浪涌保護(hù)器選型及使用

由于電氣類和電子元件的高損耗，浪涌保護(hù)（浪涌保護(hù)器或SPD）在風(fēng)能行業(yè)中過電壓保護(hù)過程中越來越普遍。

1、判斷依據(jù)：基本上所有電器設(shè)備都要做防雷，而純電源接入的電器（例如家里的照明、空調(diào)、冰箱等）相對會沒那么容易遭雷擊損壞，有電源和信號同時接入的（如家里的電腦、電視等）則很容易遭雷擊損壞。

2、選擇方式：安裝浪涌保護(hù)器要根據(jù)要保護(hù)的設(shè)備的實際情況，什么供電方式、有哪類的信號線，還有自身環(huán)境的雷電強(qiáng)度情況選擇。對于既有電源、又有信號線的設(shè)備切不能只安裝電源避雷器或信號避雷器。

浪涌保護(hù)器，適用于交流50/60HZ，額定電壓220V至380V的供電系統(tǒng)中，對間接雷電和直接雷電影響或其他瞬時過壓的電涌進(jìn)行保護(hù)，適用于家庭住宅、第三產(chǎn)業(yè)以及工業(yè)領(lǐng)域電涌保護(hù)的要求。

當(dāng)電氣回路或者通信線路中因為外界的干擾突然產(chǎn)生尖峰電流或者電壓時，浪涌保護(hù)器能在極短的時間內(nèi)導(dǎo)通分流，從而避免浪涌對回路中其他設(shè)備的損害。

選擇安裝浪涌保護(hù)器時，首先要考慮電網(wǎng)的設(shè)計（例如：TN-S系統(tǒng)，TT系統(tǒng)，IT系統(tǒng)等）。浪涌保護(hù)器的安裝位置也要考慮，它的放置位置與被保護(hù)設(shè)備間的距離要合適。如果浪涌保護(hù)器放置得離被保護(hù)設(shè)備太遠(yuǎn)了，那就不能確保被保護(hù)設(shè)備得到有效保護(hù)；如果太近了，設(shè)備和浪涌保護(hù)器之間會產(chǎn)生振蕩波，而這樣，即使設(shè)備被認(rèn)為是被保護(hù)的，會在被保護(hù)設(shè)備上產(chǎn)生巨大的過電壓。

僅因為正確安裝浪涌保護(hù)器是個簡單問題，導(dǎo)致許多浪涌保護(hù)器安裝位置設(shè)計不合理。安裝浪涌保護(hù)器時，首先確保它被放置在被保護(hù)設(shè)備的入口處；第二要正確安裝浪涌保護(hù)器的接地線；第三連接浪涌保護(hù)器的電纜要盡可能的短。根據(jù)此標(biāo)準(zhǔn)（一般來說），連接電纜的電感一般是1μH/m左右。所以設(shè)計該系統(tǒng)時，記得連接電纜要包含火線和接地線。

上圖中的安裝暴露出一個問題：如圖安裝會產(chǎn)生1kA/μs的故障電流，這會導(dǎo)致每米連接浪涌保護(hù)器的接線上的壓降為1000伏。如果接線是1米接地線是0.5米，被保護(hù)設(shè)備將會承受浪涌保護(hù)器的箝制電壓再加上1500伏的電壓，而通過正確安裝浪涌保護(hù)器可以極大的減少這種電壓。理想的安裝方法如下：

按照以上安裝方法，被保護(hù)設(shè)備只會承受幾乎等于浪涌保護(hù)器箝制電壓的最低電壓。一些浪涌保護(hù)器需要額外的保護(hù)措施，如，不會被熱損壞的保險絲，用來保證浪涌保護(hù)器處理能級。其他制造商造出的浪涌保護(hù)器可以在風(fēng)機(jī)主斷路器短路之前處理全部電流。選擇過電壓保護(hù)的組件時，需要考慮是否有必要使用更多的組件來保證浪涌保護(hù)器保護(hù)設(shè)備。通常粗略保護(hù)就是在設(shè)備入口處安裝一個浪涌保護(hù)器，而精細(xì)保護(hù)就是把浪涌保護(hù)器直接安裝在被保護(hù)設(shè)備上。

據(jù)浪涌保護(hù)器目前發(fā)展情況，只需安裝一個裝置，或是粗略保護(hù)和精細(xì)保護(hù)的組合，或是一個據(jù)精細(xì)保護(hù)原則制造的簡單大型的浪涌保護(hù)器，就可在很大程度上起到全防護(hù)作用。

