信号防雷浪涌保护器应用方案

一、信号防雷浪涌保护器的定义与作用

信号防雷浪涌保护器（Signal Surge Protective Device, 简称信号SPD）是一类专门用于保护数据通信、控制、监测等低压弱电信号线路免受雷击浪涌、电磁脉冲等瞬态过电压损害的防护设备。

它的核心功能是在瞬态高压出现时，将过量的冲击能量快速泄放至接地系统，并在正常工作时保持对信号传输的高通透性，不影响信号质量。

适用范围包括：

RS-232/RS-485/RS-422 通信线路

以太网（RJ45）数据传输

视频监控（同轴、双绞线）

工业控制信号

天馈系统射频信号

光伏监测、气象传感、铁路信号等

二、信号防雷浪涌保护器的种类

根据保护对象和接口类型，可分为以下几类：

网络信号防雷器

接口类型：RJ45，支持百兆或千兆速率

保护标准：IEC 61643-21 / YD/T 1542

应用：以太网交换机、摄像机、AP、工控网关

典型参数：额定工作电压 5V/12V，最大持续工作电压 Uc=15V，标称放电电流 In=5kA (8/20μs)，插入损耗 <0.5dB

视频信号防雷器

接口类型：BNC（同轴）、RJ45（网传视频）

应用：模拟视频监控、SDI、HD-CVI/TVI 系统

典型参数：带宽 0~250MHz，响应时间 ≤1ns，标称放电电流 In=5kA，最大放电电流 Imax=10kA

串口通信信号防雷器

适用接口：RS-232、RS-485、RS-422

应用：PLC、工业仪表、智能交通

典型参数：额定电压 5V/12V/24V，线间/线地保护模式，最大放电电流 Imax=5kA，残压 ≤40V（取决于型号）

控制/模拟量信号防雷器

参数：Uc 根据回路电压选取（12V/24V/48V），标称放电电流 5kA，通流容量 ≥10kA，传输精度误差 ≤0.1%

天馈信号防雷器

接口：N 型、DIN、7/16 等

应用：基站天线、广播发射

典型参数：频率范围 0~6GHz，驻波比 VSWR ≤1.2，插入损耗 ≤0.2dB，Imax≥20kA

三、信号防雷浪涌保护器的选型原则

1. 按信号类型和接口选择

网络信号 → 选 RJ45 接口 SPD

视频信号 → 选 BNC 或 RJ45 视频SPD

串口信号 → 选 DB9/DB25 或接线端子式 SPD

模拟量/控制量 → 选两线或四线制端子 SPD

2. 按工作电压选型

工作电压（Uc）应 ≥ 信号线路的最大工作电压

常见值：

RS-485/RS-232：12V/24V

4~20mA 回路：24V

以太网：5V 或 PoE（48V）

3. 按通流容量与响应速度

通流容量 Imax ≥ 5kA（一般通信信号），射频类需 ≥20kA

响应时间 ≤1ns（数字信号要求更快）

对于高频数据传输（千兆以太网），插入损耗要小于 0.5dB

4. 按防护模式

线-地保护（L-G）：对地泄放浪涌

线-线保护（L-L）：抑制线路间干扰

综合保护：L-G + L-L 组合，防护效果更佳

5. 按安装环境

室外优先选 IP65 防护等级，具备防水防尘外壳

高雷暴区建议选带有可视状态指示的智能SPD

四、地凯科技信号防雷浪涌保护器的接线与安装

1. 接线原则

就近保护：SPD应安装在被保护设备接口处 0.5m 内

最短接地：SPD接地线长度 ≤0.5m，截面积 ≥4mm²（铜线）

方向正确：按“IN”端接信号输入，"OUT"端接设备

接地可靠：接地电阻满足≤4Ω（通信机房推荐 ≤1Ω）

2. 安装步骤

确认线路类型与SPD接口匹配

切断信号线路与设备电源

将信号线按标识接入 SPD 的输入端

将 SPD 输出端连接到设备接口

将 SPD 接地端可靠接入机房防雷接地汇流排

通电测试信号传输质量，确认无衰减或干扰

3. 注意事项

多级防护：室外端加一级大通流容量SPD，室内端加精细保护SPD

屏蔽线：屏蔽层应与SPD接地端同接

定期检测：每年雷雨季前检查SPD状态，失效及时更换

五、地凯科技行业应用与部署方案

1. 通信运营商机房

需求：大量高速数据传输端口，防止雷击导致交换机、路由器损坏

部署：

进线处安装一级网络信号SPD（Imax≥10kA）

机柜内各端口安装精细保护SPD（插入损耗 <0.5dB）

机房接地 ≤1Ω

2. 视频监控系统

需求：户外摄像机长距离布线易感应雷击

部署：

摄像机端与监控中心端各安装视频SPD

若为网传视频，需用带PoE保护的RJ45 SPD（Uc=48V）

室外SPD外壳防护等级≥IP65

3. 工业控制与PLC系统

需求：PLC、传感器和执行机构长期运行在雷电密集环境

部署：

PLC通信接口装 RS-485/RS-232 SPD（Uc=24V，Imax≥5kA）

4~20mA 变送器回路装模拟量SPD（精度误差 ≤0.1%）

接地共用等电位排

4. 铁路与轨道交通

需求：信号闭塞系统、调度控制系统安全性高

部署：

信号机与道岔控制线路加端子型信号SPD（Uc=24V）

光电混合线路中，信号部分用SPD，光纤部分不需SPD

接地系统需与牵引供电系统隔离并保持等电位

5. 光伏与气象监测系统

需求：户外长线缆信号传输，环境恶劣

部署：

监测传感器端加IP65模拟量SPD

汇流箱或监控箱内加第二级保护

接地采用光伏防雷接地系统，电阻 ≤4Ω

六、符合国标与检测要求

信号SPD应符合以下标准：

IEC 61643-21《低压电涌保护装置 第21部分：通信网络电涌保护装置性能要求和试验方法》

YD/T 1542《通信局（站）雷电电涌保护器技术要求》

GB/T 18802.21《信号网络用浪涌保护器性能要求》

关键测试项目：标称放电电流（In），最大放电电流（Imax），电压保护水平（Up），响应时间，插入损耗，绝缘电阻。