隨著科技的發(fā)展，電子產品的種類和應用領域越來越多，但是這些電子產品的耐沖擊電壓水平一般都低于低壓配電裝置，因此它們很容易受到電壓波動的影響，導致性能下降、數(shù)據(jù)丟失、故障甚至損壞。電壓波動又稱為浪涌或瞬態(tài)過電壓，是指在電路中出現(xiàn)的一種瞬時的電壓變化，通常持續(xù)時間在微秒到毫秒的范圍內，幅值可以達到幾千伏甚至幾萬伏。
浪涌的主要來源有兩種：一是雷電，當雷電直擊或感應到電力線路或信號傳輸線時，就會在線路上產生高壓的電流和電壓脈沖，這種脈沖稱為雷電脈沖；二是電力系統(tǒng)的運行，當電力系統(tǒng)發(fā)生開關操作、短路故障、負載變化等情況時，就會在電力線路上產生電壓和電流的波動，這種波動稱為操作過電壓。浪涌的危害主要表現(xiàn)在以下幾個方面：一是對電氣設備的損壞，浪涌會使電氣設備的絕緣或元件受到擊穿或老化，導致設備的壽命縮短或失效；二是對電子設備的損壞，浪涌會使電子設備的芯片或電路板受到燒毀或損壞，導致設備的功能喪失或數(shù)據(jù)丟失；三是對人身的危害，浪涌會使電氣設備或電子設備產生火花或火災，造成人員的傷亡或財產的損失。
為了防止浪涌對電氣設備和電子設備的危害，需要在電力線路和信號傳輸線上安裝浪涌保護器（SPD）。浪涌保護器是一種能夠在瞬態(tài)過電壓作用下，迅速將過電壓泄放到地或其他回路的裝置，從而將電壓限制在設備所能承受的范圍內，保護設備不受浪涌的影響。浪涌保護器的工作原理是利用其內部的非線性元件，如金屬氧化物避雷器（MOA）、氣體放電管（GDT）、壓敏電阻（MOV）、二極管（TVS）等，實現(xiàn)對浪涌的檢測和泄放。浪涌保護器的分類有多種方式，按照其安裝位置可以分為電源線路浪涌保護器（SPD1）、信號傳輸線浪涌保護器（SPD2）和設備端浪涌保護器（SPD3）；按照其防護等級可以分為一級浪涌保護器（SPD1）、二級浪涌保護器（SPD2）和三級浪涌保護器（SPD3）；按照其內部元件可以分為MOA型浪涌保護器、GDT型浪涌保護器、MOV型浪涌保護器、TVS型浪涌保護器等。
低壓配電系統(tǒng)是指電壓等級為1kV以下的配電系統(tǒng)，主要包括低壓配電柜、低壓配電箱、低壓配電線路、低壓用電設備等。低壓配電系統(tǒng)是電力系統(tǒng)的最末端，也是電氣設備和電子設備的直接供電源，因此低壓配電系統(tǒng)的浪涌保護尤為重要。低壓配電系統(tǒng)的浪涌保護需要根據(jù)不同的接地制式、電源線路類型、設備類型等因素進行合理的設計和選擇，以達到佳的防護效果。本文將從低壓配電系統(tǒng)的浪涌保護器的設計和選擇的要點，以及浪涌保護器的自身保護措施等方面進行介紹，為低壓配電系統(tǒng)的浪涌保護提供一些指導和建議。
地凱科技低壓配電系統(tǒng)的浪涌保護器的設計
低壓配電系統(tǒng)的浪涌保護器的設計主要包括浪涌保護器的安裝位置、數(shù)量、參數(shù)等方面的確定，以及浪涌保護器的接線形式、接地方式等方面的選擇。低壓配電系統(tǒng)的浪涌保護器的設計應該遵循以下原則：
