在現(xiàn)代電氣系統(tǒng)中，雷電浪涌是導(dǎo)致設(shè)備損壞、系統(tǒng)故障、數(shù)據(jù)丟失甚至人身傷害的重要威脅。地凱防雷SPD（Surge Protective Device，浪涌保護(hù)器）作為防止雷電感應(yīng)、電源切換等瞬時(shí)過(guò)電壓影響的核心器件，廣泛應(yīng)用于各類(lèi)工業(yè)、民用、通信、交通、能源等行業(yè)系統(tǒng)中。為了實(shí)現(xiàn)科學(xué)、高效和安全的SPD部署，必須深入了解SPD的核心技術(shù)要點(diǎn)，如工頻續(xù)流、能量協(xié)調(diào)、雷電防護(hù)等級(jí)與防護(hù)分區(qū)，并結(jié)合不同行業(yè)的特殊環(huán)境條件，進(jìn)行精準(zhǔn)的選型與安裝。

一、什么是工頻續(xù)流？

工頻續(xù)流（Power Frequency Follow Current）是指當(dāng)SPD動(dòng)作導(dǎo)通之后，因其兩端電壓低于系統(tǒng)電源電壓，從而引起工頻交流電源電流持續(xù)流過(guò)SPD的現(xiàn)象。

1. 形成原因：

當(dāng)SPD內(nèi)部的放電元件（如壓敏電阻、氣體放電管等）動(dòng)作，將雷電浪涌引流入地時(shí)，如果此時(shí)SPD兩端電壓明顯低于系統(tǒng)供電電壓，就會(huì)引起工頻電源電流流經(jīng)SPD，這種電流稱(chēng)為工頻續(xù)流。

2. 危害性：

燒毀SPD器件：工頻續(xù)流往往持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng)，熱量積聚易引發(fā)保護(hù)器熱擊穿。

誤動(dòng)作斷電：SPD未及時(shí)熄弧時(shí)可能造成保護(hù)開(kāi)關(guān)跳閘。

系統(tǒng)安全隱患：對(duì)整個(gè)供電系統(tǒng)穩(wěn)定性造成干擾。

3. 解決方式：

選擇具備工頻續(xù)流熄滅能力（If*的SPD產(chǎn)品，優(yōu)選帶有自動(dòng)恢復(fù)或限流設(shè)計(jì)的產(chǎn)品；

與合適的后備保護(hù)器（SCB/MCB）匹配使用；

符合GB/T 18802.1-2023及IEC 61643-11標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定。

二、什么是能量協(xié)調(diào)（Energy Coordination）？

能量協(xié)調(diào)是指在同一系統(tǒng)內(nèi)，多個(gè)不同級(jí)別SPD之間合理分擔(dān)雷電沖擊能量，避免上級(jí)SPD過(guò)載或下級(jí)SPD因能量過(guò)大被擊穿的過(guò)程。

1. 協(xié)調(diào)的必要性：

雷電沖擊波進(jìn)入配電系統(tǒng)后，通常先通過(guò)一級(jí)保護(hù)器；

如果上、下級(jí)SPD參數(shù)搭配不合理，可能造成能量過(guò)載轉(zhuǎn)移或保護(hù)死區(qū)；

在多級(jí)保護(hù)中需實(shí)現(xiàn)“分級(jí)分壓、各盡其職”。

2. 協(xié)調(diào)原則：

電壓協(xié)調(diào)：下一級(jí)SPD的Uc應(yīng)明顯小于上一級(jí)；

殘壓協(xié)調(diào)：上級(jí)SPD的殘壓應(yīng)遠(yuǎn)高于下一級(jí)SPD的啟動(dòng)電壓；

距離協(xié)調(diào)：級(jí)間建議間距不小于10米，如不足需加限流元件；

能量協(xié)調(diào)測(cè)試：可根據(jù)IEC 61643-12開(kāi)展實(shí)際驗(yàn)證。

3. 常用協(xié)調(diào)方式：

T1類(lèi)+T2類(lèi)，T2類(lèi)+T3類(lèi)，分級(jí)選型+限流電感

大容量MOV，小容量MOV+TVS，串聯(lián)配置+保險(xiǎn)熔斷器

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三、地凱科技SPD浪涌保護(hù)器的雷電防護(hù)等級(jí)劃分

