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摘要：：为了对建筑物低压总配电箱电涌保护器（SPD）的设计安装提供参考依据，确保建筑物低压配线系统安全可靠运行，基于《建筑物防雷设计规范》GB50057-2010对建筑物低压配电线路防闪电电涌侵入及高电位反击措施的强制规定要求，并结合工作实践，分析了不同场合下建筑物低压配电线路总配电箱中SPD的安装类型、参数选型等。
关键词：：电气系统；闪电电涌；高电位反击；电涌保护器
雷击产生的雷电过电压对电气系统极具危害性，在电力系统中，沿输电线路传播的闪电电涌会损坏电气设备的绝缘，造成系统运行故障，甚至引发火灾等安全事故，严重烕胁人身安全。近年来，随着建筑物智能化的迅速发展，建筑物内电气系统的防雷保护问题备受关注，并已成为建筑物综合防雷设计的重要组成部分。中华人民共和国国家标准《建筑物防雷设计规范》GB50057-2010[1]对建筑物防闪电电涌侵入和高电位反击给出了具体的防护措施，尤其是建筑物低压电源引入的总配电箱处，SPD的设置更为强制性条文，必须严格执行。但是在现实中，由于防雷工程设计和施工单位技术水平的参差不齐，导致低压配电系统SPD的设计和安装不规范，尤其是低压总配电箱处SPD的设置不能满足规范强制性要求，未能充分发挥其防护作用，甚至留下安全隐患。
1.电涌保护器的工作原理及分类
电涌保护器适用于220/380V低压电源保护，是一种非线性元件，根据IEC标准规定，电涌保护器是主要抑制传导过来的线路过电压和过电流的装置。电涌保护器起到保护作用，基本要求是必须承受预期通过的雷电电流，并且通过电涌最大钳压，有效熄灭在雷电流通过后产生的工频续流，把窜入电力线、信号传输线的瞬时过电压限制在设备或系统所能承受的电压范围内，或将强大的雷电流泄流入地，保护被保护的设备或系统不受冲击而损坏。电涌保护器按工作原理分为开关型、限压型、分流型或扼流型，按用途分为电源保护器、信号保护器。所有这些元件的区别在于放电能力、响应特性以及残余电压。由于这些元件各有优缺点，人们将其组合成特殊保护电路，以扬长避短。在民用建筑领域中常用的浪涌保护器主要为放电间隙型放电器和压敏电阻型放电器。
2.民用建筑中电涌保护器的选择与实例分析
选择民用建筑中的电涌保护器需要考虑被保护负载特性、现场环境特性、接地系统类型选择、用于保护电涌保护器的断路器的选择等因素。其中为了保护电气设备免受大气过电压的危害，必须考虑的参数有被保护设备的冲击耐受电压与接地系统类型和电网的最高运行电压。而关于现场环境特的考察即按有无避雷针或避雷设备的系统区分。如果建筑物安装了避雷针或其他避雷设备，譬如避雷针装在距离建筑物50m范围内或建筑外部。此时选择的电涌保护设备应安装最大放电电流65KA单位。若建筑物外部或者外处一定范围内无避雷针或避雷设施系统，此时的电涌保护器可另做他选了。而依据接地系统类型的选择，关于电涌保护器相线与中性线间电压以及电涌保护器的最大持续运行电压都需测量其范围。可依靠此数据制作表格选择相线对地和中性线对地的保护共模保护，还是相线与中性线间的保护，对TT系统和TNS系统必须保护的差模保护。