- 遵循分級防護的原則。分級防護是指在電力線路和信號傳輸線上按照不同的防護等級和距離設置多級浪涌保護器，形成防護網(wǎng)，從而逐級降低浪涌的幅值和能量，保護設備不受浪涌的影響。一般來說，電力線路上應設置三級浪涌保護器，即在電源進線處設置一級浪涌保護器，用于承受雷電脈沖或其他高能量的浪涌；在分支線路處設置二級浪涌保護器，用于進一步降低浪涌的幅值和能量；在設備端設置三級浪涌保護器，用于消除浪涌的殘余波動，提高設備的抗力。信號傳輸線上也應設置相應的浪涌保護器，根據(jù)信號的類型和特點，選擇合適的防護等級和參數(shù)。分級防護的目的是使浪涌保護器之間形成協(xié)調，避免過度保護或欠保護的情況。
- 遵循最短接線的原則。最短接線是指浪涌保護器的輸入端、輸出端和接地端的導線長度應盡可能的縮短，以減少導線的分布電感和電阻，提高浪涌保護器的響應速度和泄放能力。一般來說，浪涌保護器的導線長度不應超過0.5m，如果條件不允許，可以采用扁平銅排或銅箔等方式降低導線的電感。最短接線的目的是使浪涌保護器能夠及時有效地將浪涌泄放到地或其他回路，避免浪涌在導線上產生反射或耦合的情況。
- 遵循佳接地的原則。佳接地是指浪涌保護器的接地端應與電氣設備和電子設備的接地端連接到同一接地點，形成共同接地，以保證浪涌保護器設備之間的電位平衡，消除浪涌的公共模和差模分量。一般來說，浪涌保護器的接地電阻應小于4Ω，如果條件不允許，可以采用人工接地或增加接地電極等方式降低接地電阻。佳接地的目的是使浪涌保護器能夠有效地將浪涌的能量導入地，避免浪涌在接地系統(tǒng)上產生電位差或回流的情況。
低壓配電系統(tǒng)的浪涌保護器的選擇
低壓配電系統(tǒng)的浪涌保護器的選擇主要包括浪涌保護器的類型、參數(shù)、性能等方面的確定，以及浪涌保護器的品牌、質量、價格等方面的比較（可以選用地凱科技浪涌保護器SPD）。低壓配電系統(tǒng)的浪涌保護器的選擇應該遵循以下原則：
- 遵循適用性的原則。適用性是指浪涌保護器的類型、參數(shù)、性能等應與低壓配電系統(tǒng)的接地制式、電源線路類型、設備類型等相匹配，以滿足低壓配電系統(tǒng)的浪涌保護的需求。一般來說，低壓配電系統(tǒng)的接地制式有三種：TN制、TT制和IT制，不同的接地制式對浪涌保護器的接線形式和參數(shù)有不同的要求。例如，TN制的低壓配電系統(tǒng)應采用L-N、L-PE、N-PE等方式接線的浪涌保護器，其額定電壓應與電源電壓相同，其泄放電流應大于20kA；TT制的低壓配電系統(tǒng)應采用L-PE、N-PE等方式接線的浪涌保護器，其額定電壓應小于電源電壓的80%，其泄放電流應大于10kA；IT制的低壓配電系統(tǒng)應采用L-PE、N-PE等方式接線的浪涌保護器，其額定電壓應小于電源電壓的50%，其泄放電流應大于5kA。低壓配電系統(tǒng)的電源線路類型有兩種：交流電和直流電，不同的電源線路類型對浪涌保護器的內部元件和參數(shù)有不同的要求。
例如，交流電的低壓配電系統(tǒng)應采用MOA型、GDT型或MOV型的浪涌保護器，其大持續(xù)工作電壓應大于電源電壓的1.2倍，其電壓保護水平應小于設備的耐沖擊電壓；直流電的低壓配電系統(tǒng)應采用TVS型的浪涌保護器，其大持續(xù)工作電壓應大于電源電壓的1.5倍，其電壓保護水平應小于設備的耐沖擊電壓。低壓配電系統(tǒng)的設備類型有多種：電氣設備、電子設備、通信設備、控制設備等，不同的設備類型對浪涌保護器的防護等級和參數(shù)有不同的要求。