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关 键 词：长效降阻剂安装
行 业：机械 电工电气 防雷电技术设备
发布时间：2020-08-16
长沙科盛电气技术有限公司开发和生产了电源防雷箱、电源防雷模块、计算机网络防雷器、监控系统防雷器、天馈线路防雷器、音频线路防雷器、避雷针和接地降阻材料等8个系列160余种产品，全面满足各行各业的综合防雷需要。
浪涌保护器，是低压领域雷电防护的主力产品。其在设计之初，基于供电系统类型的不同，采用了不同的设计结构：一是3+1（3PN）结构，二是4+0（4P）结构。
4+0结构的浪涌保护器主要用于TN-S供电系统的设备防雷保护，比如大多数的数据机房就是采用的TN-S供电系统。从保护模式上来说，4+0结构的浪涌保护器采用的是共模保护方式，也就是相线対地线和零线対地线之间的保护。3+1结构，或者说3PN结构的浪涌保护器，采用的是全模保护方式（相线対零线，零线对地线），采用该种结构的浪涌保护器适用于所有类型供电系统线路（IT、TT、TN-C、TN-S、TN-C-S）设备的防雷保护。因为其保护模式更全，所以，一般在较高保护需求的场所，多采用3PN结构的浪涌保护器。
按照上面所述，对于TN-S系统，就出现了两种浪涌保护器选型方案，即对于TN-S系统来说，既可以选择3PN结构浪涌保护器，也可以选择4P结构浪涌保护器。在实际项目中，一般的防雷公司都会优先选配3PN来取代4P结构的浪涌保护器。但是不了解防雷技术的人大多会不理解，为什么在TN-S系统中3PN结构的浪涌保护器也可以用呢？
早年因为经济条件的限制，多采用TT供电系统，是因为TT系统在保证了基本的供电稳定性和安全性的基础上，相比于TN-S系统少了一根的接地线，在成本上会节省很多。近年来，尤其是2010年以后，我国经济高速发展，有了充足的资金支持，在供电系统安全性上也越来越重视，现阶段某些安全要求较高的工厂、施工临时用电已经在规范中强制要求采用三相五线制接地电源系统TN-S。
接下来，我们就来分析为什么3PN结构的浪涌保护器可以取代4P的浪涌保护器在TN-S系统中使用。在此之前，需要先说明为什么TT系统需要使用3PN结构的浪涌保护器：
1、TT系统选用3PN浪涌保护器的原因：
如图1所示，当某一相线浪涌故障失效时，由于放电间隙的隔离作用，故障电流会经过N线返回电源而不经过R1和R2，造成金属性短路，该短路不会造成设备产生对地电压，也就不会造成电击事故，所以TT系统采用3PN结构的浪涌保护器。
2、TN-S系统采取4P和3PN结构浪涌保护器区别：
4P和3PN结构浪涌保护器区别1.png
图2所示为TN-S系统3PN接法，可以看出，当其中某一相浪涌保护器故障失效时，原理与TT系统一致，这里不做赘述。图3所示为4P接法，因为PE线没有对地电压，与N线相似，所以，当其中某一相浪涌保护器故障失效时，电流经PE线返回电源，但是因为在同一变压器供电范围内，TN-S系统中的PE线多是连通的，当某一相电涌失效，会造成该相接地故障，该故障电压会沿着PE线传导到其他设备，从而威胁到同一变压器供电范围内的其他设备的安全稳定，如果此时系统中某一台设备的等电位连接不良，将会发生设备损坏的现象。
经上所述，在TN-S系统中，可以选用3PN结构形式浪涌保护器，并且比4P结构浪涌保护器保护效果更好。
浪涌保护器是低压配电系统中用于设备瞬态过电压防护的重要元件，并联在线路中，其工作原理是在瞬态过电压到来时，及时形成对地短路，将过电压能量泄放入大地，从而保护设备的安全。
随着电源SPD的大量使用，由SPD引发火灾事故的现象日渐凸显，统计数据显示，我国每年氧化锌电源SPD引发的火灾事故高达上千起，给国家和企业造成了巨大的经济损失。
线路中有哪些因素会导致SPD起火？
一般来说，当线路中出现以下情况时，会出现瞬态过电压或者暂态过电压：
1、配电变压器中性点接地断开
当配电变压器中性点接地线断开后，不管三相负荷是否对称，由于系统负荷状态的转变，会导致低压配电网中性点电位偏移，导致某一相电压升高。
2、零线和C相火线接反
此时，A、B两相负荷承受380V电压而使设备烧毁。这种情况容易出现在配电网大修、接户线改造、更换三相四线电能表等工作时发生。
3、零线断线
类似配电变压器中性点接地断开，导致中性点电位漂移。
某一相火线对地短路或者断路，导致三相负荷失衡，短路或者断路相负荷变小，阻抗变大。
瞬间的能量注入，例如雷电击中相线或者中性线。
线路中开关机构的开合与关断带来的操作过电压。
当出现以上情况时，线路上就会产生高达数千伏的过电压。当过电压超过SPD的启动电压时，线路上的过电流就会通过SPD直接泄放进入大地。
