
关于SPD选择的差异比较
SPD选择时多个性能参数都应考虑,但最重要的是:
- 电压保护水平Up 的选择;
- 通流量的选择Iimp、In、Imax;
- 响应时间tA。(因为在各标准都没有涉及,本文中不进行讨论)
4.1 Up和Up/f
Up — 规定SPD两端的电压相应的优选值。
Up必须小于或等于被保护设备的耐冲击电压额定值Uw.通常为
1.2 Up≤Uw。
低压供电系统:Uw表征了系统耐受冲击过电压的绝缘性能。
50057表6.4.4、50343表5.4.3-1建筑物内220/380V配电系统中设备绝缘耐冲击电压额定值如表6所示:
表6 50057 、50343建筑物内220/380V配电系统中设备绝缘耐冲击电压额定值
设备位置 |
电源处的设备 |
配电线路和最后分支线路的设备 |
用电设备 |
特殊需要保护的设备 |
耐冲击电压类别 |
Ⅳ类 |
Ⅲ类 |
Ⅱ类 |
Ⅰ类 |
耐冲击电压额定值UW(kV) |
6 |
4 |
2.5 |
1.5 |
UW在IEC 62305.4-2010的表A.1中也有相同表示。
这说明这三个标准关于Up对应于UW的要求是相同的,但在50057的4.2.4.8和4.3.8.4条都要求在电源引入的总配电箱处要求SPD的电压保护水平值应小于或等于2.5kV。在50343的5.4.3条文说明也有相同的要求。Up≤2.5kV这与表4.1中III类、IV类UW的要求有矛盾。当然Up值小于等于2.5kV有利于保护下游设备,是不是Up值越小越好呢?还应该考虑到SPD在线路系统还会承担其他冲击,例如暂态过电压(TOV),Up值应恰当选取,只要与被保护设备协调配合就好。Up/f概念三个标准大同小异,工程上应特别注意SPD引线的长度,使其尽量短而直。
4.2 通流量的选择(Iimp 、In、Imax)
应根据不通LPL来选取SPD通流能力。62305、50057给出了浪涌过电流预期值(见表7、8和9),50343、50689给出了标称放电电流、最大放电电流的参数值(见表4.5、4.6)。
表7 IEC 62305:2010表E.2 雷击低压系统浪涌过电流的预期值
表8 IEC 62305:2010表E.3 雷击通信系统浪涌过电流的预期值
表9 GB 50057-2010表5 预期雷击的电涌电流
表10 GB 50343-2012表5.4.1-2 电源线路浪涌保护器标称放电电流参数值注:表9是由表7和8转化而来,参数完全相同。

表11 GB 50689-2011表9.3.4 供电系统浪涌保护器最大放电电流(Imax kA)
在规范的条文说明中表明:表9的参数是源于多年的工程实践。9.2.8通信局(站)雷电过压保护应采用限压型SPD。
4.2.1 不同损害源S引发不同的雷电流值
雷击建筑物称为损害源S1;雷击建筑物附近称为损害源S2;雷击连接到建筑物的线路称为损害源S3;雷击连接到建筑物的线路附近称为损害源S4,见图1。只有S3和S1会引发Iimp。
4.2.2 雷击低压系统(S3)时Iimp的估算
图1 IEC 62305-4图D.2建筑物不同损害源和系统内雷电流分配的基本示例
当雷击中低压供电线路(见图4.1),雷电流双向分配,在入户的最后一个电线杆发生绝缘击穿,假设50%泄入大地,当为TN-C系统,三相加中性线,则每相的冲击雷电流如下式
Iimp=0.5I/2m
TN-C,I=200kA,m=4 Iimp=12.5kA; (假设四根芯线的阻抗相等)
TN-S,I=200kA,m=5 Iimp=10kA
与62305.1表E.2和50057条文说明表5预期电流是一致的。50057的4.2.3.2条也有同样的要求,但50057第一、二、三类防雷建筑4.2.4、4.3、4.4条文中再也没有提及S3引起的雷电流(闪电电涌)侵入。
50343表5.4.1-2推荐值在第一级(MB)Iimp(10/350μs)为20kA(可能是基于能量相等原则Iimp与In等效转换为4倍有关),与估算值比取值过大,。
在雷击线路S3时,要求Iimp≥12.5kA是可以理解的。