例如，電氣設備的低壓配電系統(tǒng)應采用一級或二級的浪涌保護器，其泄放電流應大于10kA，其響應時間應小于25ns；電子設備的低壓配電系統(tǒng)應采用二級或三級的浪涌保護器，其泄放電流應大于5kA，其響應時間應小于1ns；通信設備的低壓配電系統(tǒng)應采用二級或三級的浪涌保護器，其泄放電流應大于2kA，其響應時間應小于0.5ns；控制設備的低壓配電系統(tǒng)應采用三級的浪涌保護器，其泄放電流應大于1kA，其響應時間應小于0.1ns。適用性的目的是使浪涌保護器能夠適應低壓配電系統(tǒng)的工作環(huán)境和條件，避免浪涌保護器的過載或失效的情況。
- 遵循可靠性的原則。可靠性是指浪涌保護器的品牌、質量、價格等應具有一定的保證，以確保浪涌保護器的正常工作和長期使用。一般來說，浪涌保護器的品牌應選擇有一定度和信譽的廠家或供應商，以便獲取浪涌保護器的相關資料和服務；浪涌保護器的質量應選擇符合國家或行業(yè)的相關標準和規(guī)范的產品，以便保證浪涌保護器的性能和安全；浪涌保護器的價格應選擇合理和適中的產品，以便在滿足浪涌保護的需求的同時，節(jié)約成本和資源。可靠性的目的是使浪涌保護器能夠穩(wěn)定和持久地發(fā)揮其防護作用，避免浪涌保護器的損壞或更換的情況。
低壓配電系統(tǒng)的浪涌保護器的自身保護
浪涌保護器的自身保護是指浪涌保護器在承受浪涌的過程中，能夠對自身的狀態(tài)進行監(jiān)測和控制，以防止浪涌保護器的過熱、短路、斷路或開路等異常情況，以保證浪涌保護器的正常工作和安全。浪涌保護器的自身保護主要包括以下幾個方面：
- 溫度保護。溫度保護是指浪涌保護器內部的非線性元件在承受浪涌時，會產生一定的熱量，導致元件的溫度升高，如果溫度超過元件的額定值，就會造成元件的損壞或失效。為了防止這種情況，浪涌保護器應設置溫度保護裝置，如熱敏電阻、熱斷路器、熔斷器等，當元件的溫度達到一定的閾值時，能夠自動切斷或隔離元件的電路，從而保護元件不受過熱的影響。
- 短路保護。短路保護是指浪涌保護器在泄放浪涌時，會產生一定的電弧，導致元件的電阻降低，如果電弧持續(xù)時間過長，就會造成元件的短路或燒毀。為了防止這種情況，浪涌保護器應設置短路保護裝置，如斷路器、保險絲、限流器等，當元件的電流達到一定的閾值時，能夠自動切斷或限制元件的電路，從而保護元件不受短路的影響。
- 斷路保護。斷路保護是指浪涌保護器在承受多次浪涌后，會產生一定的老化，導致元件的性能下降，如果元件的性能低于一定的標準，就會造成元件的斷路或失效。為了防止這種情況，浪涌保護器應設置斷路保護裝置，如狀態(tài)指示器、遙信輸出、故障報警等，當元件的性能達到一定的閾值時，能夠自動顯示或通知元件的狀態(tài)，從而提醒用戶及時更換或維修元件。
浪涌保護器的自身保護的目的是使浪涌保護器能夠自我監(jiān)測和控制，避免浪涌保護器的異常或故障的情況。
本文介紹了地凱科技低壓配電系統(tǒng)中，浪涌保護器的設計和選擇的要點，以及浪涌保護器的自身保護措施。參考了《建筑物防雷設計規(guī)范》GB 50057-2010和《交流電氣裝置的過電壓保護和絕緣配合設計規(guī)范》GB/T 50064-2014等相關標準和規(guī)范，旨在為低壓配電系統(tǒng)的浪涌保護提供一些指導和建議。低壓配電系統(tǒng)的浪涌保護是一項重要的工程技術，需要根據(jù)不同的工程實際情況，進行合理的設計和選擇，以達到佳的防護效果，保護電氣設備和電子設備免受浪涌的危害，提高低壓配電系統(tǒng)的安全和可靠性。
