每年有數(shù)十萬起雷擊和過電壓造成的損壞，造成的損失高達數(shù)千萬元。過壓保護裝置是電氣裝置綜合保護概念的一部分，可以可靠地防止過壓造成的損壞。

過電壓損壞

過電壓是小于千分之一秒的短暫電壓峰值，超過電氣設(shè)備允許的設(shè)計工作電壓的許多倍。 此類過電壓事件通常是由雷擊、靜電放電或電網(wǎng)切換操作引起的，并且非常危險。

三級保護

應(yīng)根據(jù)安裝現(xiàn)場的用電負荷選擇保護裝置。這個概念可以實施適合當(dāng)?shù)貤l件和個人要求的過電壓和雷電保護措施。

滿足任何要求的正確設(shè)備

區(qū)分過壓保護裝置的其他特性包括其額定浪涌容量和可實現(xiàn)的保護水平。

1 型避雷器：防止由直接或間接雷擊觸發(fā)的過電壓和大電流

2 型避雷器：防止由電氣開關(guān)操作觸發(fā)的過電壓

3 類浪涌保護裝置：保護電氣負載免受過壓

過壓保護

當(dāng)系統(tǒng)中的電壓超過其額定電壓時，稱為過電壓。 這種過電壓可能是瞬時的或持續(xù)的。 電力系統(tǒng)中產(chǎn)生過電壓的主要原因可以方便地分為兩類，即內(nèi)部和外部。內(nèi)部過電壓源于系統(tǒng)本身，而外部過電壓是由于線路上的雷電造成的。

電壓浪涌

定義：電壓浪涌的定義是過電壓的突然上升，它會損壞安裝的電氣設(shè)備。線路中的過電壓是由于兩相之間以及相與地之間的電壓升高而發(fā)生的。

電壓浪涌的類型

電站中的過電壓可能由內(nèi)部干擾或大氣噴發(fā)引起。根據(jù)過電壓的產(chǎn)生，電壓浪涌分為兩類。

內(nèi)部過壓

當(dāng)系統(tǒng)中的電壓超過額定電壓時，這種電壓稱為內(nèi)部過電壓。

外部過電壓

由大氣放電（如靜電放電或雷擊）引起的過電壓稱為外部過電壓。

工業(yè)自動化控制柜中的過電壓保護裝置

工業(yè)控制柜控制的自動化設(shè)施依賴于這些機柜中的組件，即使在功率變化的情況下也能可靠地工作。 這些組件包括本地電源、PLC、數(shù)據(jù)記錄器、網(wǎng)絡(luò)和其他通信設(shè)備以及 IO——它們都容易受到電壓浪涌的不利影響。

過壓保護裝置

過電壓（在系統(tǒng)中）一相導(dǎo)體和大地之間或相導(dǎo)體之間的任何電壓，其峰值超過國際電工詞匯（IEV 604-03-09）中設(shè)備定義的高電壓的相應(yīng)峰值。

對電氣裝置的影響

雷電尤其會損壞電氣和電子系統(tǒng)：住宅和工業(yè)場所中的變壓器，電表和電器。

修復(fù)雷擊造成的損壞的成本非常高。

雷擊影響

閃電是一種高頻電氣現(xiàn)象，會導(dǎo)致所有導(dǎo)電物品，尤其是電纜和設(shè)備上的過電壓。

雷電波的表征

對現(xiàn)象的分析允許定義雷電流和電壓波的類型。

保護建筑物免受雷擊的系統(tǒng)必須包括：

保護建筑物免受直接雷擊；

防止電氣設(shè)備遭受直接和間接的雷擊。

建筑防護系統(tǒng)

