郑心龙
哈尔滨工业大学建筑设计研究院 黑龙江哈尔滨150090
摘要：建筑物的防护在现代工程设计中至关重要，尤其是对于雷电活动比较频繁的地区，基于建筑物而构建的防雷装置务必要落实到位。长期以来，接闪器都是建筑物防雷的重要设备，且起到了一定的效果。而今伴随着时代的发展以及技术的进步，设置于建筑物内部的电涌保护器受到了重点关注。由于公众对于雷电的防范意识较弱，因此，电涌保护器的选用就成为一个重要的问题。什么标准的电涌保护器才能与民用建筑的防范需求相适应，从而为其提供切实有效的保障，这样的探究一直在推进。
关键词：民用建筑；电气设计；电涌保护器
引言：伴随着我国的迅猛发展，我国的经济水平在不断的提高，人们的生活质量也在不断的上升。随着电气设备的不断发明，人们对电的应用非常广泛，但是，大多数电气设备的电压承受能力非常低，在打雷或电气设备内部产生电涌时，会产生很大的电压，这种强度的电压远远超过了大多数电气设备的承受能力，会使电气设备受到损坏，给人们造成很大的经济损失，为了解决这个问题，减少电气设备的破坏，保护人们的财产安全和人身安全，相关部门在民用建筑电气系统设计中都会加入电涌保护器，以此来保护电气设备。本文对电涌保护器的工作原理、分类及在民用建筑电气设计中对电涌保护器的选用进行了简单的阐述。
1.电涌保护器概述
1.1电涌保护器的定义
电涌保护器SPD(SurgePro-tectiveDevice)是一种用于带电系统中限制瞬态过电压和导引泄放电涌电流的非线性防护器件。用以保护电气及电子系统免遭雷电或操作过电压及涌流的损害。1.2电涌保护器的分类
(1)按工作原理分为电压开关型SPD、限压型SPD、组合型SPD；(2)按用途分为电源系统SPD、信号系统SPD和天馈系统SPD；(3)电气系统用SPD按冲击分类试验级别分为Ⅰ级试验的SPD、Ⅱ级试验的SPD和Ⅲ级试验的SPD；(4)电子系统用SPD按测试类别分为A1~A2型、B1~B3型、C1~C3型、D1~D2型；
1.3电涌保护器的保护模式
根据配电系统的接地型式及剩余动作电流保护器安装位置及个数不同，即所谓“保护模式”不同，电气系统电涌保护器的保护部件可连接在相对相(LL)、相对地(L-PE)、相对中性线(L-N)、中性线对地(NPE)及其组合，电子系统电涌保护器的保护部件连接在线与线、线与地及其组合。
1.4电涌保护器的主要参数
(1)最大持续运行电压Uc，可持续加于电气系统电涌保护器保护模式的最大方均根电压或直流电压；可持续加于电子系统电涌保护器端子上，且不致引起电涌保护器传输特性减低的最大方均根电压或直流电压。其值与低压配电系统的接地型式及电涌保护器安装位置有关。在民用建筑设计中，系统接地型式一般为TN-S系统，其Uc最小值为：①当电涌保护器接于每一相线与中性线线间时为1.15U0②当电涌保护器接于每一相线与PE线间时为1.15U0③当电涌保护器接于中性线与PE线间时为U0④当电涌保护器接于相线与相线间时为1.15U(U0是低压系统标称相电压，U为系统标称线电压，即U0=220V,U=380V)
(2)标称放电电流In，流过电涌保护器的8/20μS波形的放电电流峰值，用于确定Ⅰ级和Ⅱ级试验SPD的限制电压，也用于Ⅰ、Ⅱ级动作负载试验的预处理。
(3)冲击电流Iimp，由电流峰值Ip、总电荷Q和比能量W/R所规定的脉冲电流，一般用于电涌保护器的Ⅰ级分类试验，其波形为10/350μS，电涌保护器必须能泄放这样的雷电流数次而不损坏。
2电涌保护器的分类
关于电涌保护器的类型，主要有开关型、限压型以及联型等。形成这样的类型，主要是根据最大持续运行电压以及冲击电流和电压保护水平等具体指标来实施的。以下是按照等级对其所做的详细分析。
