供电系统浪涌保护器的作用

    雷电放电可能发生在云层之间或云层内部，或云层对地之间；另外许多大容量电气设备
的使用带来的内部浪涌，对供电系统（中国低压供电系统标准：

AC 50Hz 220/380V）和用

电设备的影响以及防雷和防浪涌的保护，已成为人们关注的焦点。
　　云层与地之间的雷击放电，由一次或若干次单独的闪电组成，每次闪电都携带若干幅
值很高、持续时间很短的电流。一个典型的雷电放电将包括二次或三次的闪电，每次闪电之
间大约相隔二十分之一秒的时间。大多数闪电电流在

10，000 至 100，000 安培的范围之间

降落，其持续时间一般小于

100 微秒。

　　供电系统内部由于大容量设备和变频设备等的使用，带来日益严重的内部浪涌问题。我
们将其归结为瞬态过电压（

TVS）的影响。任何用电设备都存在供电电源电压的允许范围。

有时即便是很窄的过电压冲击也会造成设备的电源或全部损坏。瞬态过电压（

TVS）破坏作

用就是这样。特别是对一些敏感的微电子设备，有时很小的浪涌冲击就可能造成致命的损坏。
　　供电系统浪涌的影响
　　供电系统浪涌的来源分为外部（雷电原因）和内部（电气设备启停和故障等）。
　　雷击对地闪电可能以两种途径作用在低压供电系统上：
　　（

1）直接雷击：雷电放电直接击中电力系统的部件，注入很大的脉冲电流。发生的概

率相对较低。
　　（

2）间接雷击：雷电放电击中设备附近的大地，在电力线上感应中等程度的电流和电

压。
　　内部浪涌发生的原因同供电系统内部的设备启停和供电网络运行的故障有关：
　　供电系统内部由于大功率设备的启停、线路故障、投切动作和变频设备的运行等原因，
都会带来内部浪涌，给用电设备带来不利影响。特别是计算机、通讯等微电子设备带来致命
的冲击。即便是没有造成永久的设备损坏，但系统运行的异常和停顿都会带来很严重的后果。
比如核电站、医疗系统、大型工厂自动化系统、证券交易系统、电信局用交换机、网络枢纽等。
　　直接雷击是最严重的事件，尤其是如果雷击击中靠近用户进线口架空输电线。在发生这
些事件时，架空输电线电压将上升到几十万伏特，通常引起绝缘闪络。雷电电流在电力线上
传输的距离为一公里或更远，在雷击点附近的峰值电流可达

100kA 或以上。在用户进线口

处低压线路的电流每相可达到

5kA 到 10kA。在雷电活动频繁的区域，电力设施每年可能有

好几次遭受雷电直击事件引起严重雷电电流。而对于采用地下电力电缆供电或在雷电活动不
频繁的地区，上述事件是很少发生的。
　　间接雷击和内部浪涌发生的概率较高，绝大部分的用电设备损坏与其有关。所以电源防
浪涌的重点是对这部分浪涌能量的吸收和抑制。
　　对于低压供电系统，浪涌引起的瞬态过电压（

TVS）保护，最好采用分级保护的方式

来完成。从供电系统的入口（比如大厦的总配电房）开始逐步进行浪涌能量的吸收，对瞬态
过电压进行分阶段抑制。
[第一道防线] 应是连接在用户供电系统入口进线各相和大地之间的大容量电源防浪涌保护
器。一般要求该级电源保护器具备

100KA/相以上的最大冲击容量，要求的限制电压应小于

2800V。我们称为 CLASS I 级电源防浪涌保护器（简称 SPD））。这些电源防浪涌保护器是
专为承受雷电和感应雷击的大电流和高能量浪涌能量吸收而设计的，可将大量的浪涌电流
分流到大地。它们仅提供限制电压（冲击电流流过

SPD 时，线路上出现的最大电压成为限