建筑物保護系統(tǒng)的作用是防止其遭受直接雷擊。

該系統(tǒng)包括：

捕獲裝置：防雷系統(tǒng)；

引下線，用于將雷電流傳輸?shù)降孛妫?/span>

“魚尾紋"地線連接在一起；

所有金屬框架（等電位連接）和地線之間的鏈接。

當(dāng)雷電流在導(dǎo)體中流動時，如果導(dǎo)體與附近的接地框架之間出現(xiàn)電位差，則后者可能會造成破壞性的閃絡(luò)。

避雷針（簡單桿或帶有觸發(fā)系統(tǒng)）

避雷針是放置在建筑物頂部的金屬捕獲。它由一根或多根導(dǎo)體（通常是銅條）接地。

這些電線在要保護的結(jié)構(gòu)上方伸展。它們用于保護特殊結(jié)構(gòu)：火箭發(fā)射區(qū)、軍事應(yīng)用和高壓架空線保護。

帶網(wǎng)狀籠的避雷針（法拉第籠）

這種保護包括在建筑物周圍對稱地放置許多引下線/膠帶。

這種類型的防雷系統(tǒng)用于高度暴露的建筑物，其中包含非常敏感的裝置。

建筑保護對電氣裝置設(shè)備的影響

建筑物保護系統(tǒng)釋放的 50% 的雷電流會回升到電氣裝置的接地網(wǎng)絡(luò)中。 幀的電位上升經(jīng)常超過各種網(wǎng)絡(luò)（低壓、電信、視頻電纜等）中導(dǎo)體的絕緣耐受能力。

此外，通過引下線的電流會在電氣裝置中產(chǎn)生感應(yīng)過電壓。

防雷-電氣安裝保護系統(tǒng)

電氣裝置保護系統(tǒng)的主要目標(biāo)是將過電壓限制在設(shè)備可接受的值。

電氣安裝保護系統(tǒng)包括：

一個或多個SPD，具體取決于建筑物的配置；

等電位聯(lián)結(jié)：外露導(dǎo)電部件的金屬網(wǎng)。

地凱科技浪涌保護器+電涌保護器（SPD）

電涌保護設(shè)備（SPD）用于電源網(wǎng)絡(luò)，網(wǎng)絡(luò)以及通信和自動控制總線。

電涌保護設(shè)備（SPD）是電氣安裝保護系統(tǒng)的組成部分。

該設(shè)備并聯(lián)在它必須保護的負載的電源電路上。也可用于各級供電網(wǎng)絡(luò)。

這是常用和有效的過電壓保護類型。

SPD 旨在限制來自大氣的瞬態(tài)過電壓并將電流波轉(zhuǎn)移到大地，從而將這種過電壓的幅度限制在對電氣裝置和電氣開關(guān)設(shè)備和控制裝置無害的值。

SPD 必須始終安裝在電氣裝置的起點。

SPD的位置和類型

在安裝開始時要安裝的SPD的類型取決于是否存在防雷系統(tǒng)。 如果建筑物裝有防雷系統(tǒng)（根據(jù)IEC 62305），則應(yīng)安裝1型SPD。

對于在安裝的引入端安裝的SPD，IEC 60364安裝標(biāo)準(zhǔn)為以下2個特征規(guī)定了最小值：

額定放電電流In = 5 kA（8/20）µs；

電壓保護等級UP（在我n）<2.5 kV。

要安裝的其他SPD的數(shù)量取決于：

場地的大小和安裝連接導(dǎo)體的難度在大型站點上，必須在每個子配電柜的輸入端安裝 SPD。

將要保護的敏感負載與輸入端保護設(shè)備分開的距離。當(dāng)負載位于距進線端保護裝置10米以上的位置時，有必要在敏感負載附近提供額外的精細保護。 波浪反射現(xiàn)象從10米開始增加，請參見雷電波的傳播

