电气系统多级浪涌保护器选型与部署解决方案

在现代建筑（办公楼、医院、学校、数据中心、轨道交通枢纽等）中，电力系统已成为生命线系统。雷电感应、电网切换、感性负载投切等瞬态过电压会通过供电网络侵入建筑物电气系统，导致设备损坏、数据丢失、停机甚至火灾。

按照 IEC 61643、GB/T 18802 和 GB 50343《建筑物防雷设计规范》要求，建筑物应采用分级浪涌保护：

一级防护：建筑物总配电柜（进线处），承受直击雷和大能量雷电流。

二级防护：楼层配电柜、室外三相分配电柜，削减残压并吸收感应雷与开关操作过电压。

三级防护：终端机房配电箱、单相室外设备电柜，保护精密设备，抑制残余浪涌。

二、一级防护——建筑物总配电柜（总进线）SPD选型与部署

作用

总配电柜位于建筑物电源引入点，是浪涌保护体系的第一道屏障，主要防御直击雷引入的雷电流和电网侧大幅浪涌。

SPD类型与参数

一级防护 SPD 应选用 I级试验（Class I / Type 1） 浪涌保护器，具备电流波形 10/350 μs 测试能力，参数建议：

标称放电电流（In）：≥20 kA (8/20 μs)

最大放电电流（Imax）：≥100 kA (8/20 μs)

冲击电流（Iimp）：≥12.5 kA (10/350 μs) 每极（GB/T 18802 要求）

额定工作电压（Un）：AC 230/400 V（根据系统）

持续运行电压（Uc）：≥275 V (单相)/440 V (三相)

保护水平（Up）：≤2.5 kV

极数：TN-S系统选 4P；TT系统可选3P+N+PE结构。

安装与接线

安装位置：建筑物总配电柜进线处，电能计量装置后端总开关前端或后端。

接线方式：并联接入，进出线截面≥16–35 mm²铜导体，PE接地线≥25 mm²铜导体。

后备保护器：每极配 C 型断路器（短路分断能力≥25 kA）或专用SCB后备保护器，额定电流63–125 A，根据SPD说明书选择。

接地：总等电位接地≤1 Ω；SPD接地线短直（<0.5 m）。

推荐场景

大型商业建筑总配电室

高层建筑进线总柜

轨道交通站区总配电柜

工业园区高压变电室低压侧

三、二级防护——楼层配电柜与室外三相总配电柜SPD选型与部署

作用

二级SPD位于楼层或区域分配电柜，吸收一级SPD后残余浪涌以及开关操作浪涌，进一步降低保护水平，保护下游分支线路与设备。

SPD类型与参数

二级SPD应选用 II级试验（Class II / Type 2） 浪涌保护器，电流波形8/20 μs，参数建议：

标称放电电流（In）：≥20–40 kA (8/20 μs)

最大放电电流（Imax）：≥40–80 kA (8/20 μs)

额定工作电压（Un）：AC 230/400 V

持续运行电压（Uc）：275–385 V (单相)/440–550 V (三相)

保护水平（Up）：≤1.5 kV

极数：三相四线制4P，三相三线制3P；室外三相设备可选3P+N+PE。

安装与接线

安装位置：楼层弱电机房或动力配电柜、室外分配电箱总进线端。

接线方式：并联安装于配电柜进线，导线截面≥10–25 mm²铜导体，接地线≥16 mm²铜导体。

后备保护：断路器额定电流32–63 A，分断能力≥6–10 kA；或专用熔断器。

接地：与楼层等电位连接，接地电阻≤4 Ω（一般建筑）。

推荐场景

各楼层动力/照明配电柜

室外三相空调、电梯机房供电总柜

校园/医院宿舍楼层电柜

变电站控制楼各分配电柜

四、三级防护——终端机房配电箱与单相室外设备总配电柜SPD选型与部署

作用

三级防护位于最靠近终端设备处，保护精密电子和IT设备免受残余浪涌、开关操作浪涌干扰，是“精密保护”环节。

SPD类型与参数

三级SPD应选用 III级试验（Class III / Type 3） 浪涌保护器或电源滤波型SPD，适用于插座、终端配电箱，参数建议：

标称放电电流（In）：≥5–10 kA (8/20 μs)

最大放电电流（Imax）：≥20 kA (8/20 μs)

额定工作电压（Un）：AC 230 V

持续运行电压（Uc）：250–275 V

保护水平（Up）：≤1.2 kV（对精密设备更低≤1.0 kV）

附加功能：滤波、浪涌抑制+共模/差模干扰抑制。

安装与接线

安装位置：终端机房配电箱、UPS前端、通信机柜、单相室外设备（监控摄像头、电控箱、广告牌电源箱）总进线处。

接线方式：可采用模块式插入式或插座式SPD，导线截面≥4–10 mm²铜导体，接地线≥6 mm²铜导体。

后备保护：小型断路器B型或熔断器（额定电流16–32 A）。

接地：机房接地电阻≤1 Ω（数据中心类），与设备保护地同点接地。

推荐场景

数据中心弱电机房配电箱

网络通信机房UPS输出端

监控系统摄像头电源箱

单相户外广告屏、交通信号控制箱

五、浪涌保护器选型与部署原则总结

一级防护：建筑物总配电柜，I级SPD 10/350μs，Iimp≥12.5 kA；Imax≥100 kA；Uc=275/440 V，≤2.5 kV，SCB后备保护器63–125 A；分断≥25 kA，≤1 Ω

二级防护：楼层配电柜/室外三相总配电柜，II级SPD 8/20μs，In=20–40 kA；Imax=40–80 kA；Uc=275–440 V ≤1.5 kV，断路器32–63 A；分断≥6–10 kA ≤4 Ω

三级防护：机房配电箱/单相室外设备，III级SPD或滤波SPD，In=5–10 kA；Imax=20 kA；Uc=250–275 V，≤1.2 kV，小型断路器16–32 A，≤1 Ω（机房）

六、域保护器行业应用案例

大型医院综合楼

总配电室：安装I级SPD（Iimp≥25 kA，Up≤2.5 kV）

各楼层医用配电柜：II级SPD（In≥40 kA，Up≤1.5 kV）

ICU及影像科机房：III级SPD（Up≤1.0 kV，带滤波）

轨道交通车站

站区总配电柜：I级SPD 4P 275/440 V

各站厅控制柜：II级SPD 3P+N+PE

通信机柜与票务机UPS端：III级SPD滤波型

智能园区监控系统

园区进线柜：I级SPD

各子站电柜：II级SPD

单相摄像头供电箱：III级SPD+信号防雷模块