低壓配電系統(tǒng)需要安裝適配的浪涌保護器才能確保線路及設備的安全。而在設計工程中，往往會遇到很多問題，例如后備保護器、各級浪涌保護器之間的設置等問題。今天，鈞和電子針對這些應用中的問題及措施進行分析。

一是，SPD后備保護選擇

GB 51348—2019第11.9.11條要求，SPD安裝線路上應設置過電流保護器件，該過電流保護器件應具備如下能力：

1.分斷SPD安裝線路的預期短路電流；

2.耐受通過SPD的電涌電流不斷開；

3.分斷SPD內置熱保護所不能斷開的工頻電流。

當后備保護不匹配時，容易發(fā)生誤動作或SPD劣化過流不動作的情況，帶來一定的安全隱患。對于上文提出的第1條要求，應首先確定SPD安裝位置的系統(tǒng)預期短路電流，然后核實后備保護的短路分斷能力是否與系統(tǒng)預期短路電流匹配；對于后兩條要求，工程中為減少設計或安裝差錯形成的安全隱患，建議選擇帶配套后備保護裝置的SPD產品或者SPD與后備保護一體化的產品。

二是，SPD的級間配合

由于單個SPD很難同時滿足泄流、限壓、反應時間等防護能力指標(復合型SPD按2個SPD考慮)，因此系統(tǒng)中往往需要2個或多個SPD協(xié)調配合使用。通常，上級SPD主要用于雷電流的泄放，而次級SPD主要用于限制系統(tǒng)過電壓。由于SPD自身的構造特性，開關型SPD(如放電間隙)通常用于前端泄放雷電流，其泄流能力更強，但反應速度相對較慢。而限壓型SPD(如金屬氧化物壓敏電阻器)，通常用于設備端限壓，其泄流能力相對較弱，但反應速度更快。當兩級SPD的安裝距離較小時，次級SPD會優(yōu)先導通，而此時大電流會從次級SPD流入大地可能導致次級SPD損壞，較高的殘壓導致設備損壞，同時會出現(xiàn)上級SPD沒有及時導通的情況。

因此，GB 51348—2019第11.9.4條提出，當上級電涌保護器為開關型SPD，次級電涌保護器為限壓型SPD時，兩者之間的線路長度應大于10m；當上級與次級電涌保護器均采用限壓型時，兩者之間的線路長度應大于5m，否則應加裝退耦裝置，或者采用復合型SPD。

三是，SPD的極數(shù)選擇

SPD產品分為1P、1P+N、2P、3P +N、4P幾種極數(shù)模式，在設計選型時容易被忽視，應依據(jù)GB50057附錄J的要求，根據(jù)系統(tǒng)的接地形式的不同、導線芯數(shù)的不同以及RCD與SPD的相對位置，確定極數(shù)的選擇。

四是，SPD的過度設置

對于SPD的設置，應根據(jù)被保護設備的需要進行設置。由于SPD長時間在線，其性能會在雷電電涌沖擊以及自身的自然老化作用下逐漸下降甚至失效。劣化后的SPD,其閾值電壓會降低，低阻性則逐步加劇，進而導致持續(xù)漏電流的產生。隨著漏電流的逐漸增加，,就會導致SPD本體溫度逐漸升高，甚至發(fā)生火災，而后備保護也有保護失效的情況。因此，建筑物內的SPD設置并非越多越好。

對于中間級配電箱，當不與設備直接相連且上下級配電箱(柜)均設置有SPD保護時，考慮其自身的耐沖擊電壓值為4kV，大于上下端配電箱SPD的電壓保護水平Up(≤2.5kV)，故當系統(tǒng)內無造成過電壓的沖擊類負荷時，一般可不設置SPD。

對于民用建筑內固定安裝的非智能控制的風機、水泵配電箱，當設備及線路均位于室內LPZ1或LPZ2區(qū)，且前端配電總箱設置有SPD時，考慮其自身的耐沖擊電壓值亦為4kV(見表3)，大于前端配電箱SPD的電壓保護水平Up(≤2.5kV)，其現(xiàn)場配電箱也可不設置SPD。

對于住宅、辦公套間內的末端配電箱，盡管末端連接有電腦等電子產品。由于使用者具有配電箱的所有權，但通常無維護SPD的能力。因此，除非有設備升出屋面或高層的側立面安裝，否則通常不建議安裝SPD，而其電涌保護應由在其上級層配電箱內設置的SPD提供。

五是，Ⅱ級試驗SPD與Ⅰ級試驗SPD的替換關系

在工程應用中，由于I級試驗(10/350μs波形)的SPD相對Ⅱ級試驗(8/20μs波形)的SPD造價通常更為昂貴，且電壓保護水平Up值更大。因此，當系統(tǒng)中預期每一保護模式的沖擊電流計算值較小時，可考慮采用Ⅱ級試驗SPD進行替代。

GB 51348—2019表11.9.5顯示I級試驗SPD的沖擊電流值Iimp(10/350μs 波形)與Ⅱ級試驗SPD的標稱電流值In(8/20μs波形)為4倍的轉換關系。如用標稱電流值為80kA的Ⅱ級試驗SPD替換沖擊電流值為20kA的I級試驗SPD。

而GB 50057—2010第4.5.4條條文說明提出上述替換倍數(shù)為10倍的關系，如用標稱電流值為20kA的Ⅱ級試驗SPD(放電電流雷電流Imax值為40kA) 替換沖擊電流Iimp值為2kA的I級試驗SPD。與此同時，文獻[9]及文獻[10]均認為該替換關系為10倍。因此，本文認為該兩種SPD電流參數(shù)的替換關系采用10倍是比較合適的。

由于目前國內市場僅有少數(shù)品牌Ⅱ級試驗SPD的標稱電流In值做到了80kA，更多的品牌只做到了60kA。因此，本文建議當計算沖擊電流Iimp值(10/350μs 波形)小于或等于6kA時，可采用標稱放電電流為10倍沖擊電流值的Ⅱ級試驗SPD進行替代，以節(jié)省造價。當計算Iimp值大于6kA時，建議依然采用I級試驗的SPD。

六是，關于在屋面配電箱內開關電源側裝設Ⅱ級試驗SPD的理解

GB 50057—2010第4.5.4條要求對固定在建筑物外立面或屋面上的用電設備，其配電箱內應在開關電源側裝設Ⅱ級試驗SPD。對執(zhí)行本條的理解如下，當該配電箱設在屋面時，其電源側的電纜也暴露在LPZ0A區(qū)或LPZ0B區(qū)，如果將SPD設置在配電箱母排處，當雷電擊中電源側電纜且主開關斷開時，由于得不到主開關負荷側SPD的保護，電源側電纜可能將較大的雷擊電涌電流引入室內，且雷擊過電壓會擊穿電氣絕緣和損壞主開關。所以，此時應在主開關電源側裝設SPD，以防止直擊雷電流進入建筑物內，并保護電氣絕緣層和主開關。

關于對屋面配電箱裝設Ⅱ級試驗SPD的理解，設計中應根據(jù)實際工程的分流條件進行計算，明確預期雷擊電流是否不大于6kA，以此來確定是否采用Ⅱ級試驗SPD來替代I級試驗SPD。當計算雷電分流較大時，常用的Ⅱ級試驗SPD可能達不到相應的泄流能力，此時應根據(jù)被保護裝置的耐沖擊電壓水平選擇裝設I級試驗SPD或 I+Ⅱ級復合型SPD。如果只是為了與上級總進線配電箱處SPD的能量配合，而直接采用Ⅱ級試驗SPD，反而會對系統(tǒng)的安全性不利。

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