一文介绍防雷及保护器知识

时间： 2024-08-31 来源：BORN官网

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本文中BORN来为大家介绍防雷及保护器知识，希望对各位工程师朋友有所帮助。

一、防雷分区

1、什么叫防雷分区?

根据IEC61312-1防雷分区的定义：

雷电保护区LPZ0A（0A区）

该区内的各物体都可能遭受直接雷击，同时在该区内雷电产生的电磁场能自由传播，没有衰减。

雷电保护区LPZ0B（0B区）

该区内的各物体在接闪器保护范围内，不会遭受直接雷击，但该区内的雷电电磁场因没有屏蔽装置，雷电产生的电磁场也能自由传播，没有衰减。

雷电保护区LPZ1（1区）

该区内的各个物体因在建筑内，不会遭受直接雷击，流经各导体的电流比LPZ0B区更小，本区内的雷电电磁场可能衰减（雷电电磁场与LPZ0A、LPZ0B区可能不一致），这取决于屏蔽措施。

后续防雷区LPZ2（2区等）

当需要进一步减小雷电流和电磁场时，应引入后续防雷区，并按照需要保护的系统所要求的环境选择后续防雷区的要求条件。

区间不同级别防雷器的安装位置区别B级C级D级可否遭受直接雷击没有衰减0A区可能遭受直接雷击没有衰减0B区不会遭受直接雷击浪涌防雷器1区0区与1区之间的交界和处不会遭受直接雷击有衰减2区等 1区与2区之间的交界处重要设备前端不会遭受直接雷击进一步衰减。

2 、什么是防雷的分级保护？

IEC61312定义了防雷的保护分区，根据保护分区的要求需要在每个分区的交界处，安装相对应的防雷器，在LPZ0B区与LPZ1我的交界处安装B级（即第一级）防雷器，在LPZ1区与LPZ2区的交界处安装C级（即第二级）防雷器，在LPZ2区内的设备前端安装D级（即第三级）防雷器。其工作原理为利用分级的防雷器，层层泄放雷电感应的能量，逐级减低浪涌电压，从而保护用户端设备。

根据VDE 0675对B、C、D三级防雷器保护水平的要求防雷器保护水平防雷器安装等级B级电源防雷器<4KVIC级电源防雷器<2.5KVIID级电源防雷器<1.5KVIII，也就是说，B级浪涌安装在AB区 C级安装在1区 D级安装在2区。

浪涌保护器上端开关或熔断器选择方法。

根据（浪涌保护器的最大保险丝强度A）和（所接入配电线路最大供电电流B）来确定（开关或熔断器的断路电流C）。

确定方法：

当：B>A时，C小于等于A

当：B=A时，C小于A或不安装C

当：B<A时，C小于B或不安装C<A时 style=“box-sizing： border-box;” C小于B或不安装C

浪涌保护的参数，国际标准IEC中有规定，8/20μS就是一种模仿雷电流的波形具体含义，就是该波形到达波峰的时间是8μs，从波峰降到半波（波峰的一半）的时间是20μs。

二、防雷保护级别的划分

经常听人说A级保护，B级保护，C级保护，以最大通流量划分怎么区分，还有标称电压和电流是一个什么概念！

A级：Imax=120KA以上

B级：Imax=80KA以上

C级：Imax=40KA以上

D级：Imax=20KA以上

三、防雷保护器的原理

防雷保护器（浪涌保护器）实际就是压敏电阻，具有高通低阻的特性。当电网在不超过最大持续运行电压的情况下运行时，两个电极之间呈高阻状态。如果电网因雷击或者操作过电压使两个电极之间的电压超过点火电压时，间隙被击穿，通过弧光放电将过电压能量释放。冲击波过后，电弧将被由分弧片和灭弧室组成的灭弧系统熄灭，恢复到高阻状态用以保护系统。（浪涌保护器的作用）

浪涌保护器本身如果出现故障，会出现长时间接通状态，造成电源/系统短路，此时就需要前端的断路器或熔断器及时切断接地回路，保证回路正常工作。(浪涌保护器前断路器或熔断器作用)

那么此断路器或熔断器怎样辨别到底是雷击造成短路的（称为A）还是浪涌保护器自身损坏（称为B）造成的短路，因为如果是A被辨别成B，断路器断开，主电路就会烧毁，反之如果B被辨别成A，主电路就会持续短路也会导致烧毁电路。

