荡电压？值会增至2Up即】使，。选，择，了Up≤《Uw振荡仍能引起】被保护？设备失？效 】。 ，。 图11  ！凯文接线法 【    【 保护距离L—po是SPD和设】备间线路的最—大长度在此限度内S！PD有效保护了设】备若线路长度小【于10m或者Up/！f，。＜Uw？/2时保护》距，离可以不考虑若线路！长度大于10m且U！p/：f，。＞Uw/2时—保护距离可》以由公式估算 【 —。 ， ？   ？。  式中k＝2【5（V/m） ！     公式！。引自雷电防护  】第4部分建筑—物内电气和电子系】统GB/T 217！14.？4，-2：008？（IEC《。 ，62305-42】0，06IDT）第【D.2.3条 】   —  当？建筑物或《附近建筑物地—面遭受雷击时会在S！。PD与？被保护？设备构成的回路内感！应，出过电压它》加于Up上降—低了：SPD的保》护效果感应过电压】。。随，。线路长度《、保护地PE与相线！的距离？。、电源线与》。信号线间的回路面积！的尺寸增加而增【大，随空间屏蔽》、线路屏蔽效—率的提高而减小 】     ！保护距？离Lpi是》SPD与被保护【设备间最大线—路长度？在此距？。离内SPD对被保护！设备的保《护才：是有效的因此应考】虑感应保护距离【Lpi当雷电产生】的磁场极《强时应减小SPD与！设备间的距离也【可采取措施减—。小，磁场强度如建—筑，物（L？PZ1）或房间（L！PZ2？等后续？防护区域）采用空】间屏蔽使用》屏蔽电缆或电缆管道！对线：路进：行屏蔽等 】  ？   ？当采用了上述—屏蔽措？施后可以不考虑【感应保护距离Lp】i， —    当S—。。PD与被保护设备间！的线路长、线—路未屏蔽《、回：路面积大时应考【虑感应保护距—离LpiLpi用下！列公式估算 ！ 》  《   式《中h：＝30000×K】。s1×Ks2—×Ks？3（V？/m） 《    】 ，公式引自雷电—防护：  第？4部分建《筑物内电《气，和，电子：系统GB/T 2】1714《.4-？2008（》IEC 6》。230？5-：42006 IDT！。），第D.2.4条 ！。 ？     I—EC 6《2305-4第二版！修，订草案（FDIS】版）附？。录C中不再》计算振荡保护距离】和感：应保护距离而是对】Up/f作出以下规！定 《     【1 ： SPD和设备间的！电路长度可忽略【不计时（如》SPD安装》在设备端口）U【p，/，。f≤Uw ！     2—  SPD和设【备间的电路长—度不大？于10米《时（：如SP？D安装在二级配电箱！。或插座？处）Up/f—≤0.8Uw当内部！系统故障会》导致人？身伤害？或公共服务损失【时，应考虑？振荡导致的两—倍，电压并要求满—足Up/f》≤Uw/2 —  —。   3  SPD！和设备？间的电路长》度大于？10m？时，（如SP《D安装？在建筑物入口处或某！些情况下《。二级配电箱处）【 — ， 》    式中Uw】被保护设备的绝缘】耐冲击电压额定值（！。。kV：）； ？ ？ ：       【   Ui》雷击建筑物上或附】近时SPD》与被保护设备间线】路回：路，的，感应过电压（kV）！ ？  《   鉴于IEC ！62305-4第】二版在本规》范修订完成时尚【未，成，为正式标准》本规范仍采》用已等同采纳为国标！的I：。EC 6《2，3，05-？42006中的【有关计算方法— 》     1—0款在一条线路【上级联选择》和安装两个以上的浪！涌保护？器（SPD）—时应当达到多级【电源S？PD的能量协调配合！ 《     雷【电电磁？脉冲（LEMP）】和操作过电压会【危及敏？感的电子信息—系统除了采》。取第5？章，其他措施外为了避】免雷电和操作引起】的浪涌通过配—电线路损害电子设】备按IE《C防雷分区的观点通！常在配电线穿—。越防雷区域（—LPZ？）界面处安》装浪涌保《护器（SP》D）如果线路—穿越多？个防雷区域》宜在每个区域界面】。处安装一《个电源SPD（图】1）这些SPD除了！注意接线方式外还】应该：。对它们进行精心选】择并使之能量—配合以？便按：照，各SPD《的能量耐受》能力：分摊雷电《流把雷电《流导引入地使—雷电威胁值减少【。到受保护设备的【抗扰度之《下达到？保护电子系统的效果！这就是多级电源【SPD的能量—配合 》 ！图1：2  低压配电【线路：穿越两个《防雷区域时在边【界安装SPD示例】 《    》 有效的《能，。量配合应考虑—各SPD的特—性、安装地点的雷电！威胁值以及受保护】设备的特性》SPD？和设备的特性可从产！品，说明书中获得雷电】威胁：。。值主要考虑直接雷击！中的首次短》雷击后续短》。时雷击陡度虽—。大但其幅值、单位能！量和：电，荷量均较首次—短，雷击小而长》雷击只是SPDⅠ】类，测试电流的一个附】加负荷？因素在SPD—的，能量配合过程—中可以不予考虑因此！只要：SPD系统能—防，御直接雷《击中的首次短雷【击其他形式的—雷击将不至于构成】威胁 》     1】  配合的》目的 【     电—源S：PD能量配合—的目的？是利用SPD的泄】流和：限压作用把出现【在配电线路上的雷】电、操作等》浪涌电流安》全地引导入地使电子！信息系统获得保护】只要对于所有的浪涌！过电压和《过电流S《PD保护系统中任何！一个SP《D所耗散的》能量不超出》各自的耐受》能力就实现了—能量配合 》。    】 2：  能量《。配合：的方法 ！  ：  S？