在現代電力與弱電系統中，雷電感應、電網切換、電磁干擾及大型用電設備啟動都會產生瞬態過電壓（Transient Overvoltage），俗稱“浪涌”。浪涌幅值可達到數千伏至數萬伏，持續時間通常僅幾微秒到數十微秒，卻足以損壞電氣設備。為保障系統安全，浪涌保護器（SPD, Surge Protective Device）已成為電氣和信息系統的標配。

二、浪涌保護器的主要功能

限制瞬態過電壓

SPD在毫微秒級響應時間內，將瞬態過電壓鉗位在設備可承受范圍內。例如常見220V電網設備額定絕緣電壓為2.5kV，SPD可將浪涌從6kV降至≤1.5kV，保護后端設備。

分流浪涌電流

SPD能快速導通，把雷電感應電流或操作過電流泄放至大地。例如IEC 61643標準中規定，Iimp沖擊電流等級可達12.5kA、25kA甚至40kA（10/350μs波形），有效分擔雷電能量。

提供多級保護協調

SPD可按LPZ（雷電防護區）概念分為I級、II級、III級，并通過能量協調實現分級保護。例如配電房總進線用I級SPD（Iimp≥12.5kA），分配電箱用II級（In=20–40kA），終端插座或設備端口用III級（Up≤1.2kV）。

保護電源與信號并行系統

SPD不僅用于電力線，還可保護網絡、監控、控制、通訊、天饋等弱電線路，防止感應雷擊和電磁脈沖損害。

三、浪涌保護器的類型

SPD可按不同維度分類：

1. 按IEC/GB分級（按安裝位置和能力）

I級SPD（10/350μs波形）：用于建筑物總配電或架空線路入口。參數：Iimp≥12.5kA（單極）、Up≤2.5kV。典型產品：25kA、40kA模塊。

II級SPD（8/20μs波形）：用于分配電箱，承受感應雷擊或開關過電壓。參數：In=20–40kA，Up≤1.5kV。

III級SPD：用于設備終端插座或控制柜內，防止殘余電壓。參數：Up≤1.2kV，Imax=5–10kA。

2. 按工作電壓和電路類型

交流電源SPD：用于220V/380V交流電網。

直流電源SPD：用于光伏、儲能、充電樁等DC系統，常見額定電壓DC500V、DC1000V、DC1500V。

信號線路SPD：RJ45網絡、RS485、視頻同軸、控制信號、電話線、天饋同軸等。

組合型SPD：電源+信號一體防護，如網絡電源二合一防雷器。

3. 按限壓元件類型

壓敏電阻（MOV）型SPD：響應快、成本低、常見于II級SPD。

氣體放電管（GDT）型SPD：耐大電流沖擊，用于I級或通信端口。

硅雪崩二極管（TVS）型SPD：鉗位電壓低、響應快，用于III級或弱電線路。

組合型：MOV+GDT+TVS多級串并聯，兼顧大通流能力與低殘壓。

四、浪涌保護器的主要組件

核心放電元件

MOV壓敏電阻：常用壓敏電壓275V、320V、385V（AC），吸收能力2–10kA/片。

GDT氣體放電管：擊穿電壓230V–600V，通流能力20–100kA。

TVS二極管：擊穿電壓5–200V，響應時間<1ns。

脫離裝置（后備保護器SCB/SSD）

SPD在失效或短路時需要自動斷開以防火災。典型：額定短路電流分斷能力25kA–50kA，符合GB/T 18802.3。

狀態指示與遙信端子

大多數模塊化SPD配備綠色/紅色窗口指示工作狀態，遙信觸點可接入BMS或消防系統。

接地端子與連接導體

SPD必須低阻接地。推薦接地導體截面積≥16mm2銅，長度≤0.5m，以降低感應電壓。

五、浪涌保護器在不同行業領域的應用

1. 建筑物配電系統

應用場景：辦公樓、商場、醫院、學校。

配置方案：

總配電室：I級SPD，Iimp≥25kA；

各樓層配電箱：II級SPD，In=20kA；

精密設備房：III級SPD，Up≤1.2kV。

效果：確保建筑內部用電設備免受雷擊和操作浪涌。

2. 光伏與新能源

應用場景：光伏匯流箱、逆變器輸入、儲能系統、充電樁。

配置方案：

直流側：DC SPD，Ucpv=1000–1500V，Iimp≥12.5kA。

交流側：AC SPD，Uc=385V，In=20kA。

標準參考：GB/T 18802.31-2018《光伏電源系統用浪涌保護器》。

3. 工業控制與自動化

應用場景：PLC控制柜、DCS系統、SCADA遠程終端。

配置方案：

電源端：II級SPD In=20kA；

信號端：RS485/4–20mA SPD，沖擊電流5kA，殘壓≤30V。

效果：保障工業自動化控制系統連續運行。

4. 數據中心與通信機房

應用場景：IDC、運營商基站、監控機房。

配置方案：

UPS前端：I級SPD，Iimp=25kA；

配電列頭柜：II級SPD；

RJ45千兆網絡SPD：10/100/1000Mbps兼容，沖擊電流5kA。

效果：保護服務器、交換機、存儲設備免受雷擊與脈沖干擾。

5. 軌道交通與機場

應用場景：地鐵通信系統、信號控制室、機場雷電監測系統。

配置方案：

電源進線：I級SPD 25kA；

控制信號：多對RS485 SPD，Up≤15V；

CCTV視頻同軸SPD：沖擊電流5kA，殘壓≤30V。

6. 石化與?；袠I

應用場景：油罐區液位監測、可燃氣體報警、SCADA。

要求：防爆SPD（Ex d ⅡC T6），滿足GB3836。

參數：信號SPD沖擊電流5kA，殘壓≤20V；電源SPD In=20kA。

7. 智能建筑與物聯網

應用場景：智能照明、安防、樓宇對講、智慧路燈。

方案：末端III級SPD+信號SPD組合，保護敏感電子設備。

六、浪涌保護器典型選型參數參考

總配電室：220/380V ，I級，Iimp≥25kA，Up≤2.5kV

分配電箱：220/380V ，II級，In=20–40kA，Up≤1.5kV

設備終端：220VIII級，Imax=5kA，Up≤1.2kV

光伏直流側：1000VDC，I級，Iimp≥12.5kA，Up≤4kV

網絡信號（RJ45）：5V/90Ω，信號SPD，沖擊電流5kA，殘壓≤30V

RS485/4–20mA控制信號：24V，信號SPD，沖擊電流5kA，殘壓≤15–30V

天饋同軸SPD：直流通態，同軸SPD，頻率DC–6GHz，Imax≥20kA，VSWR≤1.2

七、安裝與維護要點

低阻接地：接地電阻≤4Ω（一般建筑），機房及精密設備可≤1Ω。

短直連接：相線、地線、N線至SPD接線長度不超過0.5m，避免附加感應電壓。

后備保護：在SPD前串聯SCB后備保護器或熔斷器，額定分斷能力≥25kA。

定期巡檢：檢查狀態指示窗口與遙信報警，定期測試接地電阻。