在电力系统里,避雷器(也就是电涌保护器 SPD)是抵御雷电过电压和操作过电压的关键设备,要是配置得不科学,设备和系统安全就没法保障。今天,我们就来系统说说它配置的核心原则。
多级防护与能量协调原则
现代防雷工程会用分级防护的思路,结合国际防雷分区(LPZ)的概念,按照雷电威胁的级别以及设备的敏感度,把避雷器分成 B、C、D 三级,搭建出层层递进的保护体系。
其一,B 级是第一级防护,要装在总配电柜那里,也就是防雷分区 LPZ0 和 LPZ1 的交界处。它得用电压开关型避雷器,核心作用是把直击雷产生的大电流泄放掉,这种电流通常是 10/350μs 的波形。而且它得有高通流容量,毕竟是防护的第一道关口。
其二,C 级是第二级防护,安装在楼层或者设备间的配电箱,对应 LPZ1 与 LPZ2 区的交界。它用的是限压型避雷器,主要作用是进一步降低 B 级避雷器泄放电流后的残压。它的通流容量适中,电流波形是 8/20μs,响应速度也更快。
其三,D 级是第三级,也叫精细保护,要装在重要设备的前端或者机柜里,位置在 LPZ2 与 LPZ3 区交界,而且要尽可能靠近被保护设备。它的作用是钳制残余的浪涌电压,让电压低于设备能承受的耐压水平。
能量协调是多级防护的核心,我们必须保证前一级避雷器比后一级先动作。要是两级之间的线路距离不够,拿开关型与限压型之间的距离来说,小于 10 米时,就得加装退耦装置,这样才能确保动作时序正确,能量配合合理。
选型基本原则
选对避雷器型号,是保证防护效果的基础,我们得综合考虑系统参数以及设备特性。
其一,电压参数要匹配。避雷器的最大持续运行电压(Uc),一定要比安装位置的最大持续运行电压高,拿 TT 系统来说,Uc 就得≥385V。同时,它的额定电压不能低于安装点的暂态工频过电压。
其二,通流容量要选对。选的时候得看安装位置可能遇到的雷击风险,在进线端这类可能遭受直击雷的地方,要选用 10/350μs 波形测试的产品;内部配电线路则要选用 8/20μs 波形测试的产品。而且容量还得考虑雷暴环境、线路类型以及设备的重要性。
其三,残压要和被保护设备的绝缘配合好。避雷器在标称放电电流下的残压(Ures),必须小于被保护设备绝缘的冲击耐受电压(BIL),并且要留足够的裕量,通常要求 Ures ≤ 0.8 × BIL。

安装关键技术要求
安装工艺对防护性能影响很大,我们必须按规范来做。
其一,安装位置与接线要遵循最近安装原则,避雷器离被保护设备越近越好。连接导线要短、要直、还要粗,总长度最好不超过 0.5 米,这样能减少引线电感产生的附加残压。
其二,接地有明确要求。我们要通过最短的路径让避雷器可靠接地,接地电阻值得符合规范,通常要求≤4Ω。接地线的线径也要足够粗,一般用不小于 16mm² 的多股铜线。
状态监测与维护
恩彼迈避雷器得定期检查并且维护,这样才能保证它长期有用。
其一,它得有能直接看到的状态指示,就像色窗显示那样,绿色表示正常,红色表示失效。
其二,在重要场所,我们宜选用带遥信报警功能的 SPD,这样方便远程监控它的状态。
其三,我们要定期检查避雷器的外观、连接点以及接地状况,有必要的时候,还要用专用仪器检测它的参数。
