電氣系統多級浪涌保護器選型與部署解決方案
在現代建筑(辦公樓、醫院、學校、數據中心、軌道交通樞紐等)中,電力系統已成為生命線系統。雷電感應、電網切換、感性負載投切等瞬態過電壓會通過供電網絡侵入建筑物電氣系統,導致設備損壞、數據丟失、停機甚至火災。
按照 IEC 61643、GB/T 18802 和 GB 50343《建筑物防雷設計規范》要求,建筑物應采用分級浪涌保護:
一級防護:建筑物總配電柜(進線處),承受直擊雷和大能量雷電流。
二級防護:樓層配電柜、室外三相分配電柜,削減殘壓并吸收感應雷與開關操作過電壓。
三級防護:終端機房配電箱、單相室外設備電柜,保護精密設備,抑制殘余浪涌。
二、一級防護——建筑物總配電柜(總進線)SPD選型與部署
作用
總配電柜位于建筑物電源引入點,是浪涌保護體系的第一道屏障,主要防御直擊雷引入的雷電流和電網側大幅浪涌。
SPD類型與參數
一級防護 SPD 應選用 I級試驗(Class I / Type 1) 浪涌保護器,具備電流波形 10/350 μs 測試能力,參數建議:
標稱放電電流(In):≥20 kA (8/20 μs)
最大放電電流(Imax):≥100 kA (8/20 μs)
沖擊電流(Iimp):≥12.5 kA (10/350 μs) 每極(GB/T 18802 要求)
額定工作電壓(Un):AC 230/400 V(根據系統)
持續運行電壓(Uc):≥275 V (單相)/440 V (三相)
保護水平(Up):≤2.5 kV
極數:TN-S系統選 4P;TT系統可選3P+N+PE結構。
安裝與接線
安裝位置:建筑物總配電柜進線處,電能計量裝置后端總開關前端或后端。
接線方式:并聯接入,進出線截面≥16–35 mm2銅導體,PE接地線≥25 mm2銅導體。
后備保護器:每極配 C 型斷路器(短路分斷能力≥25 kA)或專用SCB后備保護器,額定電流63–125 A,根據SPD說明書選擇。
接地:總等電位接地≤1 Ω;SPD接地線短直(<0.5 m)。
推薦場景
大型商業建筑總配電室
高層建筑進線總柜
軌道交通站區總配電柜
工業園區高壓變電室低壓側
三、二級防護——樓層配電柜與室外三相總配電柜SPD選型與部署
作用
二級SPD位于樓層或區域分配電柜,吸收一級SPD后殘余浪涌以及開關操作浪涌,進一步降低保護水平,保護下游分支線路與設備。
SPD類型與參數
二級SPD應選用 II級試驗(Class II / Type 2) 浪涌保護器,電流波形8/20 μs,參數建議:
標稱放電電流(In):≥20–40 kA (8/20 μs)
最大放電電流(Imax):≥40–80 kA (8/20 μs)
額定工作電壓(Un):AC 230/400 V
持續運行電壓(Uc):275–385 V (單相)/440–550 V (三相)
保護水平(Up):≤1.5 kV
極數:三相四線制4P,三相三線制3P;室外三相設備可選3P+N+PE。
安裝與接線
安裝位置:樓層弱電機房或動力配電柜、室外分配電箱總進線端。
接線方式:并聯安裝于配電柜進線,導線截面≥10–25 mm2銅導體,接地線≥16 mm2銅導體。
后備保護:斷路器額定電流32–63 A,分斷能力≥6–10 kA;或專用熔斷器。
接地:與樓層等電位連接,接地電阻≤4 Ω(一般建筑)。
推薦場景
各樓層動力/照明配電柜
室外三相空調、電梯機房供電總柜
校園/醫院宿舍樓層電柜
變電站控制樓各分配電柜
四、三級防護——終端機房配電箱與單相室外設備總配電柜SPD選型與部署
作用
三級防護位于最靠近終端設備處,保護精密電子和IT設備免受殘余浪涌、開關操作浪涌干擾,是“精密保護”環節。
SPD類型與參數
三級SPD應選用 III級試驗(Class III / Type 3) 浪涌保護器或電源濾波型SPD,適用于插座、終端配電箱,參數建議:
標稱放電電流(In):≥5–10 kA (8/20 μs)
最大放電電流(Imax):≥20 kA (8/20 μs)
額定工作電壓(Un):AC 230 V
持續運行電壓(Uc):250–275 V
保護水平(Up):≤1.2 kV(對精密設備更低≤1.0 kV)
附加功能:濾波、浪涌抑制+共模/差模干擾抑制。
安裝與接線
安裝位置:終端機房配電箱、UPS前端、通信機柜、單相室外設備(監控攝像頭、電控箱、廣告牌電源箱)總進線處。
接線方式:可采用模塊式插入式或插座式SPD,導線截面≥4–10 mm2銅導體,接地線≥6 mm2銅導體。
后備保護:小型斷路器B型或熔斷器(額定電流16–32 A)。
接地:機房接地電阻≤1 Ω(數據中心類),與設備保護地同點接地。
推薦場景
數據中心弱電機房配電箱
網絡通信機房UPS輸出端
監控系統攝像頭電源箱
單相戶外廣告屏、交通信號控制箱
五、浪涌保護器選型與部署原則總結
一級防護:建筑物總配電柜,I級SPD 10/350μs,Iimp≥12.5 kA;Imax≥100 kA;Uc=275/440 V,≤2.5 kV,SCB后備保護器63–125 A;分斷≥25 kA,≤1 Ω
二級防護:樓層配電柜/室外三相總配電柜,II級SPD 8/20μs,In=20–40 kA;Imax=40–80 kA;Uc=275–440 V ≤1.5 kV,斷路器32–63 A;分斷≥6–10 kA ≤4 Ω
三級防護:機房配電箱/單相室外設備,III級SPD或濾波SPD,In=5–10 kA;Imax=20 kA;Uc=250–275 V,≤1.2 kV,小型斷路器16–32 A,≤1 Ω(機房)
六、域保護器行業應用案例
大型醫院綜合樓
總配電室:安裝I級SPD(Iimp≥25 kA,Up≤2.5 kV)
各樓層醫用配電柜:II級SPD(In≥40 kA,Up≤1.5 kV)
ICU及影像科機房:III級SPD(Up≤1.0 kV,帶濾波)
軌道交通車站
站區總配電柜:I級SPD 4P 275/440 V
各站廳控制柜:II級SPD 3P+N+PE
通信機柜與票務機UPS端:III級SPD濾波型
智能園區監控系統
園區進線柜:I級SPD
各子站電柜:II級SPD
單相攝像頭供電箱:III級SPD+信號防雷模塊
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