SPD按照其承受雷電沖擊能力和應(yīng)用場(chǎng)所，通常分為三級(jí)防護(hù)等級(jí)：

1. 一級(jí)保護(hù)（T1級(jí)）

安裝位置：建筑物總配電箱或LPZ0B與LPZ1之間；

測(cè)試電流：10/350μs雷電波；

參數(shù)要求：

Iimp（雷電沖擊電流）≥12.5kA/相；

Up ≤ 2.5kV；

特點(diǎn)：具備承受雷電直擊電流的能力。

2. 二級(jí)保護(hù)（T2級(jí)）

安裝位置：分配電箱、樓層分支箱；

測(cè)試電流：8/20μs組合波；

參數(shù)要求：

In（標(biāo)稱(chēng)放電電流）5~20kA；

Up ≤ 1.5kV；

作用：進(jìn)一步衰減雷電能量，保護(hù)電子設(shè)備前端。

3. 三級(jí)保護(hù)（T3級(jí)）

安裝位置：終端設(shè)備前，如機(jī)房插座；

測(cè)試波形：1.2/50μs沖擊電壓波；

參數(shù)要求：

Up ≤ 1.2kV；

作用：抑制殘余浪涌，保護(hù)精密儀器。

四、雷電防護(hù)分區(qū)（LPZ）劃分與SPD部署關(guān)系

雷電防護(hù)區(qū)（Lightning Protection Zones，LPZ）是依據(jù)雷電電磁脈沖（LEMP）對(duì)建筑物各區(qū)域的影響程度進(jìn)行劃分的。

1. LPZ分區(qū)定義：

LPZ 0A：直接雷擊區(qū) 直擊+輻射+感應(yīng)，外部防雷系統(tǒng)+等電位

LPZ 0B：非直接雷擊，但有感應(yīng)，電磁感應(yīng)主導(dǎo)，T1 SPD（總進(jìn)線(xiàn)處）

LPZ 1：雷電能量已衰減，較小感應(yīng)與殘壓，T2 SPD（樓層箱）

LPZ 2~n：局部電子區(qū)，最低擾動(dòng)區(qū)，T3 SPD（終端設(shè)備）

2. 分區(qū)設(shè)計(jì)與接地要求：

每個(gè)LPZ區(qū)應(yīng)通過(guò)SPD或屏蔽措施與上一級(jí)分區(qū)隔離；

防雷等電位連接必須跨區(qū)設(shè)置；

進(jìn)入每個(gè)分區(qū)的導(dǎo)線(xiàn)均應(yīng)引入SPD保護(hù)。

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五、地凱科技不同行業(yè)領(lǐng)域SPD選型與接地安裝注意事項(xiàng)

1. 通信基站

特點(diǎn)：大量弱電設(shè)備，塔頂有引雷風(fēng)險(xiǎn)；

建議：

塔基安裝T1級(jí)SPD（Iimp≥25kA）；

機(jī)房?jī)?nèi)需T2+T3級(jí)配合；

接地≤4Ω，設(shè)置獨(dú)立等電位母排。

2. 工業(yè)控制與PLC系統(tǒng)

特點(diǎn)：設(shè)備密集、PLC易受損；

建議：

一級(jí)保護(hù)電源總進(jìn)線(xiàn)安裝Iimp≥12.5kA SPD；

控制柜內(nèi)部使用T2 SPD（Up≤1.5kV）；

對(duì)PLC通信口配置RJ45/RS485信號(hào)SPD。

3. 機(jī)房與服務(wù)器

特點(diǎn)：數(shù)據(jù)中心對(duì)電壓擾動(dòng)極為敏感；

建議：

采用三級(jí)保護(hù)；

精密配電單元（PDU）內(nèi)安裝T3 SPD（Up≤1.2kV）；

多點(diǎn)接地方式，接地≤1Ω。

4. 光伏與新能源系統(tǒng)

特點(diǎn)：直流系統(tǒng)，雷擊頻發(fā)；

建議：

光伏匯流箱端安裝DC SPD（Uc≥1.2倍系統(tǒng)電壓）；

并網(wǎng)逆變器交流側(cè)用T2 SPD；

SPD需具備高直流耐壓（>1000Vdc）和高浪涌能力。

5. 城市軌道交通/高鐵

特點(diǎn)：雷擊感應(yīng)干擾導(dǎo)致通信中斷；

建議：

供電系統(tǒng)采用T1+T2組合SPD；

信號(hào)系統(tǒng)配置多級(jí)屏蔽+信號(hào)SPD（1KA-5KA）；

接地設(shè)計(jì)采用專(zhuān)用軌道地極網(wǎng)，電阻≤0.5Ω。

地凱科技SPD浪涌保護(hù)器作為保障系統(tǒng)設(shè)備電氣安全的重要元件，其科學(xué)合理的選型與安裝，不僅需要了解工頻續(xù)流、能量協(xié)調(diào)等專(zhuān)業(yè)技術(shù)細(xì)節(jié)，還必須結(jié)合實(shí)際的雷電防護(hù)區(qū)劃與行業(yè)特殊需求開(kāi)展部署。通過(guò)“分級(jí)保護(hù)、分區(qū)協(xié)調(diào)、精密接地”的設(shè)計(jì)原則，可以在不同領(lǐng)域中實(shí)現(xiàn)有效雷擊浪涌防護(hù)，為數(shù)字化、智能化時(shí)代的基礎(chǔ)設(shè)施安全運(yùn)行保駕護(hù)航。

審核編輯 黃宇