但是，暂态过电压和瞬态过电压对SPD的影响具有很大区别。瞬态过电压通常持续时间很短，不会对SPD造成很大伤害。
而暂态过电压则不同，暂态过电压大多是由输电线路故障引起，一般持续很长时间，直到人工排除故障才会消失。
所以，暂态过电压一旦超出SPD启动阈值，就会使SPD持续处于导通工作状态，直到SPD失效甚至起火。
由于防雷器压敏电阻的特点：可以承受瞬时的过电流，无法承受持续的工频电流。
所以，在SPD前端加装浪涌后备保护器尤为重要，当SPD遭遇工频电流的时候，能够迅速将SPD脱离线路，阻止工频电流对浪涌保护器的持续伤害，防止SPD起火。
为什么必须要安装多级防雷器？
每个建筑的电源线路都有所差异，那么我们在对电源线路进行防雷设计的时候，也会随着勘察现场的不同而发生改变。
通常情况下，电源线路的防雷需要进行多个不同级别的防雷，譬如电源一级防雷器、电源二级防雷器、电源三级防雷器，甚至更多。为什么必须要安装多级防雷器呢，首先这需要我们对防雷器有一个初步的了解。
防雷器有两个重要参数，通流容量和保护水。通流容量以KA为单位，表示防雷器能够承受和泄放雷电能量的能力；保护水即限制电压，是防雷器动作，发挥防雷效果的启动电压。防雷器通流容量和保护水是成正比的，即防雷器通流容量越大，其保护水或限制电压就越大。在防雷工程中，防雷器保护水必须小于被保护设备的耐压水，当我们选用保护水较低的防雷器型号时，其通流容量也必然较小，但由于雷电的能量是非常巨大的，雷电流强度很可能会超过防雷器所能承受的通流容量强度，从而造成防雷器损坏，导致防雷失败并造成被保护设备损坏。
同样，我们如果只选用通流容量较大的防雷器型号，防雷器虽然可以承受雷电流的冲击，但由于其保护水或限制电压相对也会较高，再叠加上从防雷器安装位置到被保护设备间线路的感应雷强度，会造成到达被保护设备的电涌电压超过设备的耐压值，造成设备的线路或元器件发生电击穿。
所以，我们需要选用不同的通流容量和保护水的防雷器型号，配合使用，实现多级防护、阶梯式限压的防雷系统，达到既能安全的泄放雷电流，又能将电涌电压限制在被保护设备耐压值以下甚至更低。
电源三级防雷器的作用：
级防雷器：防止直接的传导雷进入LPZI区，将上万至数十万伏的浪涌电压限制到2500V-3000V内。
第二级防雷器：进一步将通过级防雷器的余浪涌电压限制到0V-2000V内。
第三级防雷器：将余浪涌电压的值降低到1000V以内，使浪涌的能量不致损害被保护设备。
现代建筑物内有许多高的信息电子设备，使用了大规模的集成电路芯片，其耐受浪涌的能力低于传统电气设备，为了保障这些设备的安全运行，必须要在线路上安装SPD, 用来预防和阻止雷电或瞬态过电压引起的突波对设备造成的危害，并且将施加在设备两端的电压限制在设备可承受的范围之内，防止设备被打坏。
因此防雷器的质量和工作状态显得尤为重要，关于SPD的寿命，一直以来都备受关注。那么，防雷器的使用寿命到底有多长呢？有没有一个准确的数值呢？是：没有。
防雷器的寿命不像开关的寿命一样，分机械寿命和电气寿命，并且有一个明确的数值；相比之下，SPD比较简单，它的窗口代表了寿命，绿色代表正常，红色代表失效，需要马上更换。
因为雷电流或者过电压是不确定，不可预测的，每次打的雷是多大也是不可预知的，存在着很多的偶然性，安装在线路上的SPD到底能使用多久呢？这个也是无解的。
为了规范SPD的质量，GB18802.1规定：合格的SPD至少能承受其In值的正极性雷电流冲击至少15次。如In为20KA的SPD必须要能承受至少15次的20KA的雷电流冲击。
还有一个Imax/Iimp值，是为了以防万一，线路上突然来一个非常大的浪涌，远远超出In值，这个时候，SPD必须也要扛得住。GB18802标准要求：合格的SPD要能承受一次Imax/Iimp值的正极性雷电流冲击。如In为20KA的SPD必须能承受1次40KA的正极性雷电流冲击。
浪涌保护器生产厂家都按照以上的标准来生产SPD，但是在实际使用过程中，依然没法准确判断防雷器的寿命周期。在项目中，依然要靠人工巡检来检查防雷设施是否在正常的发挥作用。
近几年，随着防雷技术以及互联网的发展，关于防雷器寿命的问题正在被解决，那就是智能防雷监控系统。它利用互联网24小时不间断的监控浪涌保护器，浪涌后备保护器，以及其他防雷设备如避雷针，接地电阻的工作状态。一旦发现问题，秒级上报，及时排除雷电隐患，节省了大量的人工巡查成本，并且可以的保证防雷效果。
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拥有先进水平的防雷元件测试仪，高水平的产品质检中心，高水准无尘生产车间，具有强大的制造能力，形成了浪涌保护器批量生产机制，其【科盛嘉KSJ】防雷器质量靠谱，值得信赖！
