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《-44200—。7第444.4【.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TN-《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T—N-：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220/380V！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50Hz【基，波及其谐波的—干扰设置有UP【S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 ：16895.10】-20？10/IEC 【6，0364-4—-4：42007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53【4节过电压保—护电器？GB 1689【5.：2，2-2？004（idt I！。EC 60》364-《5-5320—01  《A12002）【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】TN：-，。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》SPD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，PD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LPZ！0A或LPZ0B与！。LPZ？。1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U《P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1】0/：350μ《s，波形的最大冲击电流！。。Iimp（Ⅰ—类）试验《的SP？D，。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SPD】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SP—D，。未能将电《压保护水平UP限】制在2.5k—V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SP】D应为通过8/2】0μs波形标称放电！电流In（》Ⅱ类）试验的—SPD并能将电压保！护水平UP》限制在约2k—V，。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S！P，D应为通过》8/20《。μs：波形标称放电—电流I？。n试验或复合—波Ⅲ类试验的SPD！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SPD如果—。保护水？平UP不大》于2.？5，kV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（L？PZ1边界》）总配电箱》内安装SPD1；】要确定内《部被保护系统的冲】击耐受电《压Uw选择SPD1！的，保，护水平？UP：1使有效保》护水平up/—f，≤Uw？根据本条9》款规定检查或估算振！荡保护距离Lp【。0/1和感应—保护：距离Lp《i/1若《满足UP/f—≤Uw而且S—PD1与被保—护设备？间线路长度小于L】p0/1和Lpi】。/1则S《PD1有《效地：保护了设备否则应设！置，SPD2《在靠近被保》。护设备（《LPZ2边界—）的分配电箱—内设置S《。P，D2：；选择S《PD2？的保护水平》Up2使有效保护】水平Up/f≤【Uw检查或》估算振荡保护距离】Lp：0/：。。。2，和感应保护距离【L，p，。i/2？。若满足有效保护水平！Up/f≤Uw而】且S：PD2与被保—。护设备间线路长度小！。于Lp0/2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S【。。PD3该《SPD应与S—PD：。1和SPD2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Iimp等于【或大于12.5k】A是根据G》B 16895.】22-？。20：04的规定》 ？   》 ， 6款对于开关型】。SPD1至》限压型SPD—2之间的线》距应大于10m和S！PD2至限压型【SPD3《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S】PD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 16895.！22-2004【的规定？I，imp？值应大于《或，等于12.5k【A所：以表：。5.4.3-—。3中在LP》Z0与LPZ1【边界：的总：配电箱处C》。、D等级《的Iimp》参数推荐《值，为，1，2，.5kA1》2.5？kA这个《Iim？p值是？IEC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—I，imp应《适当：有所提高所》以A级的Iim【p参数推《荐，值为2？0kA；B级Ii】mp推荐值为15k！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】/20？μs）的限压型浪】涌保护器所》以本规范推荐在LP！Z0：与LP？Z，1边界的《总配电箱也可—。选用经Ⅱ类试—验，（波形8/2—0μs）《的浪涌保护器A级I！n≥80kA—、B级？In≥60kA【、C级In≥—50kA、D级I】n≥：50k？A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【LPZ？1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S《PD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；SPD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》S，PD：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（LE—。MP）是《敏，感电子？设备遭受《雷害的主要原因L】EMP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LEMP入侵！最主要的渠》道之一安《装电源SPD是【防御L？EMP从《配电线这《条渠道入《侵的重要措施正确安！装的SP《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SPD】不仅不能防御入【侵的LEMP连SP！D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SPD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0.5m》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SPD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SPD与被—。保护设备连接时最】终有效？保护水平U》p，/f应？考虑连接导线的感】应电压降△USP】D，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SP】D，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：SPD仅流过感应电！流时则△《U可：以忽略 ！    也》可改进？SPD的电路连接】采用凯文《接线法见图1—1   ！  9款《。SPD在工作时【SPD安《装位置处的线对地】电压限制在Up若】。