关于最后用于保护电涌保护器的断路器的选择需要考虑电涌保护器、最大放电电流、断路器、额定电流、脱扣曲线等因素。并且断路器的分断能力需要大于所在之处通过的最大短路电流，电涌保护器每极都要设置保护设计。其中不可忘记的一点需要考虑，即电涌保护器的后备保护，基于电气安全，即使开始选择适当的电涌保护器仍不够，后续的保护措施，可以增加电涌保护器的使用寿命，更能安全可靠的保护民用建筑的电气设施。本文选取了一实例，具体分析了如何选取电涌保护器使用设计方案——工程为南京某民用高层建筑物。通过数据测量计算，其中可取地形校正系数为1，旷野孤立的建筑为2，砖木结构建筑物取1．6，河边、山坡下以及湖边山地中土地地质电阻率较底，下方水露头处，山谷风口，特别潮湿的建筑物为1.5。Ae建筑物等效接闪面积平方米。建筑物高度大于100m。根据电气系统设备损坏的可被接受的最大一年平均雷击次数Nc和建筑物平均接受闪电次数之比。最终得到本工程按A级要求设计防雷击电磁脉冲的设施。再根据防雷设施的等级确定使用低压交流电源系统电涌保护方案，并确定低压交流电源系统A级防雷电电压保护方案。
3.低压总配电箱SPD强制规定分析
3.1第一类防雷建筑物
建筑物装设独立的外部防雷装置，室外低压配电线路先架空后埋地引入。在电缆与架空线连接处，应装设户外型SPD，电涌保护器应选用I级试验产品，其电压保护水平UP≦2.5kV，每一保护模式冲击电流Iimp>l0kA；如无户外型SPD，应选用户内型SPD，其使用温度满足安装处的环境温度，且应安装在IP54箱内。接闪器直接安装在建筑物上。若室外低压配电线路先架空后埋地引入或全线采用电缆直接埋地敷设时，首先应在电缆与架空线连接处安装I级试验的SPD，且应满足建筑物装设独立的外部防雷装置之规定。此外，在建筑物电源引入的总配电箱处，也应装设I级试验的SPD，其电压保护水平Up≦2.5kV，每一保护模式冲击电流值Iinp无法确定时，应满足Iimp≥12.5kA。
3.2第二、三类防雷建筑物
当第二、三类防雷建筑物在电气接地装置与防雷接地装置共用或相连的情况下，应在低压电源线路引人的总配电箱、总配电柜处装设I级试验的SPD，其每一保护模式的冲击电流值Iimp，当无法确定时，应满足Iimp≥12.5kA，电压保护水平Up≦2.5kV。当Yyn0或Dyn11型接线的配电变压器设在本建筑物内或附设于外墙时，除变压器高压侧应装设避雷器外，还应满足：①在低压侧配电屏上，当有线路引出本建筑物至其他有独自接地装置的配电装置时，应在建筑物低压侧母线上装设I级试验的SPD，其每一保护模式的冲击电流值Iimp，当无法确定时，应满足Iimp≥12.5kA，电压保护水平Up≦2.5kV。建筑物B应在低压电源引入的总配电箱处装设I级试验的SPD，其每一保护模式的冲击电流Iimp≥12.5kA，电压保护水平Up≦2.5kV。②在低压侧配电屏上，当无线路引出本建筑物时，应在母线上装设‖级试验的SPD，其每一保护模式的标称放电电流In≥5kA，电压保护水平UP≦2.5kV。
3.3普通住宅类
普通住宅类配电SPD均应选用I级试验产品，UP≦2.5kV，Iimp≥12.5kA（无法确定时）。
4.结语
各种电子信息技术产品越来越多地渗入到社会和家庭生活的各个领域，SPD的使用范围日益扩大，其重要性也愈发明显。在设计选型时，一定要根据具体的供电系统形式，结合SPD安装的位置（哪个防雷分区），从持续运行电压、残压、通流容量、报警功能等具体参数选择入手，正确选择SPD，从而安全、可靠地保护系统，保证设备持续、可靠运行。
参考文献：
[1]陈文卓.浅谈民用建筑的防雷与接地[J].通讯世界，2014（20）：190-191.
[2][3]GB18801.1—2002低压配电系统的电涌保护器[S].
[3]汤继东.低压系统电源电涌保护器的选用[J].电气工程应用，2014（1）：2-13.