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1、雷害源分析及雷电防护概要 SPD的选择,薛文安,引 言,雷电是自然界的天气现象，目前尚没有办法能消除和阻止雷击放电 危害最大的是对大地的雷闪。危害源主要是雷电流和雷电电磁脉冲。通信设备、无线电系统、监控和仪表系统、计算机、电力电子系统等，其核心组件均为集成电路等微电子器件，对电磁脉冲（EMP）极为敏感，要求其电磁兼容（EMC）特性要好。EMP：（LEMP雷电电磁脉冲 SEMP操作电磁脉冲 ESD静电放电）本文旨在分析雷害源并作针对性防护。,关于标准,GB 50057-1994 建筑物防雷设计规范（2000.2010年版）GB 503432004 建筑物电子信息系统防雷技术规范GB 50689-
2、2011 通信局（站）防雷与接地工程设计规范GB/Z 21713 2008 低压交流电源（不高于1000V）中的浪涌特性GB/T 21714.12008/IEC 62305-1 雷电防护 第1部分：总则GB/T 21714.22008/IEC 62305-2 雷电防护 第2部分：风险管理GB/T 21714.32008/IEC 62305-3 雷电防护 第3部分：建筑物的物理损坏和生命危险GB/T 21714.42008/IEC 62305-4 雷电防护 第4部分：建筑物内电气、电子系统DB29-58-2010 雷电电磁脉冲建筑防护标准（天津市）修订版已完成,IEC62305-2010/GB/
3、T21714-2008各部分的关系,IEC62305-1,雷电威胁,IEC62305-2,雷电风险,LP,LPS,SPM,雷电防护,IEC62305-3,IEC62305-4,防护措施,雷击事件,雷电流脉冲（iimp）雷电电磁脉冲（LEMP）雷电流前沿非常徒后沿较长能量极高的脉冲电流波LEMP 伴随雷电流同时产生的辐射电磁（脉冲）场。雷电流与LEMP是伴随的，在一定条件下可以互相转换。雷电流和LEMP是雷击放电事件的不同表现形式：雷电流是以“路”的形式出现LEMP是以“场”的形式出现 雷电流和LEMP是产生危害的根本原因。,不同雷击点导致的损害和损失,D1：生命体损伤 D2：物体损害 D3：L
4、EMP导致内部系统失效L1：人身生命损失 L2：对公众服务的损失 L3：文化遗产的损失 L4：经济损失,雷电流波形,IEC测试波形：雷电流：10/350S、1/200S、0.25/100S 雷电浪涌：8/20S,雷电流频谱范围：低频电磁场,测试雷电流参数,1、圣萨瓦托山、（Berger，90次)平均值：T1=2-4S T2=10-100S 50%T2：75S 21次正闪：T2典型值230S2、日本（3年间）记录 T2平均值：50S3、T2最大值为900S,雷电流参数,统计值,IEC62305,雷电流发生的概率：,两个重要定义,雷电防护水平LPL 与一组雷电流参数值有关的序数，该组参数值与在自然
5、界发生雷电时最大和最小设计值不被超出的概率有关。雷电防护区LPZ由电磁环境定义的区域,与一组雷电流参数值有关的序数，该组参数值与在自然界发生雷电时最大和最小设计值不被超出的概率有关。（注：雷电防护水平用于根据雷电流的一组相关参数值设计防雷措施）下附 表3 各 LPL 对应的雷电流参数最大值 表4 各LPL雷电流参数的最小值及其对应的滚球半径,雷电防护水平-LPL,表3 各 LPL对应的雷电流参数最大值,表3各LPL对应的雷电流参数最大值,表3续,25,表4各LPL雷电流参数的最小值及其对应的滚球半径,下类范列内的概率,小于表3所示的最大值,大于表4所示的最小值,表5雷电流参数上下限值对应的概率
