浪涌保护器的工作原理是什么？怎么样的？
浪涌保护器（浪涌保护器），又称避雷器，简称（SPD）适用于交流50/60HZ，额定电压至380V的供电系统（或通讯系统），对间接雷击和影响直接雷击或其他瞬态过电压浪涌保护，适用于国内住宅、第三产业和工业浪涌保护要求，具有相对相、相对地、相对中性点、中性点对地及其组合等多种保护方式。树鸟教育电气设计师在线教学网络课程！
浪涌又称浪涌，顾名思义，是超过正常工作电压的瞬时过电压。从本质上讲，浪涌是一种仅在百万分之几秒内发生的剧烈脉冲，可能由以下原因引起：重型设备、短路、电源切换或大型发动机。包含浪涌阻断装置的产品可以有效吸收大量能量爆发，保护连接的设备免受损坏。
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浪涌保护器又称防雷器，是一种为各种电子设备、仪器仪表和通讯线路提供安全保护的电子器件。当电路或通讯线路因外界干扰而突然产生峰值电流或电压时，浪涌保护器可在极短的时间内导通分流，避免对系统内其他设备造成损坏。电路由浪涌。
一、 浪涌保护器SPD 的工作原理
SPD是电子设备防雷中不可缺少的器件。其作用是将进入电力线和信号传输线的瞬时过电压限制在设备或系统能够承受的电压范围内，或限制强雷电流。排入地下以保护受保护的设备或系统免受冲击。
类型和结构
浪涌保护器 会因应用而异，但应至少包含一个非线性电压限制元件。 浪涌保护器使用的基本元件有：放电间隙、充气放电管、压敏电阻、抑制二极管和扼流圈。
SPD按其工作原理可分为电压切换型、限压型和组合型。
(1）电压切换型SPD。在没有瞬态过电压时呈现高阻抗。一旦对雷电瞬态过电压做出反应，其阻抗突然变为低阻抗，允许雷电流通过，也称为“短路”开关SPD”。
(2）限压SPD。在没有瞬时过电压的情况下为高阻抗，但随着浪涌电流和电压的增加，其阻抗会不断降低，其电流电压特性为强非线性，有时称为“钳位 SPD”。
(3）组合式SPD。它由电压切换元件和限压元件组成，根据所施加的电压特性，可以显示电压切换或电压限制或两者兼有的特性。
二、常用浪涌保护器SPD概述
（1）开关电源防雷器MG-50B
特点：
①主体材料采用多层石墨间隙和高耐热铁氟龙隔圈。
②不漏电、不续流，可安装在仪表前。
③无需额外的电路保险丝保护装置。
④放电能量大。
⑤使用寿命长。
（2）开关电源避雷器MG-15
特点：
①标准模块化设计，标准35mm导轨安装，使用方便。
②核心器件采用压敏电阻（MOV），电流容量大，输出残压低，响应速度快。
③ 每个模块配备两到三组脱扣装置。当一组芯片老化时，其他正常芯片可以继续使用。
④外壳采用高阻燃材料，符合电气安全要求。
⑤可外接声光报警遥信模块。
参数对比见表1。
表1 开关电源防雷器参数对比
（3）复合电源浪涌保护器MGBC-30
特点：
①主要材料为多层放电管，采用压敏方式点火，通流能力大，输出残压低。
②解决B类和C类之间安装空间不符合标准要求的问题，适用于小型机房、基站等。
③ 并行安装，无工作瓶颈。
技术参数见表2。
表2复合电源避雷器技术参数
(4）限压电源避雷器B类(M-100/M-80）
特点：
①标准模块化设计，标准35mm导轨安装，使用方便。
②核心器件采用优质压敏电阻（MOV），电流容量大，输出残压低，响应速度快。
③ 每个模块配备两到三组脱扣装置。当一组芯片老化时，其他正常芯片可以继续使用。
④外壳采用高阻燃材料，符合电气安全要求。
⑤可外接声光报警遥信模块。
(5）限压电源避雷器C/D级(M-40/M-20）
特点：
①插件式设计，更换方便。
②核心器件采用优质压敏电阻（MOV），电流容量大，输出残压低，响应速度快。
③ 脱扣器的分隔设计，保证保护器在因过热、过流、击穿而失效时，自动与电网断开。
④外壳采用高阻燃材料，符合电气安全要求。
⑤可外接声光报警遥信模块。
参数对比见表3。
表3限压电源避雷器参数对比
（6）电脑防雷器
