住宅小区配电系统SPD设置应用

摘要：雷电具有多种类型的强攻击性，为适应现代化住宅小区防雷，减少电磁脉冲对建筑家电设备的损坏，文章从住宅小区防雷规范为出发点，分析SPD在住宅小区的各种分类安装使用方法，浪涌保护器作为一种新型、高效的保护装置，在住宅小区的应用十分重要。

关键词：住宅小区 SPD 防雷装置

引言：

随着住宅小区智能化系统建设的高速发展，各种电子、微电子设备已经在各小区大量使用，这些装备耐过电压、过电流的能力较低，雷电高压入侵所产生的电、热效应以及雷击、电磁脉冲的侵入都会对设备和系统造成干扰和损坏，近几年，气候的极端化增加了防雷的重要性、迫切性，雷电防御已经从直击雷防护进入感应雷、雷电电磁脉冲等防护，致使电磁脉冲的危害越来越大，单靠传统的避雷网、接闪器已经不能满足各种现代化智能建筑、电器的需要，为了确保小区居民的正常生活，减少雷电带来的灾害，在小区配备SPD系统保护器是一种行之有效的防护措施，随着技术的进步，各种电子、信息设备耐受电涌能力随着技术的进步变得脆弱了，电涌可产生于雷击，也可来自大功率设备开关操作，所以对电涌选择的使用一定要按照防雷设计规范的规格，电涌保护作为一种内部防雷，在小区应用显得十分重要。

1：居民住宅小区防雷

1.1小区防雷的工程设计检测

小区的多样化、复杂化，使设计人员在对小区进行智能化系统防雷工程设计时，应该认真调查建筑群所在的地理环境、位置、土壤、气象以及雷电活动规律及供电进线方式是架空或埋地，根据建筑区的种种特点来设计防雷措施，选择浪涌保护器的通流容量，一方面按照《建筑物防雷设计规范》GB50057-94（2000版）的要求进行防雷，另一方面按照系统工程要求，进行全面、综合、多重防护，把内部防雷和外部防雷技术结合起来，综合整体考虑，做到安全可靠，经济技术合理、全方位无死角的方案措施防雷。

1.2小区防雷规范

现代化的住宅小区普遍都是高层建筑，一些少数的旧居民区是较低层建筑，对于高层多层建筑物防雷一般按照第三类防雷建筑物要求设计，对室内有大量电器设备的采用针状和带状组成的混合接闪装置进行直击雷防护，室内金属外壳等设备与就近防雷装置做等电位连接，电表箱附近可预埋设从结构主筋引出的等电位连接板，PE线应在此作重复接地。低层住宅或别墅群类在防护直击雷时采用避雷带、避雷针或针带混合接闪器，选择结构主筋作为引下线，可明装或暗敷引下线，把连接至室内的电缆线金属屏蔽层、防护层及金属管道作等电位连接。

2：SPD在住宅小区的使用

2.1SPD的分类

SPD是浪涌保护器，用于低压配电系统和数据信号线路中防止雷电浪涌和操作过电压沿电源线和信号线的侵入，保护电气设备免受损害的防护器件。按照使用类型可以分为三类，即电压开关型SPD：无电涌时，SPD程高阻状态，当电涌电压达到一定值时，SPD会变成低阻抗。限压型SPD：无电涌时，SPD呈高阻抗，但会随着电涌电压和电流的升高，阻值抗持续下降且呈低阻导通状态。混合型SPD：是将电压开关型元件和限压型元件组合在一起的一种SPD，根据所承受的冲击电压特性的不同而分别呈现出电压开关型SPD、限压型SPD或者同时呈现这两种混合特性，器类型和结构按不同的用途有所不同，但至少包含一个非线性电压限制元件，用于SPD的基本元件有：放点间隙、充气放电管、压敏电阻、抑制二极管和扼流线圈等。