6、,LPL的 防 护概 率 是 98%；LPL的 防 护 概 率 是 95%；LPL的 防 护 概 率 是 86%；LPL 的 防 护 概 率 是 79%；,LPL是设计防雷措施（LPS、SPM）和风险评估的依据如：LPS的滚球半径、接闪网格的尺寸、引下线根数和隔距、接地极长度和类型；SPM中SPD的通流量、位置、协调配合、连接导体等；磁屏蔽SF；等电位连接网络的阻抗等都根据不同LPL要求LPS、SPM而不同,LPL与LPS、SPM的关系,IEC 62305的LPL(LPS)与GB 50057及GB50343防雷分类的比较,说明,IEC 62305标准的分类是依据客观的雷电特性、发生概率和建筑物
7、自身的特性、雷电防护区等综合因素 GB 50057-2010标准的分类是根据建筑物需求分的，在二、三类建筑物中也引入年平均雷击次数；GB 50343-2004标准的防护等级依据被保护设备的重要性、环境和设备自身的抗冲击能力。,雷电防护区LPZ,雷电流的危害,雷击中建筑物（构筑物）S1和服务设施S3时会产生以下效应：,与,有关,、,与半值时间T2有关,雷电流的危害,首次正极性脉冲,首次负极性脉冲,后续脉冲,U仍是一个脉冲击电压，这个电压值是很高的。引下线周围有很强的LEMP。,LEMP的危害,雷电流通道周围形成辐射电磁场（产生了LEMP），近场的影响主要是磁场。雷击中建筑物（构筑物）S2和服务设
8、施S4邻近区域时，也会产生LEMP。,LEMP通过耦合对敏感设备产生危害：,LEMP的危害,LEMP的危害主要为传导耦合和辐射耦合：传导耦合：a）阻抗耦合 b）静电感应耦合 c）电磁感应耦合 d）电容耦合 辐射耦合：近场、远场 雷电电磁脉冲的能量通过空间并以电磁场的形式耦合到潜在敏感设备。,LEMP的危害,近场：在回路中的感应电压举例：,首次正极性脉冲,后续脉冲,首次负极性脉冲,LEMP的危害,T1、T2区间的di/dt的比值,LEMP的危害,在没有任何屏蔽和浪涌保护的情况下，有95%概率发生雷击电流值对供电回路或控制回路产生高达26.4KV（57.1KV）的感应浪涌电压，足够损坏电气设备。而
9、对信号、数据线路，7.92V（17.8V）和33V（72V）的感应浪涌电压也足以干扰其设备的正常工作，使微电子设备永久损坏。,LEMP的危害,对元器件 损坏门限电平 退化电平 运行紊乱（瞬时过电压、能量）,LEMP的危害,磁场强度对计算机（微电子系统）的危害判据永久损坏：2.4高斯 191A/m误动作：0.03高斯 2.39A/m磁感应强度B H 其中：0 4 107 H/m H 磁场强度A/m 14KA雷电流产生的磁感应强度大于2.4高斯的距离12米，大于0.03高斯的距离1000米。200KA雷电流产生的磁感应强度大于2.4高斯的距离180米，大于0.03高斯的距离14000米。,LEMP
10、的危害,远场：,不同损害类型产生的损失类型和风险,雷电综合防护措施,LPZ,雷电综合防护LPS,雷电防护系统（LPS）防止或减少实体损害 LPS主要的作用是针对极高能量的雷电流产生的损害，防止或减少实体的损害和生命损害。LPS由外部LPS和内部LPS组成。外部LPSLPS截获击向建筑物的直击雷（包括侧击雷）把雷电流从雷击点引导到地并泄放入大地，要求不引起热和机械损害，不产生危险火花触发火灾和爆炸。内部LPS避免由于雷电流在外部LPS或建筑物内其他导电部件流动时，导致建筑物内产生危险火花触发火灾和爆炸。外部LPS增加了被雷击的概率增强了LEMP的强度。,内部LPS的防护措施说明：1、部件之间的电
11、气绝缘：IEC 62305-2010 GB-50057-2010隔距S=(Ki/Km)*Kc*L 第一类Sa30.08kclx(缺失)Ki与LPS类别有关 第二类Sa30.06kclx(4.3.8)Km与绝缘材料有关 第三类Sa30.04kclx(4.4.7)Kc 与引下线数目有关 2、雷电等电位连接：连接导体（在电气不连续时）加装SPD（在直接连接不可行时）ISGs(SPD)（在直接连接不允许时）注：SPD用于内部系统和线路中；ISGs的SPD用在煤气管、水管桥接等处。结论：当电气绝缘达不到要求时，再进行等电位连接。,雷电综合防护SPM,LEMP的提出：微电子技术的发展（电气、电子系统）LE
