防雷浪涌保護器（Surge Protective Device，簡稱 SPD）是一種安裝在電力、通信或信號線路上的防護設備，用于將雷擊、開關操作等引起的瞬態過電壓（浪涌）限制在設備可承受的安全范圍內，并將強電流快速泄放到接地系統，從而保護后端設備免受損壞。

SPD的核心防護元件包括：

壓敏電阻（MOV）：常用于電源SPD，響應時間快，適合吸收中高能量浪涌。

氣體放電管（GDT）：適用于信號SPD和直流高壓環境，通流能力強。

TVS二極管：用于精密信號保護，響應速度快，殘壓低。

組合型模塊：綜合多種元件優勢，適應復雜的工業和通信環境。

為什么那么多行業都在用SPD？

浪涌的破壞性非常大，一次雷擊或開關操作浪涌就可能讓設備報廢，直接或間接經濟損失巨大。根據 IEC 62305 和 GB/T 18802 等標準，95%以上的電子設備損壞與過電壓浪涌有關，尤其在以下場景更為突出：

電力系統：雷擊或操作過電壓會擊穿變電站、配電柜內部元件。

工業自動化：PLC、變頻器等設備對瞬態過電壓極其敏感。

通信與網絡：數據中斷、交換機燒毀會造成生產停頓。

新能源系統：光伏、風電設備常位于戶外，雷擊風險高。

民用建筑：消防、電梯、安防等關鍵設施需確保持續運行。

SPD的廣泛使用是因為它能：

延長設備壽命（減少損壞率）

提高系統穩定性（減少停機風險）

符合安全與法規要求（如 GB50057《建筑物防雷設計規范》）

SPD的關鍵性能參數

在選型前，需要掌握SPD的主要技術指標：

Uc（最大持續工作電壓）：SPD長期可承受的電壓，AC：230V/400V，DC：600V/1000V 必須高于線路額定電壓

Iimp（沖擊電流）：模擬直擊雷分量的波形（10/350μs），12.5kA、25kA、50kA 一級防雷器核心參數

In（標稱放電電流）：模擬感應雷分量的波形（8/20μs），5kA、10kA、20kA 二級SPD選型重要指標

Up（殘壓值）：浪涌通過SPD后剩余的電壓 1.5kV~2.5kV（電源SPD），應低于設備耐壓水平

響應時間：SPD啟動動作的時間 <25ns（MOV型），<100ns（GDT型），反映保護速度

脫扣或失效指示：模塊失效報警功能，機械指示/遠程告警，便于維護管理

地凱科技不同行業的SPD選型與匹配方案

1. 建筑供配電系統

典型配置：

總配電柜：I級SPD（Iimp ≥ 25kA/極，Uc=385V，Up≤2.5kV）

分配電箱：II級SPD（In ≥ 20kA，Up≤1.5kV）

末端設備：III級SPD（Up≤1.2kV）

特點：采用分級保護，確保雷電能量逐級衰減。

應用案例：大型商場、醫院、寫字樓的配電房與弱電間。

2. 工業控制與自動化生產

風險：變頻器、PLC、DCS系統對浪涌極敏感。

配置建議：

主電源入口：II級SPD（In=20~40kA）

控制柜：III級SPD（Up≤1.2kV）

信號線：類 D/信號SPD（Uc匹配信號額定電壓，Up≤2.5×信號幅值）

額外建議：信號和電源同時防護，接地共用等電位。

3. 光伏發電系統

直流側：

DC SPD（Uc=600V/1000V/1500V，In≥20kA，Up≤2.5kV）

安裝在匯流箱、逆變器DC端

交流側：

AC SPD（Uc=385V，In≥20kA）

特點：選型需滿足IEC 61643-31及GB/T 18802.31，考慮極性和工作電壓。

4. 通信與數據中心

需求：保護路由器、交換機、服務器。

配置建議：

電源入口：II級SPD（In≥20kA）

數據接口：RJ45千兆以太網SPD（Uc=5V，Up≤40V，帶PoE兼容）

額外建議：多端口并聯安裝，保持網絡延遲小于1ns。

5. 軌道交通與機場

風險：室外信號系統、控制中心機房、供電站都暴露在雷擊環境。

配置方案：

I級+II級組合電源SPD

專用軌道信號SPD（適配AC/DC信號）

視頻監控SPD（BNC接口，Uc=5V~12V）

特點：要求冗余設計、熱插拔、遠程監控功能。

SPD選型的實用原則

分級保護：遵循IEC 62305三級防護模型。

參數匹配：Uc略高于額定電壓，Up低于設備耐壓。

接地優化：接地電阻≤4Ω（一般建筑），≤1Ω（通信機房）。

行業標準：嚴格遵守GB50057、GB/T18802等規范。

配合后備保護器：防止SPD熱擊穿時產生短路。