PD之间《可以采用下列—方法之一进行配合】 《  ？ ，      1【。），伏安特性配合 】 ： ，    《  ：   这种方法基】于，SPD的静态伏安特！性适用？于限压型SP—D的配？。合该：法对电流波形不是特！。。别，敏感也不需要去耦】。元件线路《上，的分布阻《抗本身就有一定的】去耦：作，用 》 ， ，        2！。）使用专门的去耦】元件配合 — 《    《    为了—达到配合《的目的可《以使用具有》足够的浪涌》耐受能力《的集中？。元件作去耦元件（】其中：电阻元件主要用于】信息系？统，中而电感元件主【要用于电源系统【中）如果《采，用电感？去耦电流陡度是【决定性的参数—电感值和电流陡度越！大越易？实现能？量配合 】  ：       【3）用触发型—。。的SP？D配合 】      —   触发》型的SPD可以【用来：实现SPD的—配合触发型S—PD的电子触—发电：路应当保证》被，。配合的后续》SPD的能量—耐受能力《不会被超出这个方】法也不需《要去耦元《件 ？  》   3  SPD！配合的基《本模型和原理 】     】SPD配合》的基：。本模型见图》13：图中以两级SPD】为例说明SPD【配合：。的原理配电》系统中两《级，SPD的两种配【合方式？介绍如下《 ，    】 ●两个限》。压型：SPD的配》合； 】    ●开关【型SPD和限压【型SPD《的配合 《 ： ：     这两【种配合共同》的特点是《 ？ 【 图13 — S：PD能量配合电路模！型 —。   ？    《  1）前级S【PD1的泄流能力】。。应，比后：级，。。S，PD2的大得多【即通流？量大得多《（比如SPD—1应泄？去80％以上—的雷电流）》； ： ，     】    2》）去耦元件》可采用集中》元件也可利》用，。两级SP《。D，之间连接《导线的分布》电感（该分布电【感的：值应足够大）—； 《    —     3）最】后一级SPD的【限压应小于》被保：护设备？的耐：受电：压 》      【。   这两种配合不！同，的特点？是 》   《   ？   1）两个限压！型SPD《的伏安特性都是连】续的：（例如？MOV或《抑制二极管）当两】个，限压型SPD标称】。导通电压（Un）相！同且能量配》合正确时由于—线路自身电感或串联！去，耦元件LDE的阻】流作：用输入的浪涌上【升达到SPD1启】动电压并使之导【通时SPD2不【可能同时导通只有】当浪涌电压》继续上？升流：过SPD1的电流增！大使SPD1的【残，压，上升：SPD2两端电【压随之上升》达到SPD2的启动！电压：时SPD2才导【通只要通过各S【PD的浪涌能量都】不，超过各？自的耐？受能力就实现了能量！配合 《 《  ：   ？   2）开—关型SPD1和限压！型SPD2配合时】SPD1的伏安特】。性不连续（例如火】花间隙（SG—）、气体放电管【（GDT）半导【体闸流管、可—。控硅整流器、三端双！向可控硅《开关元件等）后续S！PD2？的伏安特性连续【图14说明了—。这两种SP》D能量？配合的？基本原则当》浪涌输入《时，由于S？。。PD1？（SG）《的触发电压较高【SP：D2将首《先达：。到启动电压而—。导通随着浪涌电压继！续上：。升流过S《P，D2的电流增大【使S：PD2的两端—电压u2（残压【）上升当SPD1】的两端？电压：u1（等于SPD2！两端的残压u—2与：去耦元件《两端动态压降uDE！之和）超过SG的动！态火花放电电压uS！。PARK即》u1=u2+—uDE≥《。USPARK时S】G就：会点火？。导通只？要通过SPD—2的浪涌电流—能量未超《出其耐？受能力？之前SG触发导通】就实现？了能量配合否则没实！现，能量：配合这一切取—决于M？OV的特性和入【侵的浪涌《电流的陡度》、幅度和去耦—元件的大小此外这】种配合？还通过SPD1的】开关特性《缩短10/350】μs的初始》冲击电？。流的半值时》间大大减《小了：后续SPD的负【荷值得注意的是SP！D1点火导》通之前SPD2将】承受全部《雷，电流：。 ， ！ 图14  S】G和MOV的—能量配合原理 】     】4  去《耦元件的选择 【  —   ？如果电源SP—D系统采用线路【的，分布电感进行能量配！合其电？感大小与线路布设和！长度有关线路单位】长度分布电》感可以用下》述方法近似》。估算两？根导线？（相线和地线）在】同一个电缆中电感】大约为0.》5到1μH/—。m（取决于》导线的？截，面积：）；两根分》开的导线《应当假？定单位长度导线【。有更大的电感值【（取决于两根导线之！间的距离）》则去耦电《感为单位长度分【布电感与长度—的积因此为了配【合必须有最小线路】长度要求如不满【足，要求就须加去耦元】件（电感或》电阻） — 5.4.4 ！ 2款是根据低压】电涌保护器 — 第22部分电【信和信号网络的电涌！保护器（SPD）】选择和使用》。导则GB/T 【18：80：2.2？2-：200？8，（IEC《 6：1643-22【2004I》DT）标准的—第7.3.1条第1！款，编写的图5》.4.4是根据GB！。/T ？18802.—22-200—8图3编写的 ！ ，   《  3款表5.【4.4是《根据低压电涌保护】器  ？第22？部分电信和》信号网络的电涌【保护器（《SPD）《选择：和使用导则GB/T！ 18802.22！-2008标准【的第7？。.3.1条》第2款？表3编写的 — ，