在現(xiàn)代電力與弱電系統(tǒng)中，雷電感應(yīng)、電網(wǎng)切換、電磁干擾及大型用電設(shè)備啟動(dòng)都會(huì)產(chǎn)生瞬態(tài)過電壓（Transient Overvoltage），俗稱“浪涌”。浪涌幅值可達(dá)到數(shù)千伏至數(shù)萬伏，持續(xù)時(shí)間通常僅幾微秒到數(shù)十微秒，卻足以損壞電氣設(shè)備。為保障系統(tǒng)安全，浪涌保護(hù)器（SPD, Surge Protective Device）已成為電氣和信息系統(tǒng)的標(biāo)配。

二、浪涌保護(hù)器的主要功能

限制瞬態(tài)過電壓

SPD在毫微秒級(jí)響應(yīng)時(shí)間內(nèi)，將瞬態(tài)過電壓鉗位在設(shè)備可承受范圍內(nèi)。例如常見220V電網(wǎng)設(shè)備額定絕緣電壓為2.5kV，SPD可將浪涌從6kV降至≤1.5kV，保護(hù)后端設(shè)備。

分流浪涌電流

SPD能快速導(dǎo)通，把雷電感應(yīng)電流或操作過電流泄放至大地。例如IEC 61643標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定，Iimp沖擊電流等級(jí)可達(dá)12.5kA、25kA甚至40kA（10/350μs波形），有效分擔(dān)雷電能量。

提供多級(jí)保護(hù)協(xié)調(diào)

SPD可按LPZ（雷電防護(hù)區(qū)）概念分為I級(jí)、II級(jí)、III級(jí)，并通過能量協(xié)調(diào)實(shí)現(xiàn)分級(jí)保護(hù)。例如配電房總進(jìn)線用I級(jí)SPD（Iimp≥12.5kA），分配電箱用II級(jí)（In=20–40kA），終端插座或設(shè)備端口用III級(jí)（Up≤1.2kV）。

保護(hù)電源與信號(hào)并行系統(tǒng)

SPD不僅用于電力線，還可保護(hù)網(wǎng)絡(luò)、監(jiān)控、控制、通訊、天饋等弱電線路，防止感應(yīng)雷擊和電磁脈沖損害。

三、浪涌保護(hù)器的類型

SPD可按不同維度分類：

1. 按IEC/GB分級(jí)（按安裝位置和能力）

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

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

III級(jí)SPD：用于設(shè)備終端插座或控制柜內(nèi)，防止殘余電壓。參數(shù)：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(wǎng)。

直流電源SPD：用于光伏、儲(chǔ)能、充電樁等DC系統(tǒng)，常見額定電壓DC500V、DC1000V、DC1500V。

信號(hào)線路SPD：RJ45網(wǎng)絡(luò)、RS485、視頻同軸、控制信號(hào)、電話線、天饋同軸等。

組合型SPD：電源+信號(hào)一體防護(hù)，如網(wǎng)絡(luò)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(yīng)快、成本低、常見于II級(jí)SPD。

氣體放電管（GDT）型SPD：耐大電流沖擊，用于I級(jí)或通信端口。

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

組合型：MOV+GDT+TVS多級(jí)串并聯(lián)，兼顧大通流能力與低殘壓。

四、浪涌保護(hù)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(yīng)時(shí)間<1ns。

脫離裝置（后備保護(hù)器SCB/SSD）

SPD在失效或短路時(shí)需要自動(dòng)斷開以防火災(zāi)。典型：額定短路電流分?jǐn)嗄芰?5kA–50kA，符合GB/T 18802.3。

狀態(tài)指示與遙信端子

大多數(shù)模塊化SPD配備綠色/紅色窗口指示工作狀態(tài)，遙信觸點(diǎn)可接入BMS或消防系統(tǒng)。

接地端子與連接導(dǎo)體

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

五、浪涌保護(hù)器在不同行業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用

1. 建筑物配電系統(tǒng)

