浪涌保护器的工作原理和应用

浪涌保护器是一种用于限制瞬态过电压和泄放浪涌电流的装置，主要用于保护低压电力系统和电子设备免受雷击或其他因素引起的电压冲击的损害。浪涌保护器的工作原理是利用其内部的非线性元件，在正常状态下呈现高阻抗，不影响电路的正常运行；在出现过电压时，迅速变为低阻抗，将过电压导向地线或其他回路，从而将电压限制在设备所能承受的范围内。过电压消失后，浪涌保护器恢复高阻状态，继续提供保护。

浪涌保护器的应用领域非常广泛，包括建筑物、通信、工业、交通、能源等各个行业。在这些行业中，浪涌保护器需要根据不同的系统特点和要求进行合理的设计和选型，以达到最佳的保护效果。

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地凯科技将重点介绍水电和电力行业的浪涌保护器方案。

水电行业是指利用水资源发电或提供水利服务的行业，包括水力发电、水库、水利工程、水处理等。水电行业的特点是设备分布广泛，线路复杂，易受雷击和其他干扰影响。因此，水电行业需要采取全面的防雷和浪涌保护措施，以确保设备和人员的安全。

根据国家标准GB/T 18802.11-20202，水电行业可以根据不同的防护等级和区域划分为一级、二级和三级防护区域。一级防护区域是指直接受雷击或感应雷击危险最高的区域，如变压器、发电机、输电线路等；二级防护区域是指间接受雷击或感应雷击危险较高的区域，如配电柜、控制室、监控系统等；三级防护区域是指间接受雷击或感应雷击危险较低的区域，如终端设备、仪表、传感器等。

在一级防护区域，需要安装一级浪涌保护器（SPD），以承受直接雷击或感应雷击产生的大电流冲击。一级SPD应具有较高的冲击电流Iimp（≥12.5kA）和标称放电电流In（≥20kA）能力，并且最大持续工作电压Uc应与被保护系统相匹配。一级SPD应安装在主配电箱或变压器出线处，并且连接导线应尽可能短而直。

在二级防护区域，需要安装二级SPD，以限制由一级SPD未能完全消除的过电压波动。二级SPD浪涌保护器应具有较高的标称放电电流In（≥40kA）能力，并且最大持续工作电压Uc应与被保护系统相匹配。二级SPD应安装在分配柜或控制柜中，并且连接导线长度不宜超过0.5m。

在三级防护区域，需要安装三级SPD，以保护对过电压敏感的终端设备或仪器仪表。三级SPD应具有较低的电压保护水平Up（≤1.5kV）和标称放电电流In（≥5kA）能力，并且最大持续工作电压Uc应与被保护设备相匹配。三级SPD应安装在设备或仪器仪表的近端，并且连接导线长度不宜超过0.2m3。

在水电行业中，还需要注意以下几点：

SPD浪涌保护器应根据不同的接地制式（如TN、TT、IT等）选择合适的接线方式，如L-N、L-PE、N-PE等3。

SPD应根据不同的电源类型（如交流、直流、信号等）选择合适的产品类型，如AC、DC、PV、SIGNAL等。

SPD应根据现场的环境条件（如温度、湿度、污染等）选择合适的防护等级（如IP20、IP65等）和防爆等级（如Exd、Exe等）。

SPD应配备过电流保护器件（如熔断器、断路器等），以防止SPD发生故障时造成短路或火灾。

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SPD浪涌保护器应配备状态指示器或遥信接口，以便及时监测和报警SPD的工作状态。

电力行业是指从发电到输配电再到用电的整个过程，包括火力发电、核能发电、风力发电、太阳能发电等各种形式的发电方式，以及高压输电线路、变电站、配电网等各种形式的输配电方式。电力行业的特点是设备价值高，运行要求严，易受雷击和其他干扰影响。因此，电力行业需要采取全面的防雷和浪涌保护措施，以确保供电的可靠性和安全性。

根据国家标准GB/T 18802.11-20202，电力行业可以根据不同的防护等级和区域划分为一级、二级和三级防护区域。一级防护区域是指直接受雷击或感应雷击危险最高的区域，如发电机组、变压器组、输电线路等；二级防护区域是指间接受雷击或感应雷击危险较高的区域，如变压器出线柜、母线柜、馈线柜等；三级防护区域是指间接受雷击或感应雷击危险较低的区域，如控制柜、终端设备、仪表等。

在一级防护区域，需要安装一级SPD，以承受直接雷击或感应雷击产生的大电流冲击。一级SPD应具有较高的冲击电流Iimp（≥25kA）和标称放电电流In（≥50kA）能力，并且最大持续工作电压Uc应与被保护系统相匹配。一级SPD应安装在发电机组或变压器组出线处，并且连接导线应尽可能短而直。

在二级防护区域，需要安装二级SPD，以限制由一级SPD未能完全消除的过电压波动。二级SPD浪涌保护器应具有较高的标称放电电流In（≥100kA）能力，并且最大持续工作电压Uc应与被保护系统相匹配。二级SPD应安装在变压器出线柜或母线柜中，并且连接导线长度不宜超过1m。

在三级防护区域，需要安装三级SPD，以保护对过电压敏感的终端设备或仪器仪表。三级SPD应具有较低的电压保护水平Up（≤2.5kV）和标称放电电流In（≥10kA）能力，并且最大持续工作电压Uc应与被保护设备相匹配。三级SPD应安装在控制柜或设备的近端，并且连接导线长度不宜超过0.5m。

在电力行业中，还需要注意以下几点：

SP浪涌保护器应根据不同的接地制式（如TN、TT、IT等）选择合适的接线方式，如L-N、L-PE、N-PE等。

SPD应根据不同的电源类型（如交流、直流、信号等）选择合适的产品类型，如AC、DC、PV、SIGNAL等。

SPD应根据现场的环境条件（如温度、湿度、污染等）选择合适的防护等级（如IP20、IP65等）和防爆等级（如Exd、Exe等）。

SPD应配备过电流保护器件（如熔断器、断路器等），以防止SPD发生故障时造成短路或火灾。

SPD应配备状态指示器或遥信接口，以便及时监测和报警SPD的工作状态。

总之，地凯科技浪涌保护器是一种重要的防雷和浪涌保护装置，可以有效地保护水电和电力行业的设备和系统免受过电压的危害。浪涌保护器的设计和选型应根据不同的防护区域、系统特点和要求进行，以达到最佳的保护效果。浪涌保护器的安装和使用也应遵循相关的国家标准和规范，以确保其正常和安全地工作。

审核编辑 黄宇