网络电源二合一防雷浪涌保护器应用解决方案

1. 什么是“网络电源二合一防雷器”

“网络电源二合一防雷器”（下文简称二合一SPD），是将以太网端口（含PoE供电）与电源端口（AC或DC）的浪涌保护集成在同一外壳的一体化装置。

它同时处理模式：

网口侧（RJ45/光电混合）：对差模（线-线）与共模（线-地）雷电/感应浪涌进行箝位；兼顾数据速率和PoE供电。

电源侧（AC 230V / DC 12–48/110V等）：对工频侧的雷击浪涌、开关操作过电压进行能量泄放与限制。

内部等电位：将“网线屏蔽层/网口参考地”和“电源保护地/外壳地”做短路径等电位连接，降低设备端口间位移电压。

适合末端点位或杆体箱体等“空间受限、布线复杂”的环境，减少单独采购与布线工作量，提高能量协调和布线一致性。

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2. 地凯科技网络电源二合一防雷浪涌保护器关键参数与合规选型要点

2.1 网口（数据/PoE）侧参数

为兼容千兆/万兆与PoE供电，建议关注如下指标（典型合格区间，按千兆PoE+场景给出）：

接口与速率：RJ45（10/100/1000Base-T，必要时兼容2.5G/5G Base-T）；插入损耗 ≤0.3 dB@100 MHz（万兆铜缆需专用器件）。

PoE 兼容：IEEE 802.3af/at/bt（供电电压 44–57 V，功率 up to 90 W）；PoE透传电阻 ≤2 Ω/线对。

标称放电电流 In（8/20 μs）：≥ 5 kA/线对（建议**≥ 5–10 kA**以提升裕度）。

最大放电电流 Imax（8/20 μs）：≥ 10 kA/线对。

限制电压/残压 Up（线-地，共模）：典型 ≤ 600 V；（线-线，差模）典型 ≤ 20–40 V，以避免以太网磁隔离与PHY受损。

响应时间：≤ 1 ns（TVS/混合保护结构常见）。

屏蔽与接地：支持STP网线屏蔽连续性（屏蔽层与外壳地短路径搭接）。

耐压与绝缘：≥ 1500 V RMS/60 s 端口隔离（典型）。

提示：对于户外长距离网线（>50 m，尤其杆体至机房），建议选择 In≥10 kA / Up低 的型号，并确保屏蔽连续与等电位，显著降低感应雷击风险。

2.2 电源侧（AC 或 DC）参数

按负载功率与上级配电级别匹配，给出推荐指标：

额定工作电压 Uc：

AC 230 V（单相）/400 V（三相），或

DC 12/24/48/110 V。

标称放电电流 In（8/20 μs）：

末端点位 Type 2/3 典型 5–20 kA；

杆体/楼层箱内 Type 2 典型 20–40 kA。

最大放电电流 Imax（8/20 μs）：

末端点位常见 10–40 kA（视场景与体积）。

冲击耐受 Iimp（10/350 μs）：若位于建筑物外部/杆体直接承受部分直击能量耦合，优选带 Iimp（如 2.5–5 kA）能力的混合结构。

残压 Up：

AC 230 V 端口建议 ≤1.5 kV；

DC 48 V 端口建议 ≤120 V（或接近 2.5×Uc 的等级）。

暂态过电压类别：终端设备侧通常为 Type 3；杆体/楼层箱为 Type 2；总配电房或LPZ0/1分界处为 Type 1（Iimp 12.5 kA/极 常见）。

失效模式与指示：热脱扣、短路/过流配合、状态窗、遥信告警（干接点）。

工程协调要点：总电源柜 Type 1（Iimp≥12.5 kA） → 楼层/杆体箱 Type 2（In 20–40 kA） → 设备前端 Type 3（Up更低） 的三级能量配合，二合一SPD多用于 Type 2/3 角色。

2.3 共性与结构

保护拓扑：网口侧（TVS+GDT混合、共差模分路）＋电源侧（MOV/气体放电管/混合模块）＋共地/短路径连接。

接地方式：PE/FE（功能地）与SPD外壳地就近直连，总长度 ≤0.5–1.0 m，单根直线避免环路；接地电阻优选 ≤4 Ω（一般场景）/ ≤1 Ω（关键场景或规范要求更严）。

环境：IP65/66（户外杆体）、工作温湿度 −40~+70 ℃，盐雾/防腐、防紫外；阻燃外壳或金属外壳带防凝露设计。

标准参考（方向性给出，工程遵循同类国家/行业标准及IEC 61643/GB/T 18802 系列；建筑弱电可参照GB 50343、数据中心/机房可参照相应规范）。

3. 典型应用架构与LPZ分区

LPZ0A/0B（室外）→ LPZ1（杆体/箱体内）→ LPZ2（设备腔体）

在 LPZ0/1 分界处设置第一道电源Type 2 SPD，并屏蔽/金属箱体等电位；进入设备前通过二合一SPD实现低残压与跨端口等电位控制，防止“网口进、电源出”（或反之）形成位移电压烧毁设备。

4. 地凯科技行业部署方案与参数建议

下面按场景给出可直接落地的配置清单与参数区间。若与现有配电级别不完全一致，可按“上级更强、下级更低残压”的原则做级配。

4.1 智慧灯杆 / 城市监控杆

设备：4K/低照度枪机/球机（PoE或DC供电）、路由/AP、屏控、传感器、环境监测等。

挑战：杆体高、线路长、周边反复雷暴、供电与网线同杆并行。

推荐：

杆底/配电腔电源SPD（Type 2）：AC 230 V，In 20–40 kA，Imax 40–60 kA，Up ≤1.5 kV；配合前端C16–C32A微断/熔断器。

