浪涌保护器SPD的后备保护选用原则Word文档下载推荐.docx
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10/350µ
A级
≥20
≥80
≥40
≥10
建筑电气低压配电系统中通常在SPD支路中接入一个限流元件作为SPD故障短路的后备保护。
此限流元件可以是熔断器、延时型空气开关、剩余电流短路器。
采用熔断器来切断续流的接线如图所示：
其中熔断器的额定电流应高于被保护系统的正常运行电流，它的熔断电流应小于SPD电子固态保护器件在电弧区的续流。
现有市面上的大部分SPD产品其内部均带有一个熔断器（或热断路器），该熔断器（或热断路器）主要起保护SPD的电子固态保护器件作用，由于SPD使用场所条件恶劣，其内部也可能出现短路，因此在现有的工程实际应用中都要求在SPD线路上加装一组熔断器或断路器、剩余电流保护器（剩余电流保护器，价昂贵实际工程中较少采用），以保护SPD。
（Surgeprotectivedevices）笔者现将对用于不同保护等级的三相电涌保护器后备保护用的熔断器、断路器的选用做一个定量的分析。
熔断器作后备保护是一种常用的方案，其特点是熔断体为易熔金属，呈电阻性，电阻为R。
电感量很小，可以忽略。
当雷电流（10/350µ
s或8/20us）冲击时，在线路两端的限制电压为：
U熔=Ri+L（di/dt）L为连接导线电感，限制电压主要由L（di/dt）决定，R上压降较小。
断路器作后备保护时，因断路器线路中有双金属热敏元件和串联的电磁脱扣器，呈感性阻抗，电感为LAB。
s或8/20us）冲击时在线路两端电压为：
U断=Ri+L（di/dt）+LAB（di/dt），其中L为连接导线电感，LAB为断路器电感，一般情况LAB>
L,附加电压要大于连接导线上的压降。
因为Ri<
<
LAB（di/dt），所以U熔<
U断。
熔断器的附加限制电压要小于断路器的附加限制电压，用熔断器作为SPD的后备保护要比用断路器作为SPD后备保护时SPD线路的电压保护水平要低，更好的发挥SPD的保护效果。
上海电器科学研究所测得：
对同一型号SPD进行测试：
In=20KA
Imax=40KA时，
串联RTl4—63熔断器，在19．8KA大电流冲击时（8／20us），熔断器断开。
测得限制电压U熔为2674V。
串联DZ47—63断路器，在18．29KA大电流冲击时，断路器脱扣断开。
测得限制电压为u断为5014V，其中断路器附加电压为3KV。
从上述分析和实验表明：
用断路器作后备保护时，线路上的限制电压要高于用熔断器作后备保护的线路上的限制电压，故大多数专业SPD供应厂家都采用熔断器作后备保护的原由，另一方面由于断路器电感的存在，其响应时间长，这也是系统不希望的。
我们来讨论使用熔断器的情况。
SPD支路上熔断器的主要作用是在SPD设备内部短路情况下能有效的切断短路电流，同时能保证在额定的雷电过电流的情况下SPD起到正常的泄流作用。
这就要求熔断器的熔断电流躲过额定波形下额定幅值的雷电流作用，同时小于上级主开关的整定电流，并保证一定的级差，以实现其选择性。
熔断器在瞬时大电流的作用下，其弧前熔断过程没有，因此在瞬时大电流作用下，熔体的熔化过程可以看成一个绝热过程，熔体的额定电流选择应根据I
t值来选择，因此我门只要算出在不同雷电波形和雷电流幅值的I
t就能确定`：
建筑中常用的短十雷击波形如下图所示：
（建筑物防雷设计规范P64页附图6.2）
I2t=
其简化公式为：
I2t=（1/2）×
（1/0.7）×
I2×
T2（建筑物防雷设计规范P64页附6.2）
I－雷电流幅值（A）
T2－半值时间（Ｓ）
由此查图可知不同电流波形和不同电流幅值下所须配最小熔体额定电流和最小导线截面，各计算结果见下表：
最大放电电流（10/350μs）下后备保护熔体选择表：
最大放电电流幅值Ipeak（KA）（10/350）
I2（A2s）
后备保护熔体最小额定电流（A）GL
导线截面（mm2）
60
900000
250A
120
50
625000
200
70
35
306250
160A
20
100000
100A
15
56250
12.5
39062.5
80
10
25000
63
25
标称放电电流（8/20μs）下保护熔体选择表：
标称放电电流幅值In（KA）（8/20）
160
365714
100
142857
125A
91428
100A
70000
51428
80A
35714
80A
40
22857
63A
30
12857
50A
5714.3
32A
6
3214
25A
1428
20A
4
6.0
514
16A
四建筑电气设计中SPD后备保护的选用
经过以上分析可以得出两个结论；
SPD后备保护宜采用熔断器而不宜采用断路器；
当采用熔断器作为SPD的后备保护时，SPD后备保护熔断器额定电流值不应低于下表中的推荐值，否则在雷电浪涌的冲击下熔断器的溶体会先与SPD熔断，SPD将没法发挥作用。
电源线路浪涌保护器后备保护熔体额定电流的推荐值
第二级
第三级
第四级
≥100A
≥63A
≥32A
≥10A
B级
≥80A
C级
D级
≥20A
在实际建筑电气设计中SPD后备保护熔断器熔体额定电流值宜小于主开关的额定电流值，并满足级差配合的要求，以免SPD短路故障时扩大事故面。
以下是笔者统计的市面上常用ＳＰＤ厂商后备保护最大允许推荐值以供设计中参考。
市面上常用ＳＰＤ厂商后备保护（最大允许保险丝）推荐值：
厂商
第一级最大放电电流Ｉpeak（KA）
第一级标称放电电流In（KA）
第二级标称放电流In（KA）
第三级标称放电流In（KA）
第四级标称放电流In（KA）
菲尼克斯
FLT35（35KA）
125AGL
易雷斯
LS4-100（KA）
63~125AGL
LS2-30（KA）/420
250AGL
LS1-40（KA）/320
32AGL
LS1-10（KA）/2
16AGL
MoELLer
VFB-1（60KA）
VFB-1（25KA）
VR7（20KA）
VD7（2.5KA）
63AGL
雷威
DR340KA
DR320KA
DR35KA
DR33KA
易普康
HL60（60KA）
160AGL
XX-100（100KA）
80AGL
XX-65（65KA）
XX-40（40KA）
40AGL
XX-15（15KA）
25AGL
ISKRA
PR0TEC（25KA）
≥100AGL
PR0TEC（70KA）
PR0TECB2（60KA）
PR0TECC（10KA）
PR0TECD（3KA）
SIEMENS
5SD7056（50KA）
5SD7078（40KA）
5SD7053（15KA）
安世杰
CLASS-
（40kA）
50AGL
（20kA）
（10kA）32AGL
参考文献：
（1）IEC61643-12：
2002
低压配电系统的电涌保护器（SPD）第12部分：
选用和使用导则
（2）GB50343-2004
建筑物电子信息系统防雷技术规范
（3）GB50057-94（2000年版）
建筑物防雷设计规范
（4）工厂常用电气设备手册
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