浪涌保護器（SPD，Surge Protective Device）是電氣系統防雷與過電壓防護的重要組成部分。其作用是限制瞬態過電壓（如雷擊浪涌、操作過電壓）幅值，將能量引入接地系統，從而保護電氣設備安全運行。根據GB/T 18802.1—2020《低壓配電系統的浪涌保護器（SPD）—第1部分：性能要求與試驗方法》和GB 50057—2014《建筑物防雷設計規范》，SPD的設置、參數選型與安裝布局需遵循系統性設計原則。

一、浪涌保護器的設置原則

分級保護原則

按照建筑物防雷分區（LPZ）原則，SPD應采用多級分布式保護結構：

第一級SPD（B級或Type 1）：安裝于建筑物主配電柜總進線處，用于泄放直接雷擊產生的高能量浪涌，要求具備10/350μs波形的沖擊電流能力。

第二級SPD（C級或Type 2）：安裝于樓層分配電箱或設備控制箱，用于吸收殘余浪涌能量，防止過電壓侵入末端設備。

第三級SPD（D級或Type 3）：設置在精密設備前端，如機房、通信設備、電氣控制器等，用于抑制低幅高頻浪涌，保護設備端口。

等電位保護原則

所有SPD的接地端必須與建筑物防雷接地系統等電位連接，形成統一的泄流通道。SPD接地線應盡量短且直，長度≤0.5 m，轉彎半徑≥20 cm，以減小感應阻抗。

匹配原則

不同級SPD的電壓保護水平（Up）需呈遞減關系：

一級SPD的Up約為2.5~4.0 kV；

二級SPD的Up約為1.5~2.5 kV；

三級SPD的Up應≤1.0 kV。

以確保過電壓能量逐級衰減，不發生“能量反彈”或“過度殘壓”現象。

接地與系統制式原則

SPD應依據系統接地形式（TN-S、TN-C-S、TT、IT）采用不同接線方式：

TN-S系統：N、PE線分開，SPD采用3P或4P結構。

TT系統：中性線與地線獨立接地，建議SPD帶N-PE保護模塊。

IT系統：中性點不接地或高阻接地，應配置監測型SPD或絕緣監控裝置。

二、SPD性能參數的確定

根據GB/T 18802.1標準，SPD選型需考慮以下關鍵參數：

最大持續工作電壓Uc：SPD長期承受的電壓不動作值，Uc ≥ 1.1×系統額定電壓

標稱放電電流In：SPD在8/20μs波形下的測試電流，5 kA、10 kA（常見）

最大放電電流Imax：SPD可承受的最大8/20μs浪涌電流，20~80 kA（視級別）

沖擊電流Iimp：Type 1 SPD特有，10/350μs波形電流，≥12.5 kA（單極）

電壓保護水平Up：SPD限制殘余電壓峰值能力，≤設備絕緣耐壓的80%

響應時間tA：SPD動作時間，≤25 ns（電源SPD）

失效模式與熱脫扣：SPD應具備熱脫扣及狀態指示功能 必須符合GB/T 18802.3

選型建議：

總配電柜（I級防雷）：選用Iimp≥12.5 kA、Uc=385 V的SPD；

樓層分配箱（II級防雷）：選用Imax≥40 kA、Uc=385 V；

末端設備（III級防雷）：選用Up≤1.0 kV的精密SPD模塊。

三、SPD防雷器安裝要求與注意事項

安裝位置

一級SPD安裝于電源進線開關下端，與電源主開關并聯；

二級SPD安裝于分配電箱的總進線端；

三級SPD安裝在設備電源插座或端子排前端。

連接導線要求

相線、N線、PE線連接應采用多股銅線或銅排；

截面積：主線≥16 mm2，接地線≥25 mm2；

接線長度盡量短（≤0.5 m），避免環路。

后備保護器配置（SCB/熔斷器）

根據GB/T 18802.11要求，SPD需配備合適的后備保護裝置，防止SPD短路失效。

一般選用：

斷路器型SCB：In≥SPD標稱放電電流的1.25倍；

熔斷器：額定電流1.6倍于SPD最大泄流電流。

接地系統要求

SPD接地電阻應≤4 Ω（一般建筑）；

信息化機房、數據中心應≤1 Ω；

特殊場所（如醫院、通信基站）推薦≤0.5 Ω。

定期檢測與維護

SPD應設有狀態指示窗口（綠/紅），必要時帶遙信報警端子。建議每年雷雨季節前檢測一次泄流能力與熱脫扣狀態。

四、不同應用行業浪涌保護器的設置區別與建議

工業自動化領域

電源SPD采用模塊化可更換設計；

信號接口（4~20 mA、RS485）需配置信號SPD；

接地系統宜采用TN-S結構，確保低阻抗回路。

數據中心（IDC）與通信行業

建議采用三級防護；

電源SPD Up≤1.0 kV，信號SPD帶屏蔽與隔離；

機柜內部采用精密D級SPD，保護服務器端口。

建筑及民用住宅

配電柜安裝II級SPD即可；

樓頂防雷系統應與SPD接地共用接地體；

弱電箱內配置網絡、電話線路SPD。

新能源與充電樁行業

直流側采用DC SPD（Uc=1000V~1500V DC）；

光伏系統SPD需符合GB/T 18802.31；

充電樁SPD選用Type 2+Type 3組合模塊。

醫療設備與實驗室

要求SPD殘壓低、響應快；

接地獨立并保證電磁干擾隔離；

推薦安裝隔離式信號SPD保護監測儀表精度。