12、MP防护系统就是要对剩余的雷电流和感应产生的雷电流形成的浪涌和辐射的电磁场进行防护。LPMS通常称为感应雷防护或内部防雷。对建筑物和公共设施的理想防护应将受保护目标封闭在一个完善导电的适当厚度的接地的连续的屏蔽体内。加装SPD。设备之间等电位连接和接地。公共设施进入建筑物的进入点处和屏蔽体之间应提供足够的等电位连接。以上措施组成LPZ合理布线。设备放置在电磁场强度最弱的地方。拆除冗余的任何金属管线。防护只能达到接近理想状态，因为在实践中，建筑物和公共设施不可能完全封闭在连续的和/或足够厚度的屏蔽体内。具体问题具体分析。,d仅采用协调配合好的浪涌保护器保护注：设备得到防线路导入电涌的保护，U2U
13、0和I2I0，但不需防H0辐射磁场的保护）GB50057的图6.2.2:防雷击电磁脉冲就引用了此系列图,SPM,完全的SPM,仅采用“协调配合的SPD防护”的SPM,从上图可说明部分雷电流是来自于线路即S3（供电线或信号线）GB500572010中6.3.4、2引用的雷电流参量估算的公式是4.2.46式即S1，说明4.2.46式是由雷击建筑物引起的。以上两点是互相矛盾的。,部分雷电流的来源（S1，S3？）,屏蔽体的衰减系数曲线,可对线路采取措施：采用屏蔽线，穿铁管，等电位连接等。,屏蔽体内部不同位置磁场强度,SPM与LPS的关系,LPS结构确定了雷击点、主泄流通道与被保护对象的关系雷击概率P与
14、雷击点的高度（外部LPS避雷针）平方成正比，即避雷针越高，遭受雷击的概率越大。P=0.015 T K1 K2 h2104（次/年）式中，T 年雷暴次数（天/年）K1 落雷不均匀次数，易受雷击建筑物 K12.0 K2 建筑物材料影响系数，含金属材料 K11.5 h 避雷针的高度（m）被保护对象与雷电流泄放通道的关系：被保护回路感应的电压与主泄流通道（引下线）和被保护回路之间距 离成反比，即距离越近感应电压越高。被保护对象处的磁场强度与泄放通道之间的距离成反比，即距离越近磁场强度越强。,SPM与LPS的关系,LPS与LPMS共用自然构件影响LPMS的功效 雷击中建筑物的接闪器，作为共用自然构件的引
15、下线成为主泄放雷电流的通道，这会在引下线上产生很高的压降并在引下线四周即在屏蔽体内空间产生很强的磁场，越靠近引下线磁场越强。磁场在屏蔽内传播，反射条件满足时也会产生振荡和谐振。这样屏蔽体内电磁环境将会变恶劣，LPMS的屏蔽效能失去了作用。,SPM与LPS的关系,LPMS对LPS结构的要求要求外部LPS接闪器的高度越低越好，尽量降低建筑物、构筑物遭雷击的概率。LPS的主放电导体（引下线）不应穿透或埋入建筑物，LPS的屏蔽层与LPS的部件在公用接地装置之上不应相连。如果LPS和LPMS共用自然构件就应采用多根对称的钢筋作为引下线，以减小通过每根引下线雷电流的峰值，达到减少引下线的压降并减小屏蔽体内
16、的磁场强度或为被保护对象建立第二层屏蔽层。减少等电位连接网的阻抗和共用接地装置的阻抗，使雷电流和浪涌电流尽快的耗散。主泄放导体（引下线）接地点应尽量远离等电位连接接地点接入公共接地装置。,SPD的定义,SPD：Surge protective device为限制瞬态过压并转移浪涌电流所用的器件，它至少含有一个非线性元件SPD的功用：SPD分流浪涌电流抑制浪涌电压 SPD的作用是将电气、电子系统中的不能直接用导体进行等电位连接的带电导体通过SPD进行瞬态准等电位连接SPD与屏蔽体和等电位连接构筑雷电防护区（LPZ）把进出屏蔽体的带电导体（电源线、信号线）用SPD进行瞬态等电位连接。SPD与三维屏