2.2住宅小区SPD的设置原因及依据方法

电涌保护器又被称为电压保护器、浪涌保护器、电子避雷器或防雷保护器等，简称“SPD”，基本工作原理是在瞬态过压发生的瞬间，将回路接入等电位系统中，从而将回路中的瞬态过电压幅值限制在设备能够承受的范围。雷电发生时，有大约50%的雷电流将沿着接闪器或引下线直接泄入地下，雷电流会通过引下线感应出极强的电磁场，最终形成电磁脉冲，另外50%的雷电流沿着进出建筑物管线泄放，对人员和建筑设备造成威胁，所以，现在住宅小区对雷电波入侵和电磁脉冲防护已经成为现代防雷的重点项目，可依据《建筑物电子信息系统防雷技术规范》GB50343中，对信息系统的低压输配电系统雷电波侵入的防护，应该综合考虑住宅小区信息系统的环境、雷击后果、室内防雷设备等因素，进行雷击风险评估，在低压系统中应安装对应的1级到3～4级SPD，浪涌保护器的安装和等电位连接的目的，为了减小保护区间内，各金属部件和各系统之间的电位差，非带电金属需要采用导线进行等电位连接，带电金属需要浪涌保护器做等电位连接。

2.2 SPD的安装方法及注意事项

在住宅小区常用的TN-C-S和TN-C接地系统中，回路中有相线和PEN线，而PEN线需要与等电位连接的接地母线相连接地，因此，这两种系统的PEN线可不用安装SPD，TN-S和TT系统中的N线在进线外不接地，这两种系统的N线上应该安装SPD。安全接地也是一种等电位联结，是以大地电位为参考电位的大范围的等电位接。在住宅设计的施工中，大部分住户对卫生间局部等电位联结不够重视，由于现代化的热水器、金属浴头等智能产品的使用，增加了淋浴时遭受雷击的可能性。安装时注意，压敏电阻SPD可能因受雷击损坏或使用日期久远老化，使漏电流增大，应该在SPD引线上安装防过流装置；第一级保护的SPD应靠近建筑物的入户线的总等电位连接端子处，第二、三级保护的SPD应尽量靠近被保护的设备安装，浪涌保护器连接导线要尽可能的短而直，长度不宜大于0.5m，相线至SPD的连线应采用不小于10mm2铜线，SPD到PE排的连接线使用不小于16ram2铜线。

2.3 SPD低配电压选择SPD方法

首先第一类对防直击雷的建筑小区，按《建筑物防雷设计规范》GB50057-2010第4.2.3条1～4款、选择安装SPD，第二类防雷建筑小区，按《建筑物防雷设计规范》GB50057-2010第4.3.8条4～6款选择安装SPD，第三类防雷建筑小区，按《建筑物防雷设计规范》GB50057-2010第4.4.7条2款选择安装SPD。电涌保护器的有效电压保护水平要符合各项固定，比如对限压型电涌保护器：Up/f=Up+ΔU，对电压开关型电涌保护器，取公式中较大者：Up/f=Up或UP/f=ΔU，户外线路进入建筑物可安1KV/m计算，在后面可按ΔU=0.2Up计算，如果仅是感应电涌时可略去不计。使用较小电压保护水平值的电涌保护器，缩短连接电涌保护器的导体，可以取得较小电涌保护器有效电压保护水平。

3：SPD在住宅小区的防雷重要性

小区住宅信息化的更新，智能家用电器的涌现，使得传统的防雷技术思想和措施已经不适用于现代化的建筑防雷，对于弱电系统的保护具有局限性和落后性，所以在智能建筑的防雷中必须双管齐下才能确保安全，一个较为完善的防雷系统应包括“接闪器、等电位连接、避雷器、引下线、过压保护器以及电浪涌吸收装置SPD等，其中由于SPD比较适用于新型建筑物且使用方面，理论和技术比较成熟，对雷电波起到限流和嵌压的作用，使其残压不超过弱电系统的安全耐压值，雷电波消失SPD又恢复高阻状态，从而达到保护弱电设备的目的，其显著的效果、高性价比的技术方案，成为居民住宅小区防雷的必须防护措施。

参考文献：

[1] 田斌 SPD在低压配电系统中的应用 交通运输论文 2011-02

[2] 林维勇 低压配电系统中如何选择SPD 应用防雷接地