特点：
①主要材料采用优质气体放电管和进口半导体器件浪涌保护器 原理，质量稳定。
②一体化设计，可同时保护8～24路信号，使用方便。
③采用全保护方式（共模、差模），保护全面。
④采用二级保护，保护精细，安全可靠。
⑤流量大，输出残压低，响应速度快。
⑥独立接地端子，确保接地效果。
（7）江苏人民线路防雷
特点：
①主要材料采用优质气体放电管和进口半导体器件，质量稳定。
②采用全保护方式（共模、差模），保护全面。
②采用二级保护，保护精细，安全可靠。
④流量大，输出残压低，响应速度快。
⑤独立接地端子，确保接地效果。
⑥附上专用导轨卡后，可安装在35mm导轨上。
（8）控制线防雷器
特点：
①主要材料采用优质气体放电管和进口半导体器件，质量稳定。
②一体化设计，可同时保护12路信号，使用方便。
③采用全保护方式（共模、差模），保护全面。
④采用二级保护，保护精细，安全可靠。
⑤流量大，输出残压低，响应速度快。
⑥独立接地端子，确保接地效果。
三、浪涌保护器SPD选型设计
1. SPD 选择与设计原则
(1）SPD的电压保护等级Up应始终小于被保护设备的冲击耐受电压，并大于基于接地类型的电网最大工作电压，即,
(2）SPD和被保护设备两端的引线尽量短，控制在0.5m以内；
(3）如果进线浪涌保护器的Up加上两端引线的感应电压和反射波效应与远离它的被保护设备的冲击耐受电压相比太高，那么本设备需加装二级SPD，其标称放电电流In不应小于8/20μs 3kA；当进线SPD与被保护设备距离不大于10m时，如果Up防雷器加两端引线 设备感应电压小于设备感应电压的80%，一般情况下可以不安装防雷器；
(4）当按上述第3点要求安装的SPD之间有配电盘时，如果一级SPD的Up加上两端引线的感应电压不能保护设备在配电盘内，应在配电盘内安装二级SPD，其标称放电电流In不小于8/20μs 5kA；
(5）线路上安装多个SPD时，电压切换SPD和限压SPD之间的线路长度不应小于10m，限压SPD之间的线路长度SPD不应小于5m。例如：被保护设备与配电中心的距离比较近，在线路敷设中可以故意多绕一些线；
(6）当进线端SPD与被保护设备的距离大于30m时，应尽量靠近被保护设备再安装一个SPD，电流容量可8kA；
（7）在选择SPD的时候要注意保证SPD不会因为工频过压而烧毁，因为SPD是抗瞬态过压（μs级），工频过压是瞬态的过电压（ms级），工频过电压的能量是瞬态过电压能量的几百倍，因此应注意选择工频工作电压较高的SPD；
(8）SPD保护：每一级SPD都要保护，可以用断路器或熔断器保护，保护器的分断能力大于最大短路那里的电路电流;
(9）另外，在选择SPD的时候还应该注意：响应时间越快越好；使用寿命长短，价格因素，更好的可维护性，流通能力，耐湿性，等等
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2.SPD主要技术参数
(1）最大持续工作电压-Uc
定义：SPD在运行过程中能够持续承受的最大直流电压或工频电压的有效值。
最大连续工作电压取决于 SPD 的标称导通电压。
SPD 的最大持续工作电压应略高于本地电网上可能存在的最大电压。当无法到现场或现场用户无法提供最高电网电压时，应选择Uc≥350V的产品。 Uc低于275V的SPD一般只能在UPS电源后面使用。
（2）放电电流——In
标称放电电流：施加规定波形（8/20μs）和放电电流脉冲次数（同极性5次）后，标称导通电压变化率小于10%，在最大放电电流幅值内，漏电流和极限电压仍在合格范围内。
最大放电电流：施加规定波形(8/20μs)放电电流一次后，不造成实质损坏、不爆裂、不燃烧的最大放电电流幅值，一般最大放电电流=(1. 5～2.5）×标称放电电流。
(3）限压
定义：施加规定波形（8/20μs）、幅值（标称放电电流）和次数（同极性5次）的冲击时，SPD端子间测得的电压峰值最大值.
