不同供电系统下SPD浪涌保护器的选型方案

浪涌保护器（SPD）是一种用于保护电气设备免受电力系统突发的电压浪涌或过电压等干扰的重要装置。在选择浪涌保护器（SPD）时，会有1P、1P+N、2P、3P、3P+N、4P等不同类型的产品，其中“P”是低压电器的一个专业术语，英文“pole”的缩写，意思是极数。在不同供电系统下，浪涌保护器（SPD）的用途、接线、价格等都是不同的，因此，了解各类型SPD的用途和选型十分重要。

一、供电系统的分类

供电系统是指从发电厂到用户终端之间的所有设备和线路的总称。根据供电系统中中性点的接地方式和负载中性点与地之间的连接方式，可以将供电系统分为以下几种类型：

IT系统：中性点不接地或通过高阻抗接地，负载中性点不直接接地。

TT系统：中性点直接接地，负载中性点也直接接地，但两者之间没有公共连接点。

TN系统：中性点直接接地，负载中性点通过中性线与中性点相连。根据中性线和保护线是否分开，又可分为TN-C、TN-S和TN-C-S三种子类型。

其他类型：如IT-TN、IT-TT等混合型供电系统。

不同类型的供电系统对应着不同的过电压来源和保护需求。例如，在IT系统中，由于中性点不接地或通过高阻抗接地，因此当一相发生单相接地故障时，并不会产生大的短路电流，也不会引起其他相的过电压。但是当两相同时发生接地故障时，就会造成两相之间和其他相对地之间的过电压。因此，在IT系统中，需要对每一相对地进行保护。

二、浪涌保护器（SPD）的保护模式

浪涌保护器（SPD）可连接在L (相线)、N (中性线)、PE（保护线）间，如L-L、L-N、L-PE、N-PE等。这些连接方式称作保护模式，它们与供电系统的接地类型有关。通常有以下几种常见的保护模式：

共模模式：指保护模块接在相线与保护线（L-PE）、中性线与保护线（N-PE）之间的保护模式。共模模块保护的是设备内电路和器件对地的绝缘。

差模模式：指保护模块接在相线与相线（L-L）之间或相线与中性线（L-N）之间的保护模式。差模模块保护的是设备两个输入端之间的电路和器件本身。

“3+1”模式：指三个相线对中性线（L-N）模块是差模模块，一个中性线对保护线（N-PE）模块是共模模块。在“3+1”接法里，各相对地（L-PE）保护是由差模模块和共模模块共同实现的。

全保护模式：指既有共模模式又有差模模式。全保护模式需三相7个模块，不包括相与相间模块。全保护模式的浪涌保护器（SPD）的优点是对浪涌电流经过的所有可能的线路都进行了保护。

三、地凯科技浪涌保护器（SPD）的选型原则

在不同供电系统下，浪涌保护器（SPD）的选型应遵循以下原则：

根据供电系统的类型和接地方式，选择合适的保护模式和接线方式。例如，在TN-S系统中，可以选择4P或3P+N型的浪涌保护器（SPD），并采用全保护模式；在IT系统中，可以选择3P型的浪涌保护器（SPD），并采用共模模式。

根据被保护设备的耐受电压和供电电压，选择合适的最大连续工作电压UC和电压保护水平UP。最大连续工作电压UC是指浪涌保护器（SPD）可以持续加在其上而不会造成特性变化和激活的最大电压。电压保护水平UP是指在标称放电电流作用时测量到的浪涌保护器（SPD）两端的最大电压。为了使被保护设备不受过电压的危害，应使被保护设备的耐受电压大于浪涌保护器（SPD）的电压保护水平UP。

根据供电系统中可能出现的雷击强度和过电压干扰频率，选择合适的标称放电电流In或冲击电流Iimp。标称放电电流In是指浪涌保护器（SPD）可以通过2次8/20μs波形的峰值电流而不受损坏。冲击电流Iimp是指浪涌保护器（SPD）可以通过1次10/350μs波形的峰值电流而不受损坏。一般来说，雷击强度越高，过电压干扰频率越高，就应选择放电能力越大的浪涌保护器（SPD）。

四、不同供电系统下浪涌保护器（SPD）的选型示例

为了更好地理解不同供电系统下浪涌保护器（SPD）的选型方法，地凯科技给出几个具体的选型示例。

示例一：在一个TN-S系统中，需要为一台220V/50Hz、耐受电压1.5kV、功率500W的计算机提供过电压保护。该地区雷暴日为30天/年，雷击强度为2kA。

解：根据供电系统类型和接地方式，选择4P或3P+N型的浪涌保护器（SPD），并采用全保护模式。

根据被保护设备的耐受电压和供电电压，选择最大连续工作电压UC为275V或320V，电压保护水平UP为1.5kV以下。

根据雷击强度和过电压干扰频率，选择标称放电电流In为5kA或10kA。

综上所述，可以选择如下型号之一的浪涌保护器（SPD）：地凯DK-275/4P、地凯DK-320/4P、地凯DK275/3P+N、地凯DK-320/3P+N等。这些浪涌保护器（SPD）的电压保护水平UP分别为1.2kV、1.3kV、1.2kV和1.3kV，均满足被保护设备的耐受电压要求。

示例二：在一个IT系统中，需要为一台380V/50Hz、耐受电压2kV、功率10kW的数控机床提供过电压保护。该地区雷暴日为60天/年，雷击强度为5kA。

解：根据供电系统类型和接地方式，选择3P型的浪涌保护器（SPD），并采用共模模式。

根据被保护设备的耐受电压和供电电压，选择最大连续工作电压UC为420V或440V，电压保护水平UP为2kV以下。

根据雷击强度和过电压干扰频率，选择冲击电流Iimp为12.5kA或25kA。

审核编辑：汤梓红