二合一SPD（靠近设备端）：

网口：RJ45 千兆＋PoE bt，In ≥5–10 kA/线对，Imax ≥10 kA，Up（共模）≤600 V、（差模）≤20–40 V；STP贯通；响应 ≤1 ns。

电源：若设备用 DC 12/24/48 V，选 Uc 匹配、In 5–10 kA、Up ≤（2–3）×Uc；若用 PoE 供电，则电源侧可不接（由PoE网口侧吸收）。

接地：杆体与SPD地同点就近；PE至接地体直连≤1 m；箱体/屏蔽连续。

效果：降低“同杆感应”导致的网口损坏/供电模块烧毁，显著提升设备寿命。

4.2 平安城市/园区安防与室外AP

设备：大批量PoE摄像机、云台、eMIMO AP。

线路：弱电桥架/直埋管道，距离 50–120 m 常见，跨建筑引入。

推荐：

建筑引入处：设置信息线SPD汇聚板（机柜端 Type 2/3），PoE交换机上行口前做汇聚保护（In ≥10 kA/端口，Up ≤600 V）。

终端点位：使用二合一SPD靠近设备接入（网口指标同上）；若摄像机为 本地DC供电，二合一SPD电源侧选 Uc=DC 12/24/48 V，In 5–10 kA，Up ≤（2–3）×Uc。

PoE供电：若交换机到头端采用PoE bt 90 W，需明确SPDPoE功率透传能力与直流电阻，避免功率掉落与过热。

4.3 工业互联网 / SCADA / RTU / PLC 站点

特点：端口多样（以太网、RS-485、I/O）、有DC 24/48 V供电、强电磁干扰。

建议：

二合一SPD（带DIN导轨）安装于端子排前，便于维护：

网口：In ≥10 kA / Up低，兼容千兆；

电源：DC 24/48 V，In 10 kA，Up ≤（2–3）×Uc。

柜门/壳体：做屏蔽与等电位（门—柜体编织带）；I/O与通讯线分区走线，SPD与地端最短路径。

电源前级：站内配电箱Type 2 20–40 kA；室外引入加共模滤波抑制开关冲击。

4.4 通信基站 / 小微5G站 / 室外边缘主机

特点：射频设备/BBU/边缘节点，网电齐备；雷暴区密集。

建议：

站点交流配电：Type 1+Type 2 组合（Iimp 12.5 kA + In 40 kA）保障能量泄放。

机柜内：对边缘主机/交换机/路由的每个“外延口”（外出网线）配置二合一SPD，确保外线入柜处就地箝位。

DC 系统（如−48 V）：选专用DC 二合一，注意极性与浮地，Up ≤120 V。

4.5 轨道交通 / 隧道 / 高速公路机电

特点：线缆长、沿线密集设备（情报板、对讲、摄像、门禁），土建金属结构复杂。

建议：

分段就近：沿线机柜（区间箱/分站箱）统一安装Type 2 电源SPD；

终端设备：各点位前加二合一SPD（网口 In≥10 kA、Up 低；电源端按 AC 230 V 或 DC 24/48 V 选型）。

等电位：利用轨旁钢结构/接地扁钢形成低阻抗回路，端到端避免“漂浮地”。

4.6 光伏/风电监控与汇流区辅控

特点：强雷环境、长距离通讯，引出至集控室。

建议：

场站出口与集控室入口分别设置Type 1/2能量级；

就地逆变器/汇流箱/测控柜→二合一SPD保护摄像/通讯/辅电（DC 24/48 V），网口 In≥10 kA；

注意直流侧与通讯侧的跨界等电位，避免“直流地—弱电地”位移。

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5. 安装要点与常见误区

5.1 安装要点（必须做到）

最短接地：SPD的PE/地线至就近接地汇集点≤0.5–1 m；直线走线，避免盘绕；优先黄绿扁铜/编织带。

等电位：箱体、屏蔽层、设备地、SPD地同点连接，避免“多点不同电位”导致反击。

先能量后残压：上级（Type 1/2）→ 下级（二合一Type 2/3）级配；距离≥10 m或串入小电感（设备厂商模块多已内置等效）。

就近保护：二合一SPD安装在被保护设备前 ≤0.5–1 m处，跨端口位移电压最小。

PoE核对：确认PoE标准与功率（af/at/bt），并核对SPD直流电阻与发热规格。

状态与维护：有状态窗/遥信的型号接入告警；定期抽检接地电阻与紧固螺栓。

6. 计算与校核思路（工程师关心的细节）

残压窗口：确保 SPD 残压 Up < 设备端口绝缘耐受/击穿阈值（网口PHY常对差模较敏感，尽量 ≤20–30 V）。

能量余量：结合当地年雷暴日与线路暴露程度，网口 In≥5–10 kA、电源 In≥20–40 kA 的配置对大多数城市杆体/园区已经具备较高余量。

线长与分布参数：>50–80 m 的户外线，建议端—端都加（设备端二合一＋汇聚端信息口SPD板）以降低沿线耦合。

短路配合：电源侧SPD前串接微断/熔断器（C16–C32A常见），并校核I²t配合，防止SPD热击穿后持续燃弧。

接地网：点式设备就近打入接地极并与主地网可靠连接；若无法并入主地网，需评估跨步电压与等电位跨接。

地凯科技网络电源二合一防雷器的价值，不仅在于“把网线保护和电源保护装进一个盒子”，更在于跨端口的等电位管理与末端残压的精确控制。只要遵循能量级配—就近接地—屏蔽连续—端前箝位四项基本法则，并结合本文给出的参数基线与场景方案，就能在城市监控、工业现场、通信边缘与公共设施等大多数环境里，做到少故障、易维护、全链路可靠。

审核编辑 黄宇