你的所有问题归纳起来，只要你搞懂了在防雷器前段加装熔断器的原理就能搞懂了！

我们用的防雷器防的雷，其实不是能量很大可以摧毁一切的自己雷，而是电压峰值高，电流大，时间非常短的感应雷。熔断器要熔断要满足一定的条件，那就是能量积累，瞬态的雷击很显然不会在防雷器工作是把熔断器给熔断了。因为有了熔断器所以不管你所谓的A还是B都不会烧坏电路，而只是让熔断器断路，从而使电路和地安全的断开。

你上面有问怎么辨别防雷器是怎么损坏的我这倒是有个很简单，但是不怎么准确的办法：

A、防雷器或者防雷器相连的电路上会有烧坏的痕迹

B、没有这样的痕迹。

四、电涌（浪涌）保护器防雷保护级别

由于雷击的能量是非常巨大的，需要通过分级泄放的方法，将雷击能量逐步泄放到大地。第一级防雷器可以对于直接雷击电流进行泄放，或者当电源传输线路遭受直接雷击时传导的巨大能量进行泄放，对于有可能发生直接雷击的地方，必须进行CLASS—I的防雷。第二级防雷器是针对前级防雷器的残余电压以及区内感应雷击的防护设备，对于前级发生较大雷击能量吸收时，仍有一部分对设备或第三级防雷器而言是相当巨大的能量会传导过来，需要第二级防雷器进一步吸收。同时，经过第一级防雷器的传输线路也会感应雷击电磁脉冲辐射LEMP，当线路足够长感应雷的能量就变得足够大，需要第二级防雷器进一步对雷击能量实施泄放。第三级防雷器是对LEMP和通过第二级防雷器的残余雷击能量进行保护。

1、第一级保护

目的是防止浪涌电压直接从LPZ0区传导进入LPZ1区，将数万至数十万伏的浪涌电压限制到2500—3000V。

入户电力变压器低压侧安装的电源防雷器作为第一级保护时应为三相电压开关型电源防雷器，其雷电通流量不应低于60KA。该级电源防雷器应是连接在用户供电系统入口进线各相和大地之间的大容量电源防雷器。一般要求该级电源防雷器具备每相100KA以上的最大冲击容量，要求的限制电压小于1500V，称之为CLASS I级电源防雷器。这些电磁防雷器是专为承受雷电和感应雷击的大电流以及吸引高能量浪涌而设计的，可将大量的浪涌电流分流到大地。它们仅提供限制电压(冲击电流流过电源防雷器时，线路上出现的最大电压称为限制电压)为中等级别的保护，因为CLASS I级保护器主要是对大浪涌电流进行吸收，仅靠它们是不能完全保护供电系统内部的敏感用电设备的。

第一级电源防雷器可防范10/350μs、100KA的雷电波，达到IEC规定的最高防护标准。其技术参考为：雷电通流量大于或等于100KA（10/350μs）；残压值不大于2.5KV；响应时间小于或等于100ns。

2、第二级防护

目的是进一步将通过第一级防雷器的残余浪涌电压的值限制到1500—2000V，对LPZ1—LPZ2实施等电位连接。

分配电柜线路输出的电源防雷器作为第二级保护时应为限压型电源防雷器，其雷电流容量不应低于20KA，应安装在向重要或敏感用电设备供电的分路配电处。这些电源防雷器对于通过了用户供电入口处浪涌放电器的剩余浪涌能量进行更完善的吸收，对于瞬态过电压具有极好的抑制作用。该处使用的电源防雷器要求的最大冲击容量为每相45kA以上，要求的限制电压应小于1200V，称之为CLASS II级电源防雷器。一般用户供电系统做到第二级保护就可以达到用电设备运行的要求了。

第二级电源防雷器采用C类保护器进行相—中、相—地以及中—地的全模式保护，主要技术参数为：雷电通流容量大于或等于40KA（8/20μs）；残压峰值不大于1000V；响应时间不大于25ns。

3、第三级保护

目的是最终保护设备的手段，将残余浪涌电压的值降低到1000V以内，使浪涌的能量有致损坏设备。

在电子信息设备交流电源进线端安装的电源防雷器作为第三级保护时应为串联式限压型电源防雷器，其雷电通流容量不应低于10KA。

最后的防线可在用电设备内部电源部分采用一个内置式的电源防雷器，以达到完全消除微小的瞬态过电压的目的。该处使用的电源防雷器要求的最大冲击容量为每相20KA或更低一些，要求的限制电压应小于1000V。对于一些特别重要或特别敏感的电子设备具备第三级保护是必要的，同时也可以保护用电设备免受系统内部产生的瞬态过电压影响。