S，PD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Lpo是【SPD和设备—间线路的最大—长度在此《限度内SPD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10》m且Up/》f＞Uw/2时【保护：距离可以由公式【估算： 【 ？  ？   式中k＝25！（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 21714.！4-2？00：8（IEC —。62305-420！06ID《T）第D《.2.3条 】     【当建筑物或附近【建，筑物地面遭受雷击时！。会在SPD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S！PD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S】PD：与被保护设》备间最大线路—长度：在此距？离内S？。PD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S：PD与？。。设备间的距离也【可采取措施减小磁场！。强度：如建：筑物：（LPZ《1）或房《间（LPZ2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Lpi— ，   【  当SPD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，L，piLpi用下列公！式，估算： 《。  ！   式中h＝30！。000×Ks1×】Ks2×Ks3（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 2171【4.4？-2008》（IEC 623】05-420—06 IDT—。）第D.2》.4条 》 《    《IEC 6230】5，-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）？Up/f≤Uw 】  —。   2 》 SPD和设—备间的？电路长度《不大于？10米时《（如SPD》安装在二级配电箱或！插座处）Up/f】≤0.8《Uw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  S—PD：和，设备间的电路长度大！于10m时》。（如S？PD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S：PD：与被保护设》备间线路回路的感】应过：电压（？kV） 《 ？    》 鉴于I《EC 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IEC！ 623《05-42》0，06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：SPD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IEC—。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（】SPD）《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S：PD：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！12  低压配电】线路穿越两个—防雷区域时在—边界安装S》PD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—SP：D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S！PDⅠ类测试电流的！一个附加负荷—因素在S《PD的能量》配合过程中》可以不予考虑因此】只，要SP？D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SPD—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SPD《保护系统中任何【一个SPD》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 【 ：    SPD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S》PD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S：。PD配合 ！  ：       触发！型的SPD》可以用？来实现？SPD的配合触发型！SPD？的电子触发》电路：应当保？证被配合的后续S】PD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 【 ？     S【PD配合的基—本，模型见图13图中以！两级S？P，D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【S，PD和限压型SP】D的配？合 —     这两种】配合共同的特点是 ！ ， — 图13【  SPD能量配】合电路模型 】 ，    》。 ，    1）—前级SP《D1的？泄流能力应比后级S！PD2的大得—多即通？流量大得多（比【如SPD1应泄去8！0％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！（U：n）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？L，。DE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S【PD1的电》流增大使SP—D1的残压上升【SPD2两端电【压随之上升达到S】P，D2：的启动电压时SP】D，2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SPD《1和限？压，型S：PD2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SPD能量配合的！基本原则当》浪涌输入时由于S】。PD1（S》G）：的，触发电？压较高SPD2将首！先达到启动电压而】。导通随着浪涌电压】继续上升《流过：SPD2《的电流增大》使SPD2的—两端电压u2—（残压）上》升当SPD1的两端！电压u1（等于SP！D2两端的残—压u2与去耦—元件两端动态压【降u：。DE之和《）超过SG的动态】火花：放电电压uSPA】RK即？u1：=u2+uDE≥U！SPARK时SG】就会点火《导通只要通过S【PD2？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，MOV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：10/350μs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SPD【1点火？。。导通之前S》PD2将承受全部】雷电流 】 》 图14  【SG和MOV的【能量：配合原理《  【。  ： ，4  去耦元—件的选择 【   》  ：如果电？源SPD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1μ？。。H，/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（S】PD）选《择和使用导》则GB/T 18】80：2.22-》2008（I—EC 616—43-222—004IDT）标】准的第？7.3.1》条第1款《编，写的图5.4.4】是根据GB/T【 1880》2.：2，2-200》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【（SP？D）选？择和使用导则GB】/T 1880【2，.22-200【8标准的第7—。.3.1条第2款表！3编写的 —