第四章 电涌保护器的选择和使用原则

应小于表9中的要求；

—— 在被保护的低压配电系统有单独的中性线（N）时，如采用“3+1”或“1+1”

接线形式安装SPD，在三相系统中，连接在N-PE之间的SPD的Uoc值应为连接在L-N之间的SPD的Uoc值的4倍；在单相系统中，连接在N-PE之间的SPD的Uoc值应为连接在L-N之间的SPD的Uoc的2倍。

Uc：选用Ⅱ级或Ⅲ分类试验的SPD，其最大持续运行电压值均不应低于表8中的要求。 Up：SPD的UP不应大于受保护线路和设备的UW值，并应有20%的裕度，即：

UP≤0.8UW

图8给出了需要增加SPD进行保护的示例。需要说明的是增加的SPD2的UP2也不应大于0.8UW。

S P D 1 S P D 2 Eq Uw 注 如果Up1×k ≤ 0.8×UW，仅需要SPD1（安装在建筑物入口处）。 注 2：如果Up1×k > 0.8×UW，除了SPD1还应该安装SPD2（Up2 ≤ 0.8UW）。 注 3：Eq是耐冲击过电压额定值为UW的设备。

注 4：k是考虑到可能的振荡产生的系数（1 < k < 2）。

图8 需要增加SPD进行保护的示例

表9 SPD1和SPD2选择的主要技术参数 雷击 类型 SPD1 Iimp 12.5kA (10/350μs) 12.5kA (10/350μs) - In UP 雷击 类型 S1 - S2 2.5kV - 5kA (8/20μs) S3 S4 SPD2 In 20kA (8/20μs) 15kA (8/20μs) 10kA (8/20μs) 5kA (8/20μs) Uoc — — UP2≤0.8UW 20kV 10kV UP S1和S2 S3 和 S4 木杆 金属杆 注 1：Iimp、In和Uoc值均指每一保护模式间的一个SPD参数值。 注 2：Uc值要求见表8。 注 3：在S1、S2和S3型时，Iimp的选择可按本部分1.1条的规定计算选择，在难于计算时可选12.5kA。 3 SPD的其他技术参数的选择 3.1 与使用条件有关的技术参数要求

SPD生产厂标注的使用条件应与实际使用条件（环境）相一致，使用条件（环境）见本部分3.1条的说明。

3.2持续工作电流（IC）

当SPD与过电流保护器配合使用时，为避免SPD的IC值偏大而引起间接接触电击事故或出现剩余电流保护器（如RCD）的误动作，选择SPD的IC值应低于RCD的额定动作电流值（I△n）的33%。

注 1：通常认为在SPD失效时，其对地短路电流Id（文中Ic）与保护接地的接地电阻RA的乘积Id·RA＞50V

时会有间接接触电击危险。

注 2：Ic应低于I△n的33%是最低要求，同时应考虑线路和被保护设备的正常对地泄露电流I

到Ic+I

，

△

，△

，即应做

≤0.33I△n。

注 3:SPD安装在过电流保护器及RCD的负荷侧时，SPD对这些过电流保护器在故障时断开、误动作和因

电涌冲击产生的损坏无法提供相应的保护。

3.3暂时过电压耐受值（UT）

SPD的UT值应高于可能出现的系统暂时过电压（UTOV）值，以防止SPD因暂时过电压损坏。 SPD的UT值因在不同配电系统和不同的连接位置（保护模式）而有异，UT最小值要求见表10。

表10 在各种配电系统中各连接位置的UT最小值 系统型式 连接位置 L-PEN TN L-N L-PE L-PE TT N-PE L-N L-PE IT N-PE L-N UT最小值 持续时间5s 1.45UO 3U0 3U0 持续时间200ms 1200V 1200V+ UCS 1200V 250+UO 3U0 3U0 250V+UO 250V 1.45UO 1200V+UCS 1200V 注 1：表10包括了因高压（HV）、中压（MV）和低压（LV）网络故障造成的暂时过电压的极值。 注 2：TN系统包括TN-S或TN-C，IT系统包括配出中性线和未配出中性线的两种形式。IEC标准不提倡使用配出中性线的IT系统。 注 3：在TN系统中L-PE取1200V时，只适用于高压系统小电阻接地，并且接地电阻2Ω、接地故障电流为600A时的状况。 注 4：在TN系统中L-PE的UT最小值适用于PEN线截面SPEN线截面SPEH为相线截面SL的1/2的情况。当SPEN=SL时，UT宜取1.32UO；当SPEN=2SL时，UT宜取1.2UO。 注 5：在配出中性线的IT系统中L-N的UT最小值同样只适用于N线截面SN为相线截面SL的1/2的情况。当SN=SL时，UT宜取1.32UO；SN=2L时，UT宜取1.2UO。 SPD的生产厂应提供UT值，如果生产厂没有提供UT值，则使用者可以认为UT = Uc，这意味着选择Uc时要考虑使UC高于系统中可能出现的暂时过电压最大值。

选择一个SPD能同时具备较高的UT值和较低的UP值是很困难的。

用户可通过比较SPD的UT和系统中预期产生的暂时过电压值UTOV，同时考虑UT和UTOV随时间变化特性来选择SPD的UT。

3.4 预期寿命和失效保护模式见4.4节5条规定 3.5短路电流承受能力

失效的SPD如处在短路状态下，短路电流的导通使能量大量迅速释放可能引起火灾，为保证SPD在短路电流状况下不起火，SPD生产厂应在产品标志（或使用说明书）上提供短路电流承受能力预期值，该值应通过GB 18802.1中7.7.3条的试验。GB 16895.22规定在TT或TN

