浪涌保護器在民用建筑電氣設計中應用

前言：想要寫出一篇引人入勝的文章？我們特意為您整理了浪涌保護器在民用建筑電氣設計中應用范文，希望能給你帶來靈感和參考，敬請閱讀。

摘要：浪涌保護器可避免建筑電子設備遭受雷電災害的影響，針對建筑重要性、使用性質、構造差異等，必須合理選擇浪涌保護器。結合民用建筑電氣設計，關注浪涌保護器安裝施工問題，選擇合理的設計方案與措施。

關鍵詞：民用建筑；電氣設計；浪涌保護器；設計方案；設備選型

0引言

雷電災害是較嚴重的自然災害，在民用建筑中，必須注重電氣系統的設備防雷保護，預防財產損失。通過設置浪涌保護器可有效保護建筑內部的電氣設備。在建筑電氣設計中，合理選擇浪涌保護器及其后備保護裝置是一個重要的課題。

1浪涌保護器工作原理

浪涌保護器是在雷電天氣、瞬時過壓狀態下，有效保護電氣系統的設備，多應用在住宅建筑、商業建筑、工業建筑中。電涌保護模式較多，大多設置在配電柜或配電箱中。設置浪涌保護器必須配合建筑內部電氣設備，確保電氣設備配合度及承受耐電涌能力。工作原理是通過分級浪涌保護器，分級釋放雷電感應能量，使電氣設備承受電涌電壓降低，對用戶電氣設備予以保護。此外，浪涌保護器分為開關型、電壓限制型、復合型，利用電阻最大壓，對線路過電流、過電涌進行抑制，確保雷電電流產生工頻續流、瞬時電壓均處于電氣設備可承受范圍內，形成多元化安裝方式，如組合型、串聯濾波型、并聯型。此外，線路正常運行時，浪涌保護器顯示屏為綠色，當電氣設備線路遭受雷擊傷害、瞬時電壓較大時，浪涌保護器中壓敏電阻以納秒速度轉化為低阻值狀態，將電壓限制在被保護設備的耐受電壓范圍內，并泄放電涌電流，當浪涌保護器顯示窗轉為綠色時，表示電流恢復正常，可正常使用電器設備。

2浪涌保護器在民用建筑電氣設計中的選用

2.1分析選型設計

選型對于浪涌保護器的影響非常大，基于參數、功能角度分析，按照不同建筑結構、空間位置需選擇不同浪涌保護器，以此確保匹配度最佳化。在選型時，注重環境特點分析，按照不同情況做好優化設計。選型影響因素較多，如雷電保護器等級、安全控件系數、系統要素等。聯合上述因素，做好科學化設計分析，方可確保浪涌保護器選型效果。技術人員應當關注端部引線感應電壓作用，防止影響浪涌保護器有效電壓；同時合理控制浪涌保護器端部電線長度，確保截面最小化。

2.2合理選擇浪涌保護器

按照建筑物防雷保護等級合理選擇浪涌保護器，以此滿足不同防雷建筑物需求。在直擊雷非防護區（LPZ0A）或在直擊雷防護區（LPZ0B）與第一防護區（LPZ1）交界處，安裝通過Ⅰ級分類試驗的浪涌保護器或限壓型浪涌保護器作為第一級保護，對直擊雷電流進行泄放，或當電源傳輸線路遭受直接雷擊時，將傳導的巨大能量進行泄放。在第一防護區之后的各分區（包含LPZ1區）交界處安裝限壓型浪涌保護器，作為二、三級或更高等級保護。第二級保護器是針對前級保護器的殘余電壓以及區內感應雷擊的防護設備，在前級發生較大雷擊能量吸收時，仍有一部分對設備或第三級保護器而言是相當巨大的能量傳導過來，需要第二級保護器進一步吸收。同時，經過第一級防雷器的傳輸線路也會感應雷擊電磁脈沖輻射。當線路足夠長時，感應雷的能量就變得足夠大，需要第二級保護器進一步對雷擊能量實施泄放。第三級保護器對通過第二級保護器的殘余雷擊能量進行保護。根據被保護設備的耐壓等級，假如2級防雷即可達到限制電壓低于設備的耐壓水平，只需做兩級保護；假如設備的耐壓水平較低，可能需要4級甚至更多級的保護。