暴露的風(fēng)險。在非常暴露的位置的情況下，輸入端SPD不能同時確保雷電流的高流量和足夠低的電壓保護水平。特別地，類型1 SPD通常伴隨有類型2 SPD。

保護分布式級別

SPD 的多個保護級別允許在多個 SPD 之間分配能量：

類型1：當(dāng)建筑物在安裝的入口端安裝了防雷系統(tǒng)時，會吸收大量能量；

類型2：吸收殘余過電壓；

類型3：必要時，對非常靠近負載的最敏感設(shè)備提供“精細"保護。

根據(jù)安裝特性的SPD的共同特性

選擇1型SPD

脈沖電流Iimp

沖擊電流 IIMP

在沒有國家規(guī)定或具體規(guī)定要保護的建筑物類型的情況下：沖擊電流 IIMP 根據(jù) IEC 12.5-10-350，每個分支至少應(yīng)為 60364 kA（5/534 µs 波）。

有規(guī)定的地方：

標(biāo)準(zhǔn) IEC 62305-2 定義了 4 個級別：I、II、III 和 IV

選擇2型SPD

大放電電流Imax

大放電電流Imax是根據(jù)相對于建筑物位置的估計暴露水平定義的。

安裝電涌保護器

電涌保護器的連接

SPD 與負載的連接應(yīng)盡可能短，以降低被保護設(shè)備端子上的電壓保護水平（安裝）。

到網(wǎng)絡(luò)和接地端子的SPD連接的總長度不應(yīng)超過50厘米。

導(dǎo)體截面積

建議的最小導(dǎo)體橫截面考慮到：

提供的正常服務(wù)：雷電流波在大電壓降（50 cm 規(guī)則）下的流動。 注意：與 50 Hz 的應(yīng)用不同，雷電現(xiàn)象屬于高頻，導(dǎo)體橫截面的增加并不會大大降低其高頻阻抗。

導(dǎo)體承受的短路電流：在大保護系統(tǒng)切斷時間期間，導(dǎo)體必須承受短路電流。

電涌保護器的布線規(guī)則

1規(guī)則

首先要遵守的規(guī)則是，網(wǎng)絡(luò)（通過外部SCPD）與接地端子塊之間的SPD連接的長度不應(yīng)超過50厘米。

2規(guī)則

受保護的饋線的導(dǎo)體：

應(yīng)連接至外部SCPD或SPD的端子；

應(yīng)與污染的引入導(dǎo)體物理隔離。

3規(guī)則

進線饋線相線、中性線和保護 (PE) 導(dǎo)線應(yīng)并排運行，以減少回路表面。

4規(guī)則

SPD的輸入導(dǎo)體應(yīng)遠離受保護的輸出導(dǎo)體，以免被耦合污染。

5規(guī)則

電纜應(yīng)固定在外殼的金屬部件（如果有）上，以最小化框架回路的表面，從而受益于針對EM干擾的屏蔽作用。在所有情況下，必須檢查配電盤和外殼的框架是否通過非常短的連接接地。最后，如果使用屏蔽電纜，應(yīng)避免使用大長度，因為它們會降低屏蔽效率。

光伏應(yīng)用浪涌保護器

出于各種原因，電氣設(shè)備中可能會發(fā)生過電壓。

原因可能是：

配電網(wǎng)由于雷擊或進行的任何工作。

雷擊（在附近或建筑物和光伏裝置上，或在雷電導(dǎo)體上）。

閃電引起的電場變化。

像所有室外建筑物一樣，光伏裝置也容易遭受雷擊的風(fēng)險，雷擊風(fēng)險因地區(qū)而異。 預(yù)防和系統(tǒng)和設(shè)備應(yīng)到位。

等電位聯(lián)結(jié)保護

首先要采用的保護措施是介質(zhì)（導(dǎo)體），以確保PV裝置的所有導(dǎo)電部件之間的等電位連接。

目的是將所有接地導(dǎo)體和金屬部件連接在一起，從而在已安裝系統(tǒng)的所有點上產(chǎn)生相等的電勢。

通過電涌保護裝置（SPD）進行保護

SPD 對于保護 AC/DC 逆變器、監(jiān)控設(shè)備和 PV 模塊等敏感電氣設(shè)備以及由 230 VAC 配電網(wǎng)絡(luò)供電的其他敏感設(shè)備尤為重要。