对于微波通信设备、移动机站通信设备及雷达设备等使用的整流电源，宜视其工作电压的保护需要分别选用工作电压适配的直流电源防雷器作为末级保护。

4、第四级及四级以上保护

根据被保护设备的耐压等级，假如两级防雷就可以做到限制电压低于设备的耐压水平，就只需要做两级保护，假如设备的耐压水平较低，可能需要四级甚至更多级的保护。第四级保护其雷电通流容量不应低于5KA。

五、电涌保护器安装方式与要求

电涌保护器HYC1采用35mm标准导轨安装

对于固定式HYC1，常规安装应遵循下述步骤：

1)确定放电电流路径。

2)标记在设备终端引起的额外电压降的导线。

3)为避免不必要的感应回路，应标记每一设备的 PE导体。

4）设备与HYC1之间建立等电位连接。

5）要进行多级HYC1的能量协调。

为了限制安装后的保护部分和不受保护的设备部分之间感应耦合，需进行一定测量。通过感应源与牺牲电路的分离、回路角度的选择和闭合回路区域的限制能降低互感，当载流分量导线是闭合回路的一部分时，由于此导线接近电路而使回路和感应电压而减少。

一般来说，将被保护导线和没被保护的导线分开比较好，而且，应该与接地线分开。同时，为了避免动力电缆和通信电缆之间的瞬态正交耦合，应该进行必要的测量。

HYC1接地线径选择：

数据线：要求大于2.5mm² ;当长度超过0.5米时，要求大于4mm²。YD/T5098-1998。

电源线：相线截面积S≤16mm2 时，地线用S ;相线截面积16mm2≤S≤35mm²时，地线用16mm² ;相线截面积S≥35mm²时，地线要求S/2 ;GB 50054第2.2.9条。

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选型指南 - LITTELFUSE - Rev: 3-A-041922 - 041922 PDF 英文下载

新能源系统电路保护-太阳能、风能逆变器、PCS、BESS赛尔特过压、过流、过温产品保护解决方案

型号- SMBJ,THU145,LFR15XL2,LFR15XL3,SMDJ,SD25TXXXL306,SP0080TBLC,TKS150,AYH,TG125C,TZ231A,TFMOV25M,SCF6125,SD20RXXXA404,TZ091A,SCF1032,RSK140,5.0SMDJ,LFR15 690 VAC,SD25TXXXA203,SMCJ,SD25TXXXA404,SFV20D,ALW125,SD25TXXXL211PV,LFR15,TFMOV20M,TKT150,TFMOV10M,MTP1560,TRR150,RJ,SX091,SD25TXXXL312PV,8.0SMDJ

应用及方案 - 赛尔特 - V1.1 - 2023年3月 PDF 中文下载

赛尔特（SETsafe丨SETfuse）过温度保护器件选型指南（简版）

描述- 赛尔特产品应用市场：新能源、储能、通信、防雷器、电源、照明、家电、移动设备、医疗等用电设备市场。客户中包含多家世界500强企业。赛尔特2000年成立于中国厦门市,产品已畅销40多个国家和地区。产品取得CCC、 CQC、UL、CUL、CULus、 VDE、TUV、PSE、KC、CE等认证（每个产品有不同,以实际获得的证书为准），满足RoHS、REACH要求。

型号- TVB,RS 系列,RVH,ALP,SK 系列,XM 系列,QD 系列,U 系列,KG 系列,YM 系列,TK 系列,Y 系列,M 系列,HS 系列,Q 系列,ARL 系列,TB 系列,RT 系列,SF 系列,CR 系列,KM 系列,RPK 系列,TY 系列,V 系列,ASLXXXA 系列,TGH,B 系列,TGH 系列,F 系列,ALP 系列,ARL,SY 系列,N 系列,HP 系列,PD 系列,SLX,R 系列,RVH 系列,K 系列,XG 系列,G 系列,SM 系列,RQF 系列,RPF,TGXXXC,RSKXXXA,RPK,ADNXXXB 系列,RPF 系列,TM 系列,C 系列,ADNXXXB,S 系列,TVB 系列,SKL 系列,ASLXXXA,RSKXXXA 系列,TD 系列,H 系列,RQF,TS 系列,SLX 系列,SD 系列,X 系列,P 系列,TGXXXC 系列,T 系列,HN 系列

选型指南 - 赛尔特 - V1.3 - 2024年8月 PDF 中文下载