17、蔽体和等电位连接共同构筑了LPZ，SPD是LPZ划界的重要部件。,MOV特性,SPD的比较,SG 间隙放电型 MOV金属氧化可变电阻TVS瞬态抑制二极管,SPD的比较：,SPD的选择,SPD的选择（一）SPD的电压保护水平 Up Up 规定标称放电电流（In）时的SPD两端的残压相应的优选值。Up必须小于或等于被保护设备的定额冲击耐受电压Uw.通常为 1.2 UpUw SPD的有效保护电压UpfUp+U，U为线路压降。低压供电系统：Uw表征了系统耐受冲击过电压的绝缘性能。通信线路和微电子器件：Up为工作电压的2.53倍。表1 集成电路的冲击耐受电压,SPD有效电压保护水平的选择,IEC 623
18、05 标准UP/F=Up+UUP/F=max(Up,U)UP/FUW(长度忽略)UP/F 0.8UW（l10m),GB 50057-2010 标准UP/f=Up+UUp/f=Up或 Up/f=UUP/fUW(无屏蔽l10m)UP/f UW/2（有屏蔽),类含有电子电路的设备，如计算机、有电子程序控制的设备类含家用电器和类似负荷类如配电盘、断路器，包括线路、母线、分线盒、开关、插座等固定装置的布线系统，以及应用于工业的设备和永久接至固定装置的固定安装的电动机等的一些其他设备类如电气计量仪表、一次性过流保护设备、滤波器。,建筑物内220/320V配电系统中设备绝缘耐冲击电压额定值,SPD的选择,S
19、PD的选择（二）SPD的放电电流当直击雷击中实体和线路（低压系统、通信线路）应选Iimp(10/350S)测试的SPD。在LPZ0B(LPZ1或更高的防护区）之内的各种线路浪涌主要来自LEMP感应产生的，就应选用In（8/20S）测试的SPD或用组合波（1.2/50S，8/20S）测试的SPD。不同条件下低压系统和通信线缆雷电流浪涌预计值（见下页表格）,IEC 62305-2010 表E.2 雷击低压系统浪涌过电流的预期值,IEC 62305-2010 表E.3 雷击通信系统浪涌过电流的预期值,GB 50057-2010 表5 预期雷击的电涌电流,GB 50343-2004 表5.4.1-2
20、电源线路浪涌保护器标称放电电流参数值,雷击线路（低压供电线路）S3雷电流的预期值,雷电流双向分配，绝缘击穿，50%泄入大地。假设供电线路为TN-C系统:三相加中线。例如：每相的冲击雷电流如下式：Iimp=0.5I/2m TN-C:m4;I200KA Iimp=12.5KA TN-S:m5;I200KA Iimp=10KA 见623051表E.2和50057条文中的表5:预期雷击的电涌电流.第一类防雷建筑雷电流为10KA.这就是4.2.3:2.,1、第一类建筑物IEC 62305 GB50057,雷击建筑物S1雷电流的预期值,当流入大地时，雷电流直接或通过与之相连的SPD在接地装置外部导电部件和
21、线路间分流。IF=KeIpIp=KcIimpIF=0.5Ip/nm 由E.4、E.5导出当Iimp=200kA，Kc=1,Ip=200kA Kc=1/N,Ip=200kA/N,防止雷电流流经引下线和接地装置时产生的高电位对附近金属物或内部系统线路的反击。SPDI 类试验（Iimp)的每一保护模式的冲击电流值 Iimp=0.5I/nm（4.2.46）注：0.5 设一半电流入地 n 外来金属管道和线路总数 m 每一线路导体芯线的总根数 I 雷电流,例：此时I取200KA，n3，m4，Iimp=8.33kA 4.2.4的9、(11)、13和14条；2、第二类建筑物（50057）如标准中4.3.8的6
22、、(7)、9；此时I取 150KA3、第三类建筑物（50057）如标准中4.4.7的2、(3)、5；此时I取 100KA 以上条文中都用到了4.2.46式,级、级试验的比较：,因为50057要求Up12.5(10)KA 给SPD的选择提出了挑战：12.5KA 10/350us波形的雷电流是否具有比80KA 8/20uS的波形的雷电流更大的破坏力？,U1/U2=6.48（倍）而造成设备损坏的最终原因是高电压击穿，所以一般而言80KA 8/20us的雷电流更容易击穿电子设备，造成破坏和损失。比如用于摧毁敌方电子通信系统的电磁炸弹，其总的能量小于雷电，但其波形却具有更加陡峭的上升沿，对设备破坏力极大
