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信號(hào)防雷器(浪涌保護(hù)器)技術(shù)選型與行業(yè)部署方案

地凱科技智能防雷綜合解決方案 ? 來(lái)源:地凱科技智能防雷綜合解 ? 作者:地凱科技智能防雷 ? 2025-08-14 14:35 ? 次閱讀
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一、信號(hào)防雷器的作用與必要性

信號(hào)防雷器(Signal Surge Protective Device, SPD)是一種用于保護(hù)信號(hào)線路免受雷電感應(yīng)、電磁脈沖(EMP)、工頻感應(yīng)及操作過(guò)電壓等瞬態(tài)過(guò)電壓沖擊的裝置。與電源浪涌保護(hù)器不同,信號(hào)防雷器主要保護(hù)的是低電壓、低功耗、敏感電子設(shè)備的信號(hào)接口,包括網(wǎng)絡(luò)接口、監(jiān)控視頻接口、RS485/RS232控制接口、傳感器信號(hào)接口等。

雷擊和浪涌對(duì)信號(hào)系統(tǒng)的危害有三方面:

燒毀接口電路:瞬態(tài)過(guò)電壓可直接擊穿信號(hào)芯片的輸入端。

系統(tǒng)癱瘓:干擾脈沖會(huì)導(dǎo)致設(shè)備通信中斷或誤動(dòng)作。

隱性損傷:多次浪涌可能降低設(shè)備壽命,即使短期內(nèi)無(wú)故障,長(zhǎng)期也會(huì)失效。

國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《GB/T 18802.21-2016》規(guī)定,信息技術(shù)類SPD應(yīng)根據(jù)信號(hào)類型、工作電壓、傳輸速率、阻抗等進(jìn)行分類設(shè)計(jì)與選型。

pYYBAGNV9Y2AWWzyAACLRSpf5Ho933.png信號(hào)防雷器(浪涌保護(hù)器),信號(hào)SPD poYBAGPtkqSATD5dAAEEYSaXObw649.png信號(hào)防雷器(浪涌保護(hù)器),信號(hào)SPD

二、信號(hào)防雷器的主要分類與作用

1. 網(wǎng)絡(luò)信號(hào)浪涌保護(hù)器

保護(hù)對(duì)象:以太網(wǎng)通信線路(RJ45接口),如局域網(wǎng)交換機(jī)、服務(wù)器、無(wú)線AP等。

主要作用:

限制網(wǎng)絡(luò)線路上的雷電感應(yīng)電壓至安全范圍(通常低于±5V~±15V)。

保證高速數(shù)據(jù)傳輸不受明顯影響(常見(jiàn)100Mbps或1000Mbps)。

技術(shù)參數(shù)參考:

額定工作電壓:5V(數(shù)據(jù)線)、75V(PoE供電線)。

最大放電電流(8/20μs):≥5kA/線。

插入損耗:≤0.5dB(100MHz時(shí))。

傳輸速率:10/100/1000 Mbps。

接地方式:PE直接接地或等電位接地,接地電阻≤4Ω。

2. 監(jiān)控信號(hào)浪涌保護(hù)器

保護(hù)對(duì)象:模擬監(jiān)控視頻信號(hào)(同軸線BNC接口),主要用于CCTV模擬攝像機(jī)和DVR/NVR前端。

主要作用:

吸收同軸電纜上的感應(yīng)雷電浪涌。

防止雷擊通過(guò)視頻信號(hào)進(jìn)入設(shè)備。

技術(shù)參數(shù)參考:

額定工作電壓:5V或12V(視頻信號(hào)參考)。

最大放電電流:≥5kA(8/20μs)。

帶寬:0~50MHz(模擬視頻)。

插入損耗:≤0.5dB。

接口阻抗:75Ω。

3. 控制信號(hào)浪涌保護(hù)器

保護(hù)對(duì)象:工業(yè)控制通信接口RS485、RS422、RS232、4~20mA傳感器信號(hào)等)。

主要作用:

抑制工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)長(zhǎng)線布設(shè)中的感應(yīng)雷擊。

保證控制系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行,避免PLC變頻器、傳感器被擊毀。

技術(shù)參數(shù)參考:

額定工作電壓:12V、24V、48V、110V可選(依據(jù)控制系統(tǒng)電平)。

最大放電電流:≥10kA(8/20μs)。

信號(hào)速率:支持至1Mbps(RS485應(yīng)用)。

接口類型:端子接線或DB9/DB25插頭。

接地要求:就近接入等電位端子,接地電阻≤4Ω。

4. 視頻信號(hào)浪涌保護(hù)器(高清信號(hào)類)

保護(hù)對(duì)象:HD-SDI、HD-CVI、HD-TVI等高清監(jiān)控視頻信號(hào)(同軸75Ω)。

主要作用:

高帶寬低損耗防護(hù)(帶寬可達(dá)1.5GHz或更高)。

防止高清信號(hào)因浪涌干擾而出現(xiàn)雪花、馬賽克、黑屏。

技術(shù)參數(shù)參考:

額定工作電壓:5V~12V。

最大放電電流:≥5kA。

帶寬:0~2GHz。

插入損耗:≤0.3dB(1GHz時(shí))。

接口阻抗:75Ω。

poYBAGOOozKAUqlnAAJ2dFPLZBE263.png信號(hào)防雷器(浪涌保護(hù)器),信號(hào)SPD poYBAGOOozKAUqlnAAJ2dFPLZBE263.png信號(hào)防雷器(浪涌保護(hù)器),信號(hào)SPD

三、地凱科技信號(hào)防雷器的正確技術(shù)選型方法

確定信號(hào)類型

數(shù)字或模擬信號(hào)、單端或差分傳輸。

是否含有供電功能(如PoE)。

確認(rèn)工作電壓與電流

防雷器的額定工作電壓應(yīng)略高于信號(hào)系統(tǒng)的最高工作電壓。

例如RS485常用24V,選型可用標(biāo)稱電壓30V的防雷器。

匹配帶寬與速率

防雷器的帶寬應(yīng)≥信號(hào)系統(tǒng)最高頻率的1.5倍。

千兆以太網(wǎng)需帶寬≥250MHz。

選擇合適的接口方式

BNC、RJ45、端子排、螺絲壓接等需與系統(tǒng)一致。

放電能力與殘壓

最大放電電流應(yīng)≥可能遭受浪涌電流峰值的2倍。

殘壓應(yīng)低于設(shè)備接口的耐壓值。

安裝環(huán)境

室內(nèi)型、室外防水型(IP65以上),并考慮工作溫度范圍(-40℃~+85℃)。

四、地凱科技信號(hào)防雷器在不同行業(yè)的部署方案

1. 通信與數(shù)據(jù)中心

方案:

核心交換機(jī)、服務(wù)器前的所有外部進(jìn)出網(wǎng)絡(luò)線纜均串接RJ45網(wǎng)絡(luò)SPD。

每個(gè)機(jī)架的上行鏈路和IDC外部引入線單獨(dú)防護(hù)。

參數(shù)建議:

千兆R(shí)J45防雷器,Imax≥10kA,插入損耗≤0.3dB。

2. 城市安防監(jiān)控系統(tǒng)

方案:

室外攝像機(jī)端與監(jiān)控中心端均安裝視頻SPD,室外端加防水型。

監(jiān)控供電線路需配電源SPD,形成綜合防護(hù)。

參數(shù)建議:

模擬監(jiān)控帶寬50MHz,高清視頻帶寬1.5GHz,Imax≥5kA。

3. 工業(yè)自動(dòng)化電力系統(tǒng)

方案:

RS485/RS232總線兩端安裝控制信號(hào)SPD,現(xiàn)場(chǎng)傳感器信號(hào)進(jìn)入PLC前也需防護(hù)。

戶外傳感器端SPD應(yīng)接地至就近防雷接地網(wǎng)。

參數(shù)建議:

額定工作電壓24V,Imax≥10kA,響應(yīng)時(shí)間≤1ns。

4. 鐵路與軌道交通

方案:

信號(hào)機(jī)、軌旁控制柜、通信基站等信號(hào)端口安裝防雷器。

光電混合纜電源部分配電源SPD,信號(hào)部分配信號(hào)SPD。

參數(shù)建議:

高速信號(hào)帶寬≥1GHz,Imax≥10kA,防護(hù)等級(jí)滿足TB/T 3075標(biāo)準(zhǔn)。

5. 光伏與新能源監(jiān)控

方案:

光伏匯流箱內(nèi)的監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)線、逆變器與監(jiān)控主機(jī)之間加裝信號(hào)SPD。

長(zhǎng)距離通信鏈路兩端均安裝。

參數(shù)建議:

RS485/Modbus防雷器,額定工作電壓30V,Imax≥20kA。

五、安裝與維護(hù)要點(diǎn)

接地

SPD必須可靠接地,接地線短直粗(≤0.5m,截面積≥4mm2銅線)。

安裝位置

盡量靠近被保護(hù)設(shè)備端口。

室外設(shè)備SPD應(yīng)具備IP65以上防水等級(jí)。

維護(hù)與檢測(cè)

定期檢測(cè)SPD狀態(tài)(部分帶失效指示燈)。

每年雷雨季前進(jìn)行接地電阻檢測(cè),確保≤4Ω。

地凱科技信號(hào)防雷器的選型與部署,不僅要考慮工作電壓、帶寬、接口類型等常規(guī)參數(shù),還必須結(jié)合行業(yè)應(yīng)用場(chǎng)景和國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行綜合評(píng)估。網(wǎng)絡(luò)、監(jiān)控、控制、視頻信號(hào)等不同類型的SPD各有專用結(jié)構(gòu)與電氣參數(shù),不能混用??茖W(xué)部署信號(hào)防雷器,能顯著提升系統(tǒng)在雷電環(huán)境下的安全性與穩(wěn)定性,減少設(shè)備損壞和運(yùn)維成本,實(shí)現(xiàn)全生命周期的可靠防護(hù)。

審核編輯 黃宇

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