DK-DC直流浪涌保护器的作用原理及行业应用

随着新能源、通信及工业自动化快速发展，大量直流供电设备被广泛应用于光伏发电、储能系统、通信基站、电力电子设备等重要场景。直流系统由于供电连续、设备精密，一旦遭受雷电浪涌或操作过电压冲击，极易引发设备损坏、停机甚至火灾。因此，高性能直流浪涌保护器（SPD）成为保障系统安全运行的重要基础防护装置。

一、直流浪涌保护器的作用

直流浪涌保护器（地凯DC/SPD）是一种安装于直流电源线路上的过电压保护设备，其核心作用是：

1. 抑制雷电感应过电压

直流供电线路通常铺设距离长、分布广，极易受到：

雷电感应

雷击反击

地电位反击

毗邻线路耦合

一旦发生过电压可能瞬间升至几千伏，足以击穿指令系统、逆变器、监控系统等电子设备。DC SPD 能将高能量浪涌快速泄放至地，为系统提供雷击等级的第一道“保险丝”。

2. 限制内部操作过电压

直流系统中常见的开关动作、继电器跳闸、整流/逆变器切换也会引发高幅值尖峰电压。SPD 可在毫微秒级抑制该类过电压，确保系统运行稳定。

3. 保护设备绝缘及寿命

直流设备多属于绝缘等级较高、耐压较低的敏感电子设备。浪涌保护器可维持线路冲击电压不超过设备的绝缘耐受等级（如 Uw=2.5 kV），防止绝缘劣化、模块击穿等隐患。

二、直流浪涌保护器的工作原理

直流 SPD 的核心工作原理是：

在正常运行电压下呈高阻状态，一旦出现浪涌过电压时迅速变为低阻通道，将能量泄放至地，过电压消除后恢复为高阻状态。

主要由以下器件构成：

1. 压敏电阻（MOV）吸收浪涌能量

MOV 是 SPD 最关键的限压组件。

正常电压下呈高阻，微电流泄放。

浪涌来临时在纳秒级导通，将大电流泄放到 PE 地线。

动作后再次恢复高阻状态。

DK-DC 系列 MOV 特点：

通流容量大（Imax=40kA）、老化耐受能力强、电压保护水平低（Up 5.0kV~6.0kV），响应时间 <25ns。

2. 温控脱扣机构（TCO）保证热安全

当 MOV 连续承受多次浪涌导致老化发热时，会触发内部温敏脱扣：

SPD 自动断开；

指示窗口由绿变红；

避免内部元件过热而引发火灾。

地凯 DK-DC 系列采用 温控断路 + 过流脱扣双安全设计，进一步提升可靠性。

3. 模块化热插拔结构

DK-DC 系列具备：

标准 35mm 导轨安装

独立模块设计

可热插拔防雷组件

使维护更安全便捷，不影响系统正常运行。

4. 远程告警接口实现智能监控

当 SPD 失效或脱扣时，可通过干接点信号输出至：

智能监控主机

配电监测系统

BMS 能源管理系统

实现远程告警，提高运维效率。

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三、DK-DC系列直流 SPD 的技术参数说明

地凯科技DK-DC 系列典型型号参数包括

最大持续运行电压 Uc：DC1500V

冲击电流 Iimp(8/20μs)：20kA

最大放电电流 Imax：40kA

电压保护水平 Up：5.0kV～6.0kV

响应时间：<25ns

工作环境：-20℃~+85℃、湿度<95%

安装方式：35mm 标准导轨

防护等级：IP20

外壳材料：PA66、阻燃 UL94-V0

多级安全、轻松维护、寿命长是该产品最突出的特点。

四、直流浪涌保护器符合的国家标准

地凯 DK-DC 系列 SPD 按照以下标准设计生产：

1. GB/T 18802.11-2020

《低压电涌保护器（SPD）– 第11部分：低压电源系统的电涌保护器性能要求和试验方法》

涵盖：

T1/T2/T3（B/C/D 级）测试

电压保护水平 Up 测试

8/20 μs、10/350 μs 浪涌波形

热稳定性与脱扣功能

绝缘强度、环境试验

2. IEC 国际标准

产品性能满足 IEC SPD 标准要求，与国际主流设备兼容性高。

五、直流浪涌保护器的行业应用场景

DK-DC 系列主要用于 LPZ2 区域及其后级 的直流电源线路，适合于耐压等级为 I 类、冲击耐压值 2.5kV 的电子设备。

以下为典型行业应用：

1. 光伏发电系统（PV DC 1500V）

适用于：

光伏汇流箱

光伏 DC 直流配电柜

逆变器前级直流输入端

组件串列端口（MPPT 输入）

优势：

DC1500V 高耐压设计

大通流量适应雷电区强冲击

可热插拔，便于维护替换

2. 储能系统（BESS）

适用于：

电池簇 DC 母线

双向 DCDC 转换器前端

PCS 直流侧

储能系统电压高、设备贵，SPD 能有效抑制直流母线过电压，避免电芯损坏。

3. 通信基站与数据中心直流供电

应用于：

通信-48V 直流电源系统

机房 DC 配电柜

UPS 直流母线

服务器前级电源模块

优势：

响应时间<25ns

提供远程告警接口，适用于智能运维

4. 工业自动化与智能制造

适用于：

PLC 控制柜

工控 DC 电源

机器人控制系统

精密测控仪器直流端口

工业场景中设备昂贵、停机损失高，SPD 可确保可靠供电。

5. 新能源汽车与充电设施

适用于：

直流快充桩 DC 输出端

车载直流转换装置

充电站 DC 配电柜

面对大量功率器件的快速切换，SPD 可有效抑制操作过电压。

六、DK-DC 系列直流 SPD 的综合价值

结合技术参数与行业需求，地凯 DK-DC 系列直流浪涌保护器SPD具备如下优点：导通能力强：Imax 40kA 满足强雷区防护，响应速度快：<25ns，电压保护低：更好保护精密设备，温控脱扣 + 过流保护：双重安全， 模块热插拔：运维简单， 远程告警接口：支持智能监测，满足 IEC 与 GB/T 18802.11-2020 标准：性能可靠。非常适合在光伏、储能、电力电子、通信、工业控制等直流应用场景中部署，实现系统级雷电防护。

审核编辑 黄宇