23、，就是基于同样的原理。,I级试验的电涌保护器，是否等同于电压开关型电涌保护器？前者是试验方法，后者是放电元件的结构。虽然某些开关型电涌保护器可以承受I级试验，但I级试验的电涌保护器 开关型电涌保护器,不等同于,也就是说，通过I级试验（10/350us 波形，雷电流峰值12.5KA）的SPD强调的是通过SPD的电荷量，即SPD本身承受大电流而不损坏的能力，而并非保护设备的能力 而以前通常用于总配电的II级试验（8/20us波形，雷电流峰值80100KA）的SPD，则具有更加快速的响应。,电压开关型电涌保护器在使用中存在的隐患,电压开关型SPD通常采用气体间隙作为雷电流的放电通道，采用可控硅的开关
24、型器件承受功率很小，一般不能用于电源SPD。所以现在的电源类开关型SPD就是气体间隙型SPD。使用气体间隙作为放电通道存在如下问题：,a、响应时间慢,由于要电离空气或其它气体，需要更长的响应和导通时间，这时，入侵的雷电流早就越过SPD并可能到达和损坏后面的设备了。根据某些产品样本显示，其电压开关型SPD的响应时间是1uS，以雷电波150m/uS的传输速度，将损坏后续设备，并使第一级SPD旁路了。,b、有电弧产生,对于空气间隙型的产品而言，将不可避免地出现电弧溢出，这对于附近的其它电气设备而言 是危险的。,c、没有损坏指示,间隙型 SPD没有损坏指示，这就造成今后维护不便，安装后没有专门设备无法
25、检测是否还可以起到作用。,d.存在续流问题,所谓开关型就是相当于一个开关，当其导通时具有很低的电阻，相当于瞬时短路，见下图 由于工频电压时刻作用于线路和SPD之上，可能造成续流不能断开，引起跳闸甚至引发火灾。,由于续流和保护电压是一对矛盾，为避免续流间隙型SPD一般Up就非常大。为降低Up增加一些附属装置，可降低Up至2.5kV以下。但是仍然无法解决a、b、c、d所述问题，而且附属装置本身容易损坏。,结论,In值(8/20)的选择,在实际使用中，用等于预期雷电流值选择SPD是不合理的，实际安装后，由于浪涌反复、长期出现，SPD将很快损坏。系统将很快处于没有SPD保护的状态；SPD的通流量是对抗
26、其劣化的储备所以SPD，特别是II级试验的SPD，其选择值不能等同于预期雷电流的大小，应超过预期雷电流一定的量值，否则不仅不安全，而且后期维护成本太高。,In值的选择,（例如In=20KA 的SPD，经受20KA的冲击电流20次损坏；若In=80KA的SPD，经受20KA冲击可能为3000次）作为后备保护的断路器和熔断器等器件，由于基本不存在劣化问题，只要能够通过预期雷电流就可以了。（参见IEC623054 附录D）,按照500572010版新规范选择SPD的难点,从上所述可以看出，由于规范强调了对雷电流的直接侵入的防范，处于总电源的SPD应能够通过I级试验是强条，但在实际使用通过I级试验的开
27、关型SPD时，如上所述，存在很大的使用风险，并且，由于气体间隙型的SPD响应速度慢的缺陷，使其难以保护设备承受来自空间的雷击电磁场的冲击。这是规范给我们防雷实践者提出的新课题。,解决之道：,1.可通过I级和II级实验的MOV产品通过试验和国家雷电实验室的测试，证明CPM-R100T可以满足上述要求，限压型，响应速度可达到25ns，快于开关型410倍可以同时通过 I级实验Iimp15kA 10/350us,Up小于2.4KV的测试 II级实验In100kA 8/20us 没有续流没有电弧产生具有损坏指示,解决之道：,2.可通过I级和II级实验的组合型产品 为取得更高的通流量（10/350us）和
