不同行业如何选择正确的浪涌保护器SPD？

防雷浪涌保护器（Surge Protective Device，简称 SPD）是一种安装在电力、通信或信号线路上的防护设备，用于将雷击、开关操作等引起的瞬态过电压（浪涌）限制在设备可承受的安全范围内，并将强电流快速泄放到接地系统，从而保护后端设备免受损坏。

SPD的核心防护元件包括：

压敏电阻（MOV）：常用于电源SPD，响应时间快，适合吸收中高能量浪涌。

气体放电管（GDT）：适用于信号SPD和直流高压环境，通流能力强。

TVS二极管：用于精密信号保护，响应速度快，残压低。

组合型模块：综合多种元件优势，适应复杂的工业和通信环境。

为什么那么多行业都在用SPD？

浪涌的破坏性非常大，一次雷击或开关操作浪涌就可能让设备报废，直接或间接经济损失巨大。根据 IEC 62305 和 GB/T 18802 等标准，95%以上的电子设备损坏与过电压浪涌有关，尤其在以下场景更为突出：

电力系统：雷击或操作过电压会击穿变电站、配电柜内部元件。

工业自动化：PLC、变频器等设备对瞬态过电压极其敏感。

通信与网络：数据中断、交换机烧毁会造成生产停顿。

新能源系统：光伏、风电设备常位于户外，雷击风险高。

民用建筑：消防、电梯、安防等关键设施需确保持续运行。

SPD的广泛使用是因为它能：

延长设备寿命（减少损坏率）

提高系统稳定性（减少停机风险）

符合安全与法规要求（如 GB50057《建筑物防雷设计规范》）

SPD的关键性能参数

在选型前，需要掌握SPD的主要技术指标：

Uc（最大持续工作电压）：SPD长期可承受的电压，AC：230V/400V，DC：600V/1000V 必须高于线路额定电压

Iimp（冲击电流）：模拟直击雷分量的波形（10/350µs），12.5kA、25kA、50kA 一级防雷器核心参数

In（标称放电电流）：模拟感应雷分量的波形（8/20µs），5kA、10kA、20kA 二级SPD选型重要指标

Up（残压值）：浪涌通过SPD后剩余的电压 1.5kV~2.5kV（电源SPD），应低于设备耐压水平

响应时间：SPD启动动作的时间 <25ns（MOV型），<100ns（GDT型），反映保护速度

脱扣或失效指示：模块失效报警功能，机械指示/远程告警，便于维护管理

地凯科技不同行业的SPD选型与匹配方案

1. 建筑供配电系统

典型配置：

总配电柜：I级SPD（Iimp ≥ 25kA/极，Uc=385V，Up≤2.5kV）

分配电箱：II级SPD（In ≥ 20kA，Up≤1.5kV）

末端设备：III级SPD（Up≤1.2kV）

特点：采用分级保护，确保雷电能量逐级衰减。

应用案例：大型商场、医院、写字楼的配电房与弱电间。

2. 工业控制与自动化生产

风险：变频器、PLC、DCS系统对浪涌极敏感。

配置建议：

主电源入口：II级SPD（In=20~40kA）

控制柜：III级SPD（Up≤1.2kV）

信号线：类 D/信号SPD（Uc匹配信号额定电压，Up≤2.5×信号幅值）

额外建议：信号和电源同时防护，接地共用等电位。

3. 光伏发电系统

直流侧：

DC SPD（Uc=600V/1000V/1500V，In≥20kA，Up≤2.5kV）

安装在汇流箱、逆变器DC端

交流侧：

AC SPD（Uc=385V，In≥20kA）

特点：选型需满足IEC 61643-31及GB/T 18802.31，考虑极性和工作电压。

4. 通信与数据中心

需求：保护路由器、交换机、服务器。

配置建议：

电源入口：II级SPD（In≥20kA）

数据接口：RJ45千兆以太网SPD（Uc=5V，Up≤40V，带PoE兼容）

额外建议：多端口并联安装，保持网络延迟小于1ns。

5. 轨道交通与机场

风险：室外信号系统、控制中心机房、供电站都暴露在雷击环境。

配置方案：

I级+II级组合电源SPD

专用轨道信号SPD（适配AC/DC信号）

视频监控SPD（BNC接口，Uc=5V~12V）

特点：要求冗余设计、热插拔、远程监控功能。

SPD选型的实用原则

分级保护：遵循IEC 62305三级防护模型。

参数匹配：Uc略高于额定电压，Up低于设备耐压。

接地优化：接地电阻≤4Ω（一般建筑），≤1Ω（通信机房）。

行业标准：严格遵守GB50057、GB/T18802等规范。

配合后备保护器：防止SPD热击穿时产生短路。