應(yīng)用場(chǎng)景：辦公樓、商場(chǎng)、醫(yī)院、學(xué)校。

配置方案：

總配電室：I級(jí)SPD，Iimp≥25kA；

各樓層配電箱：II級(jí)SPD，In=20kA；

精密設(shè)備房：III級(jí)SPD，Up≤1.2kV。

效果：確保建筑內(nèi)部用電設(shè)備免受雷擊和操作浪涌。

2. 光伏與新能源

應(yīng)用場(chǎng)景：光伏匯流箱、逆變器輸入、儲(chǔ)能系統(tǒng)、充電樁。

配置方案：

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

交流側(cè)：AC SPD，Uc=385V，In=20kA。

標(biāo)準(zhǔn)參考：GB/T 18802.31-2018《光伏電源系統(tǒng)用浪涌保護(hù)器》。

3. 工業(yè)控制與自動(dòng)化

應(yīng)用場(chǎng)景：PLC控制柜、DCS系統(tǒng)、SCADA遠(yuǎn)程終端。

配置方案：

電源端：II級(jí)SPD In=20kA；

信號(hào)端：RS485/4–20mA SPD，沖擊電流5kA，殘壓≤30V。

效果：保障工業(yè)自動(dòng)化控制系統(tǒng)連續(xù)運(yùn)行。

4. 數(shù)據(jù)中心與通信機(jī)房

應(yīng)用場(chǎng)景：IDC、運(yùn)營商基站、監(jiān)控機(jī)房。

配置方案：

UPS前端：I級(jí)SPD，Iimp=25kA；

配電列頭柜：II級(jí)SPD；

RJ45千兆網(wǎng)絡(luò)SPD：10/100/1000Mbps兼容，沖擊電流5kA。

效果：保護(hù)服務(wù)器、交換機(jī)、存儲(chǔ)設(shè)備免受雷擊與脈沖干擾。

5. 軌道交通與機(jī)場(chǎng)

應(yīng)用場(chǎng)景：地鐵通信系統(tǒng)、信號(hào)控制室、機(jī)場(chǎng)雷電監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。

配置方案：

電源進(jìn)線：I級(jí)SPD 25kA；

控制信號(hào)：多對(duì)RS485 SPD，Up≤15V；

CCTV視頻同軸SPD：沖擊電流5kA，殘壓≤30V。

6. 石化與?；袠I(yè)

應(yīng)用場(chǎng)景：油罐區(qū)液位監(jiān)測(cè)、可燃?xì)怏w報(bào)警、SCADA。

要求：防爆SPD（Ex d ⅡC T6），滿足GB3836。

參數(shù)：信號(hào)SPD沖擊電流5kA，殘壓≤20V；電源SPD In=20kA。

7. 智能建筑與物聯(lián)網(wǎng)

應(yīng)用場(chǎng)景：智能照明、安防、樓宇對(duì)講、智慧路燈。

方案：末端III級(jí)SPD+信號(hào)SPD組合，保護(hù)敏感電子設(shè)備。

六、浪涌保護(hù)器典型選型參數(shù)參考

總配電室：220/380V ，I級(jí)，Iimp≥25kA，Up≤2.5kV

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

設(shè)備終端：220VIII級(jí)，Imax=5kA，Up≤1.2kV

光伏直流側(cè)：1000VDC，I級(jí)，Iimp≥12.5kA，Up≤4kV

網(wǎng)絡(luò)信號(hào)（RJ45）：5V/90Ω，信號(hào)SPD，沖擊電流5kA，殘壓≤30V

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

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

七、安裝與維護(hù)要點(diǎn)

低阻接地：接地電阻≤4Ω（一般建筑），機(jī)房及精密設(shè)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(yīng)電壓。

后備保護(hù)：在SPD前串聯(lián)SCB后備保護(hù)器或熔斷器，額定分?jǐn)嗄芰Α?5kA。

定期巡檢：檢查狀態(tài)指示窗口與遙信報(bào)警，定期測(cè)試接地電阻。