28、更低的Up值，同时能够避免开关型SPD响应速度慢，电弧溢出等问题，开发了开关型与限压型组合的新型SPD：CPM-K100,其特点为：响应速度与限压型相同，达25ns;冲击电流Iimp可达40KA（10/350us）限制电压Up可达1.5kV 限压器件具有损坏指示 没有电弧溢出 无续流,解决之道：,3.可通过I级实验的电子触发的气体间歇开关型产品I级实验Iimp15kA 10/350us Up小于1KV的测试。响应速度：1s，B+C型Iimp50kA，Up小于1KV，响应速度为100ns,解决之道：,4.可通过I级实验的双端口组合型产品可以同时通过II级实验In100kA 8/20us和I级实验
29、Iimp15kA 10/350us。Up小于800V的测试。响应速度可达到10ns，,SPD的选择,SPD的选择（四）SPD的响应时间tA tA是SPD选择时的一个重要参数，特别是在信号线路中更为关键。常用的SPD响应时间开关型（SG）的为100ns，限压型（MOV）为25ns，TVS为10ns。通常SG、MOV的SPD只用于低压供电线路中。贴近电子设备在信号线路中的SPD应选取tA更小的TVS或其他半导体抑制器件，（例如雪崩二极管SAS）。SPD的响应时间在级间配合中也很重要，现有很多标准规定第一级开关型SPD与第二级限压型SPD的间距大于10m来保证在浪涌传到第二级之前第一级必须导通放电，
30、否则第二级将承受全部的浪涌。,信号SPD的选择,SPD的选择（五）信号SPD的选择根据：防护等级、工作频率范围、接口形式、传输速率、功率选用原则：插入损耗小、电压驻波比小、频率特性采用通流量适配SPD，必要时选择SPD组。信号SPD一般安装于设备前端。可在线检测型信号SPDCPI。,SPD的安装,SPD的安装（一）SPD的安装位置 MB、SB、SA 浪涌来源于外部 贴近被保护设备前 最有效 在总电源输入端 最经济 在LPZ的分界处 最可靠,GB 50057-2010标准：SPD的选择类型按标准6.4.5（第4章的规定）后附：图D1 J 1.2-5（p92）的注解5级实验的浪涌保护器。而6230
31、54的图D.1的注解5或类实验的浪涌保护器,IEC 62305标准：1）在建筑物入口处（LPZ1边界，MB上）LPZ0A-LPZ1边界用(Iimp)一类测试的SPD LPZ0B-LPZ1边界用(In)二类测试的SPD2)靠近被保护设备（LPZ2，SB,SA上）用(In)二类测试的SPD 用三类组合型Uoc测试的SPD注：SPD 靠近建筑物外线入口，SPD保护的设备数量多（经济效益）SPD 靠近被保护设备，则保护设备效果好（技术得益）SPD的协调配合（上、下游、设备之间）,SPD的安装,SPD的安装(二）振荡保护距离lpo 当SPD与被保护设备间线路太长，传播中浪涌会产生振荡。最严酷时设备终端过
32、电压为2Up。2Up可能会大于Uw。为了使设备终端过电压仍小于Uw就要限制SPD到设备间线路最大的长度，这个长度就是振荡保护距离lpo。当UpfUw/2时,lpo可以无限长；当UpfUw/2时，lpoUw-Upf/K(m)；其中K=25(V/m),SPD的安装,SPD的安装(三）感应保护距离lpi 感应保护距离lpi是SPD与被保护设备间的最大长度，保证其感应过电压加上Up小于设备的Uw。lpi的估算公式：lpiUw-Upf/h(m)h=300 K1K2K3（V/m）雷击建筑物附近；h=30000 K0K2K3（V/m）雷击中建筑物；K1：LPZ0-LPZ1界面LPS或其他空间屏蔽；K2：LP