浪涌保護(hù)器的安裝位置被選定后，就要選擇浪涌保護(hù)器的級別了。所有的浪涌保護(hù)器根據(jù)它們能導(dǎo)入地下的能量來劃分不同的級別。越低級別的浪涌保護(hù)器的導(dǎo)通需要越高的箝位電壓。這就導(dǎo)致了被保護(hù)設(shè)備上壓力的增加。被保護(hù)設(shè)備越容易受到破壞，越需要選擇高級別的浪涌保護(hù)器。一般來說，根據(jù)特定區(qū)域需要的保護(hù)級別來劃分出不同的安裝區(qū)域，這樣對浪涌保護(hù)器的選型就會容易多了，同時對具體的區(qū)域需要什么級別的浪涌保護(hù)器提供了概況?？紤]在雷電防護(hù)總體設(shè)計中加入浪涌保護(hù)器設(shè)計，雷電防護(hù)區(qū)域可以和浪涌保護(hù)器各級過渡區(qū)域相整合，而通過各級過渡區(qū)域可以知道浪涌保護(hù)器的放置位置。（其他標(biāo)準(zhǔn)也是這樣推薦的，例如，IEC62305系列或風(fēng)力發(fā)電機(jī)具體規(guī)定IEC61400-24）

做完評估后需要安裝浪涌保護(hù)器時，需要給系統(tǒng)找到合適的產(chǎn)品。在IEC61643-12的第6.2段落中，描述了正確選擇浪涌保護(hù)器的方法。

首先所有被選浪涌保護(hù)器的最大持續(xù)工作電壓要高于標(biāo)稱工作電壓。其次要考慮暫態(tài)過電壓的產(chǎn)生；如果有產(chǎn)生暫態(tài)過電壓的危險，那么被選的浪涌保護(hù)器電壓要低于最大標(biāo)稱工作電壓。

IEC61643-12是一個很好的指導(dǎo)規(guī)范，它給設(shè)計師提供一些在選擇和安裝設(shè)備來進(jìn)行過壓保護(hù)需要考慮的問題的信息。雖然它是一種普遍的標(biāo)準(zhǔn)，但是完全遵循風(fēng)能行業(yè)的需求規(guī)范。

可以向世界各地的專家組求助、交流防雷方面的知識經(jīng)驗，當(dāng)然也可以向在該領(lǐng)域很有經(jīng)驗工程咨詢公司尋求幫助。

也要根據(jù)安裝處的電流量來選擇浪涌保護(hù)器。如果特殊位置的短路電流量是未知的，那么要保證選擇足夠大的浪涌保護(hù)器元器件，以便處理“最佳猜測”電流。

判定和描述特殊具體位置的情況在保證浪涌保護(hù)器達(dá)到保護(hù)設(shè)備預(yù)期效果是很重要的。

還要考慮浪涌保護(hù)器的說明書/壽命。因為在安裝后的一秒鐘內(nèi)可能會產(chǎn)生瞬態(tài)高電勢，這可能會毀壞浪涌保護(hù)器，在這種情況下，浪涌保護(hù)器的壽命就只有一秒鐘。

所以也只能根據(jù)從生產(chǎn)商那里得到的數(shù)據(jù)對浪涌保護(hù)器進(jìn)行預(yù)期性的評估。假如浪涌保護(hù)器發(fā)生故障，要保證它不會造成致命的破壞。

當(dāng)使用浪涌保護(hù)器時，要證實它和在它上方的被保護(hù)設(shè)備能互相配合。如果用保險絲減小浪涌保護(hù)器中電流是必要的，那么這些保險絲要能在損壞浪涌保護(hù)器之前切斷短路電流。還要考慮漏電保護(hù)器跳閘的情況。

選擇浪涌保護(hù)器時，要選不易老化的，在預(yù)期瞬時高壓下不易被損壞，及發(fā)生故障時不易損壞其它電氣設(shè)備的浪涌保護(hù)器。

最后選擇浪涌保護(hù)器時，它的箝制電壓要和被保護(hù)設(shè)備所能承受的電壓一致。如果浪涌保護(hù)器不能保持箝制電壓，就要在被保護(hù)設(shè)備附近安裝另外的浪涌保護(hù)器。如果多個浪涌保護(hù)器同時使用時，正確協(xié)調(diào)這些浪涌保護(hù)器間的關(guān)系就很重要了。在兩個浪涌保護(hù)器之間要選擇一個規(guī)定的電感，而這個電感可以通過兩個浪涌保護(hù)器之間固定長度的電纜，或是用規(guī)定的電感元件來實現(xiàn)。再次重申，以目前浪涌保護(hù)器的發(fā)展情況來看，一步實現(xiàn)完全保護(hù)的可能性很大。