2.3合理選擇通流容量

浪涌保護器通流容量是可吸收最大能量，為最大可承受能量。當超過最大可承受能量時，浪涌保護器無法起到保護效果，并產生爆裂和損壞問題。在工程上，無法通過數據化方式表示能量，允許通過波形電路幅值表示通流容量。通過通流容量，可了解浪涌保護器的雷電波動電流承受極限。當浪涌保護器不同時，則通流容量也不同。因此在不同場合中，選擇通流容量不同的浪涌保護器。按照浪涌保護器的任務承擔度，合理選擇通流容量，按照不同功能做好區分。對于LPZ1、LPZ0交界位置浪涌保護器，可選擇分類試驗產品。在供配電系統中，靠近電源側浪涌保護器，通流量應當高于負荷側。

2.4合理選擇報警功能

為確保浪涌保護器運行安全，需實時監控和把握運行狀態，科學設置報警功能。當防雷模塊損壞時，需利用報警功能提醒。選擇報警系統時，可選擇遙信報警、聲光報警。其中，聲光報警可應用到值班狀態，利用聲光提醒，確保值班人員及時到達現場，對設備運行狀態進行監測，同時更換損壞部件。遙信報警可應用到無值班狀態，通過遙信報警，可以電源斷電、缺項進行檢測。

3浪涌保護器后備保護選擇

在SPD專用浪涌保護器面世之前，常用的后備保護裝置有微型斷路器、塑殼斷路器、熔斷器。在選擇后備保護裝置時，應當考慮到電涌耐受能力、工頻過載保護能力、電壓保護水平。其中，斷路器、熔斷器電涌耐受能力如表1，2所示。通過比較可知，當額定電流一致時，熔斷器耐受能力不及斷路器。大規格熔斷器可耐受大電涌沖擊，但尺寸較大。對于斷路器、熔斷器工頻過載保護能力，微型斷路器分段能力達到15kA，可將低壓配電系統末端浪涌保護器安裝位置最大預期短路電流。針對第一級和第二級浪涌保護器，安裝位置預期短路電流可能無法安全分斷。塑殼斷路器、熔斷器均具備較強分斷能力，可對第一級、第二級浪涌保護器安裝位置預期短路電流進行分斷，然而低短路分斷存在問題，整體尺寸比較大。斷路器殘壓非常高，使SPD支路的有效電壓保護水平Up/f大幅升高，設備兩端實際的保護水平很低；熔斷器在低電涌沖擊時的殘壓較低，但在高電涌沖擊下的殘壓也很高，使得SPD支路的有效電壓保護水平Up/f大幅升高，設備兩端實際的保護水平很低；而SPD專用后備保護器可以解決上述缺點，因其具備如下能力：分斷SPD安裝線路的預期短路電流、耐受通過SPD的電涌電流不斷開、分斷SPD內置熱保護所不能斷開的工頻電流，其將來很好的選擇。

4結語

電子信息設備支持下，由于耐壓水平、電壓水平低，因此要消除電脈沖的不良影響，需注重防護雷電電磁脈沖。電子技術與電子設備的推廣應用，開始關注到集成電路敏感性保護，通過浪涌保護器，可為電子信息設備提供保護。

參考文獻：

［1］司凱倫.探討浪涌保護器在民用建筑電氣設計中的選用［J］.工程建設與設計，2020，20（17）：63-64.

［2］馬俊彥，楊仲江，王昊.基于孤立森林算法的浪涌保護器異常參數監測研究［J］.電子測量與儀器學報，2020，34（7）：58-63.

［3］王一平.浪涌保護器與后備保護開關電器極數的選擇與配合［J］.現代建筑電氣，2017，8（9）：24-28.

［4］殷春生，羅國華，朱延愛，等.低壓電源中浪涌保護器后備過電流保護器的選擇分析［J］.現代建筑電氣，2016，7（6）：51-54，69.

作者:朱成烈 單位:廣東省建筑設計研究院有限公司