33、Z1-LPZ2或更高界面的空间屏蔽；K3：内部布线的特性；K0：LPZ0-LPZ1 界面LPS屏蔽；K0：0.5W0.5 W为栅格宽度；K0=KC 无栅格时：KC分流系数。,电源第一级SPD选择,SPD的安装(四）有关标准要求：GB50057-94（2010年版）：LPZ0-LPZ1，选用12.5KA（10/350S）或按计算值选择。GB50343-2004：20KA（10/350S）或80KA（8/20S）IEC62305:在LPZ0B区之内考虑感应浪涌用8/20S；在MB，可选10/350S或8/20S（根据能量）；YD1235.1-2（2002）：在相线与PE线间不准选用开关型SPD（S
34、G）（10/350S）。FAA-STD-19D：空管中心、MB选用80KA（8/20S）AS1768-1991、NZS1768-1999：架空线引入，低阻抗负载20KA（8/20S），高暴露环境70KA（8/20S）我国电力、铁路：选用8/20S。日本、法国、英国、韩国：选用8/20S。10/350S用于：防直击雷等电位连接、架空线路LPZ0A-LPZ1区的界面。,电源第一级SPD选择,10/350S与8/20S的等效换算能量相等：4.18倍近似线性计算：17.5倍积分计算：22.5倍IEEE-C62.41.1-2：10倍（GB/Z217132008）（工程应用）,SPD的协调配合,SPD的协
35、调配合单端口SPD又称无串连阻抗的SPD，即SPD与被保护设备并联，一个端口将输入与输出分开。通常适用于低压系统。级联安装时级间配合必须根据各个SPD特性，承受的电荷和位置来确定。双端口多级集成的SPD（IMP）即SPD有两组输入和输出端子，在这些端子之间有特殊的串连阻抗。多级集成的SPD是级联的SPD与串联阻抗在内部协调配合好的，可以保证输出到被保护设备的能量最小并且响应速度快。多级集成的两端口SPD紧贴被保护设备安装特别适用于重要设备的保护和信号线路。,SPD的协调配合,SPD的协调配合,SPD的协调配合,SPD的协调配合,SPD的协调配合,双端口产品示意图（多级集成浪涌保护器IMP-SP
36、D）,智能型SPD及监控系统,导致浪涌保护器防护无效的原因,故障原因1：安装问题造成SPD未可靠接入线路中。,故障原因2：防雷器件劣化致使SPD承受浪涌能力降低。,故障原因3：产品损坏未及时更换。,故障原因4：产品选用不匹配。,其它原因：,智能型SPD及监控系统,智能SPD设备,数据采集终端,各级监控中心,SPD的自保护和后保护用,SPD的自保护和后保护（一）SPD的自保护 在低压系统中为了防止SPD发生短路故障，SPD器件本身应具有热脱扣装置。当电压波动或SPD劣化时，SPD电流增大而发热，当达到120OC时，热脱扣装置动作，使SPD器件开路保护系统正常运行，这就是自保护SPD后保护 在SP
37、D通道串联后保护器件，后保护器件可用熔断器或断路器。SPD的In与后保护器件要配合好，后保护器件在低于SPD标称放电电流（In）时不动作，只有当通过的浪涌大于Imax或SPD短路后工频电流通过时才启动。,SPD的自保护和后保护用,SPD的自保护和后保护（一）SPD后保护的成果CPM-R 串熔断器与串空开比较用同一20KA的SPD（8/20S）电流脉冲冲击。串RT14-63（熔断器）串DZ47-63（空开）19.8KA（8/20S）18.29KA（8/20S）UAB=2674V UAB=5014V,SPD的引线,SPD引线为了进一步减小熔断器与SPD串连的引线感抗的压降可将熔断器与SPD二合一，减少安装时线路盘绕，使电感量下降，输出的限制电压Upf也会下降。为了减小引线产生的压降一般要求连接SPD引线总长度小于50cm，减小压降的办法可采用凯文（Kelvin）接线法即V字形接线。安装时应尽量使“净”线与“脏”线远离,结束语,风险与成本LEMP防护重点 概率大、范围大，微电子器件对LEMP敏感。雷电综合防护 根据雷害源的分析做全面的针对性防护。系统工程 电磁兼容的设计 防爆、防火 防雷只是其中一部分，SPD应作为系统的部件或组件。,谢谢大家！,