2.1一级分类电涌保护器
此类电涌保护器在民用建筑的密封式电涌保护器中比较常见，与此同时，在三相四线以及三相五线的系统运行中也经常被用到。需要注意的是，只有当桥接件处在整体供货区域之内，才算真正地构建起了三级保护体系。一级与二级类型的电涌保护器之间应至少保持10m以上的距离。对于外形尺寸，通常与标准的保护器没有区别，加之其具有较为便捷的桥接方式，因此具体的运用会更为高效。
2.2二级分类电涌保护器
通常情况下，导线中的电压电流进入系统之前都应符合国际的统一标准，电气设备除了要具备大于电容保护器保护的效果，同时，还应保障电涌保护器能够在电网处于最高波动电压下起到稳定的保护作用。对于二级分类电涌保护器保护务必要预先对其测试，确定合格之后才可将其运用到具体的部署中。与此同时，还应注意电涌保护器的UC，理论层面上并不是使其大于UT才算正常，受制于其过高或过低极有可能产生的不良影响，对其控制务必要合理协调。另外，此类保护器的应用区域主要包括无接闪器的建筑物以及二次配电柜，从而在其中发挥故障诊断和远程警报的作用。
2.3三级电涌保护器
对于三级电涌保护器，通常情况下是被运用于设备的前端，由于其较之一、二级的保护效果更为显著，因而其常常被作用在以上2类等级无法应对的情况中。其所达到的保护效果更具综合性，电压电流的远程控制都采用这样的保护方式。
3电涌保护器在民用建筑电气设计中的选用
任何东西都有相应的等级，人们就是根据这些材料的等级去区分材质的好坏，进而判断适不适合应用。如果在实际的应用中没有选择正确的材料，而是因为利益选择了等级较低的材料，那么在投入使用时一定会发生事故，威胁到人们的生命安全和财产安全，因此，无论什么行业都要重视材料的等级，不能因为利益而降低标准，电涌保护器也是如此。
不同的电气设施，对电涌保护器的等级要求也就不同，所以民用建筑的电气设计在选用电涌保护器时，一定要对电涌保护器进行等级确定，选择正确的等级，只有这样才能保障人民群众的人身安全和财产安全。电源防雷电涌保护器分为三个等级，第一等级的电源防雷电涌保护器要安装在总电源上，要有非常大的电流承受能力，这样才能确保电源防雷电涌保护器不被损坏，进而保护电源（一般在10KV配电房或者室外进入建筑物处设置第一级电涌保护器，第一级标称放电电流limp=12.5KA，波形为10/350μs）；第二等级的电源防雷电涌保护器要安装在总电源下属区域，也就是配电箱处，它电流承受能力就没有第一级的电源防雷电涌保护器强，但它足够保护配电箱（本工程在各楼层配电箱设置第二等级电涌保护器，第二级标称放电电流In=40KA，波形为8/20us）；第三等级的电源防雷电涌保护器要安装在电气设备的前面，它在三个等级中，承受电流的能力是最弱的，只能保护电气设备的安全（本工程在风机房设置第三等级电涌保护器，第三级标称放电电流In=20KA，波形为8/20us）。如果在实际的民用建筑电气设计安装中，没有弄清楚等级，把第三等级的电源防雷电涌保护器安装到总电源处，那么在雷击时，电涌保护器就不会起到作用，会破坏电气设备，甚至有可能会发生火灾，威胁到人们的人身安全，所以在民用建筑的电气设计中，一定要确定好电涌保护器的等级。
结语：在具体实施电气设备的设计时，既要保证其质量效果，同时，对于其中涉及的电涌保护器的选择也应高度重视，以将雷电可能对建筑物造成的伤害降到安全的区间内。正是由于建筑电气防雷防电的设计极为复杂且又是极为重要的部分，因此，务必要认真精细地对待电涌保护器的选择和具体配置。另外，还应加强对其研究和实践，以使其性能和配置效果更为科学稳定，从而更好地服务于建筑物的安全保障。
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