系统中连接于N与PE间的SPD额定阻断电流值不应小于100A，在配出中性线的IT系统中，N与PE间的SPD应与连在L-N间的SPD额定阻断续流电流值相同。 3.6 额定负载电流（IL）

对双端口或具有单独输入和输出端口的单端口SPD，在某些负载类型时，可能涌入3倍的最大持续额定交流电流（r.m.s）或直流电流，致使SPD内串联的电感发热。因此生产厂应在产品标志（或使用说明书）上提供双端口或具有单独输入和输出端口的单端口SPD的IL值，并应通过GB 18802.1中4.8.2条的试验。选择SPD时应考虑IL值大于3倍的预期最大持续交流电流（r.m.s）或直流电流。 3.7电压降

对双端口或具有单独输入和输出端口的单端口SPD，在额定阻性负载条件下，电压降（用百分比表征）为：

△U=[（Uin-Uout）/Uin]×100%

如果电压降超过被保护设备允许的极限值将对设备造成损坏或影响设备的正常运行。因此，生产厂应在产品标志（或使用说明书）上提供双端口或具有单独输入和输出端口的单端口SPD的电压降值，并应通过GB 18802.1中4.8.1条的试验。选择SPD时应考虑电压降对设备的影响。

4 选择SPD流程图

开始 否 评估 CRL+CPM＜CL否？ 是 是否需特殊保护？ 否 结束 是 S1～S2型 雷击类型分析 （S1～S4型） S3～S4型 按4.1.2条和4.3条选SPD1 按4. 1.1条和4.3条选SPD1 是否具备 4.2条中三条因素？ 否 结束 是 按4.2条和4.3条规定选SPD2??SPDn 图9 选择SPD的流程图

§4.4 低压系统电涌保护器的安装

1 使用安装SPD的三项基本要求

SPD的使用安装应对低压电气线路和设备起到电涌保护作用，同时不应因SPD的安装造成低压电气系统的故障和事故。因此，有如下三项基本要求：

a) 安装SPD之后，在无电涌发生的情况下，SPD不应对低压电气系统正常运行产生影

响。

b) 安装SPD之后，在有电涌发生的情况下，SPD应能承受预期通过它们的雷电流而不

损坏并能箝制电涌电压和分流电涌电流。

c) 在电涌电流通过后，SPD应迅速恢复到高阻状态，切断可能经SPD流到PE线的工

频续流。

注 1：如果SPD的UC值选低了，在某些地区因工频电压偏差较大，可能出现SPD误动作并导致主电路上

的过电流保护器断路或剩余电流动作保护器（RCD）误动作而造成断电事故。如将UC值选高，相应的UP值也会偏高，对设备保护不利。

注 2：SPD如不能承受预期通过的雷电流（即Iimp、In或UOC选择偏低），则可能发生SPD的热崩溃，不能

起保护作用，还可能引发火灾事故。

注 3：SPD两端连接导线过长时，导线感应电压将使有效的电压保护水平UP(f)提高，当Up（f）超过0.8Uw

时可能起不到对被保护设备的箝压保护作用。

注 4：使用两组（或以上）SPD时，如SPD间达不到能量配合，其中一组SPD会产生盲点，致使另一组SPD

承受大部分的雷电流而损坏，同样不能达到有效的保护目的。

注 5：当电涌电流通过后，SPD如不能迅速恢复高阻状态，热脱扣装置不能立即动作时，如SPD的前端

没有后备过电流保护，可能会造成低压电气系统运行中断及电气火灾。

注 6：在TT系统中10kV经小电阻接地供电网中，如不采用“3+1”的接线形式，SPD可能因通过长时间

的暂时过电压而烧毁，也会引起间接接触电击危险。

2 SPD的安装形式

2.1交流系统中SPD安装

2.1.1 SPD在TT、TN和IT系统中的接线形式

表11给出了SPD在低压交流配电系统中的安装（连接）形式。

表11 按系统接地型式确定的电涌保护器（SPD）的连接

电涌保护器安装点的系统接地型式 电涌保护 器接于 TT系统 装设依据 接线 形式1 每一相线和中性线间 每一相线和PE线间 中性线和PE线间 每一相线和PEN线间 相线间（L-L间） + ● ● 不适用 接线 形式2 ● 不适用 ● 不适用 + TN-C 系统 TN-S系统 装设依据 接线 形式1 + ● ● 不适用 + 接线 形式2 ● 不适用 ● 不适用 + 引出中性线的IT系统 装设依据 接线 形式1 + ● ● 不适用 + 接线 形式2 ● 不适用 ● 不适用 + 不引出中性线的IT系统 不适用 ● 不适用 不适用 + 不适用 不适用 不适用 ● + + ●：强制规定装设电涌保护器 + ：需要时可增设电涌保护器（适用于横向保护） 接线形式1：接在每一相线（和中性线）与总接地端子或总保护线之间。 接线形式2： 接在每一相线与中性线之间和接在中性线与总保护端子或保护线之间，（对三相系统可称为“3+1”形式，对单相系统可称“1+1”形式。）

注： 接线形式取决于受保护设备按防间接接触分类的类型（如Ⅰ类设备有一有PE线的带金属外壳的

设备；Ⅱ类设备一双重绝缘不带PE线的设备），如果设备不接地则L（或N）线对PE线间就不需