在选择 SPD 时，应同时考虑限制电压和最大连续工作电压。限制电压是SPD对设备保护有效性的指标，最大持续工作电压与SPD本身的可靠性有关。
（4）漏电流
除放电间隙外浪涌保护器 原理，限压SPD并联低压配电线路后通过的微安电流。
漏电流指标反映所用压敏电阻的劣化程度，电力避雷器的漏电流一般应小于20μA。
3.各级SPD选择的参数
(1）SPD1
如果一级浪涌保护器SPD1安装在建筑物的主配电室，三个开关式浪涌保护器就可以满足系统的要求。 S模式，主配电室的N和PE为接地点，可在配电室的主配电柜内安装三台开关型SPD。 N和地之间不需要加。
SPD1选择的推荐参数如下：
最大持续工作电压：Uc=440V
最大放电电流：一般按规范要求或参考标准要求计算设计
防护等级：Up≤2.5KV
响应时间：tA≤
(2）SPD2
二级电源浪涌保护器是应用最广泛的产品。雷电电磁脉冲能产生20KA以上雷电流对LPZ1区电力线的侵入的情况并不多。因此，二级SPD用作限压浪涌保护器。保护器的额定磁通In定位为20～40KA。
SPD2推荐技术参数如下：
最大持续工作电压：Uc=260～320V
额定放电电流（8/20μs）In=20KA
最大放电电流（8/20μs）Imax=40KA
防护等级：Up≤1.5KV
响应时间：tA≤25ns
(3）SPD3
三级电源浪涌保护器一般安装在重要设备的前端，即所谓的精细保护。
SPD3推荐技术参数如下：
最大持续工作电压：Uc=255V
标称放电电流（8/20μs）：In L→N 3KA N→PE 5KA
电压保护等级Up：L→N≤1.25KV L→PE≤1.5KV
响应时间：tA≤25ns
四、浪涌保护器SPD安装
(浪涌保护器的两种接线方式)
安装方法及注意事项：在配电柜或低压总开关柜内，并联在电源线外，作为电源的一级保护。
1、电源连接线不小于多股铜线，地线不小于多股铜线。连接线尽量短、直、粗，接地电阻：R≤4Ω。
2、模块化结构避雷器前端应串联合适的熔断器或开路断路器。
3、安装时必须断开电源，严禁带电操作，连接线必须符合要求。
4、安装完成后，将模块插入到位，检查是否正常工作。
5、当模块故障显示窗显示红色时，遥信端输出报警信号，表示避雷器有故障，应及时更换。
6、避雷器不需要特别维护，只要定期检查其连接是否松动，状态指示是否正常即可。
浪涌保护器防雷区交界处安装的SPD配置示例如图1所示。
图1防雷区交界处SPD安装示意图
不同接地系统中SPD的安装如图2至图6所示。
图2 SPD在TN-C-S系统中的安装
图3 SPD在TN-S系统中的安装
图4 SPD在TT系统中的安装
图5 IT系统中SPD的安装
图6 SPD在TT系统中的安装
