低壓配電系統(tǒng)是指在變壓器低壓側(cè)或用戶側(cè)的電氣裝置，主要用于向用戶提供安全、可靠和經(jīng)濟(jì)的電能。低壓配電系統(tǒng)中常見(jiàn)的電氣設(shè)備有低壓配電柜、分支箱、開(kāi)關(guān)箱、插座、照明等。這些設(shè)備都需要防止因外部或內(nèi)部原因產(chǎn)生的過(guò)電壓對(duì)其造成損壞或影響其正常工作。過(guò)電壓是指在電路中出現(xiàn)的超過(guò)額定電壓的瞬時(shí)或持續(xù)的電壓波動(dòng)，其中最具有破壞性的是浪涌過(guò)電壓。

浪涌過(guò)電壓又稱(chēng)瞬態(tài)過(guò)電壓，是指在電路中出現(xiàn)的持續(xù)時(shí)間很短（一般不超過(guò)1ms）但幅值很高（可達(dá)數(shù)千伏甚至數(shù)萬(wàn)伏）的電壓波動(dòng)。浪涌過(guò)電壓的主要來(lái)源有兩種：一種是雷擊引起的，當(dāng)雷擊直接或間接命中輸電線路、變壓器、建筑物等時(shí)，會(huì)在其周?chē)a(chǎn)生強(qiáng)大的雷電脈沖，這些脈沖會(huì)沿著導(dǎo)體傳播到低壓配電系統(tǒng)中，造成極高的浪涌過(guò)電壓；另一種是開(kāi)關(guān)操作引起的，當(dāng)在低壓配電系統(tǒng)中進(jìn)行開(kāi)關(guān)操作時(shí)，如合閘、分閘、調(diào)整負(fù)荷等，會(huì)在電路中產(chǎn)生切換波或諧振波，這些波也會(huì)造成較高的浪涌過(guò)電壓。

浪涌保護(hù)器

浪涌保護(hù)器

地凱科技認(rèn)為：浪涌過(guò)電壓對(duì)低壓配電系統(tǒng)中的設(shè)備具有很大的危害，主要表現(xiàn)為以下幾個(gè)方面：

浪涌過(guò)電壓會(huì)使設(shè)備的絕緣材料受到擊穿或老化，降低其絕緣性能，增加漏電和短路的風(fēng)險(xiǎn)；

浪涌過(guò)電壓會(huì)使設(shè)備的元器件受到損壞或失效，如變壓器、開(kāi)關(guān)、保護(hù)器、計(jì)量器等；

浪涌過(guò)電壓會(huì)使設(shè)備的控制信號(hào)受到干擾或錯(cuò)誤觸發(fā)，如繼電器、接觸器、控制器等；

浪涌過(guò)電壓會(huì)使設(shè)備的數(shù)據(jù)信息受到丟失或破壞，如計(jì)算機(jī)、通信設(shè)備、存儲(chǔ)設(shè)備等。

為了防止浪涌過(guò)電壓對(duì)低壓配電系統(tǒng)中的設(shè)備造成損害，需要在合適的位置安裝浪涌保護(hù)器。浪涌保護(hù)器是一種能夠在瞬態(tài)過(guò)電壓發(fā)生時(shí)迅速將其泄放到地或其他回路中，并在正常工作時(shí)不影響正常供電的裝置。浪涌保護(hù)器一般采用并聯(lián)方式安裝在需要保護(hù)的設(shè)備與供電線路之間，其工作原理如下：

當(dāng)線路中沒(méi)有浪涌過(guò)電壓時(shí)，浪涌保護(hù)器處于高阻狀態(tài)，不影響正常供電；

當(dāng)線路中出現(xiàn)浪涌過(guò)電壓時(shí)，浪涌保護(hù)器迅速轉(zhuǎn)變?yōu)榈妥锠顟B(tài)，將過(guò)電壓的能量泄放到地或其他回路中，保護(hù)設(shè)備不受過(guò)電壓的沖擊；

當(dāng)浪涌過(guò)電壓消失后，浪涌保護(hù)器恢復(fù)為高阻狀態(tài)，繼續(xù)正常供電。

根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB50057-2010《建筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范》和GB50343-2012《建筑物電子信息系統(tǒng)防雷技術(shù)規(guī)范》，低壓配電系統(tǒng)中的浪涌保護(hù)器應(yīng)按照分級(jí)配置的原則進(jìn)行設(shè)置，即在不同的位置設(shè)置不同等級(jí)的浪涌保護(hù)器，以實(shí)現(xiàn)分級(jí)泄放、分級(jí)限壓的目的。具體而言，低壓配電系統(tǒng)中的浪涌保護(hù)器應(yīng)設(shè)置在以下位置：

浪涌保護(hù)器

浪涌保護(hù)器

地凱科技提示：在低壓配電系統(tǒng)的進(jìn)線處，即變壓器低壓側(cè)與出口斷路器之間，應(yīng)設(shè)置一級(jí)浪涌保護(hù)器。一級(jí)浪涌保護(hù)器主要用于承受雷擊直接或間接引入的大部分雷電流，并將其泄放到地。一級(jí)浪涌保護(hù)器應(yīng)滿足T1試驗(yàn)等級(jí)的要求，即能夠承受10/350μs波形的沖擊電流Iimp，其值應(yīng)不小于12.5kA。一級(jí)浪涌保護(hù)器的電壓保護(hù)水平Up應(yīng)不大于2.5kV。

在低壓配電系統(tǒng)的分支處，即從總配電箱引出的各個(gè)分支配電箱處，應(yīng)設(shè)置二級(jí)浪涌保護(hù)器。二級(jí)浪涌保護(hù)器主要用于泄放一級(jí)浪涌保護(hù)器未能完全泄放的殘余雷電流，并將其限制在設(shè)備所能承受的范圍內(nèi)。二級(jí)浪涌保護(hù)器應(yīng)滿足T2試驗(yàn)等級(jí)的要求，即能夠承受8/20μs波形的最大放電電流Imax，其值應(yīng)不小于40kA。二級(jí)浪涌保護(hù)器的電壓保護(hù)水平Up應(yīng)不大于1.8kV。

在低壓配電系統(tǒng)的末端處，即與需要保護(hù)的設(shè)備最近的插座、開(kāi)關(guān)、控制箱等處，應(yīng)設(shè)置三級(jí)浪涌保護(hù)器。三級(jí)浪涌保護(hù)器主要用于對(duì)設(shè)備提供最后一道防線，消除線路中可能存在的微弱波動(dòng)，并提供精確的限壓作用。三級(jí)浪涌保護(hù)器應(yīng)滿足T2試驗(yàn)等級(jí)的要求，即能夠承受8/20μs波形的最大放電電流Imax，其值應(yīng)不小于20kA。三級(jí)浪涌保護(hù)器的電壓保護(hù)水平Up應(yīng)不大于1.2kV。

地凱科技解析：低壓配電系統(tǒng)中浪涌保護(hù)器的接線方法應(yīng)根據(jù)不同的接地制式進(jìn)行選擇。接地制式是指供電系統(tǒng)中中性點(diǎn)與地之間以及負(fù)載與地之間連接方式的分類(lèi)。根據(jù)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)IEC60364-4-41，《低壓配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)、選擇和安裝》第4.41節(jié)，《接地制式》規(guī)定了四種接地制式：IT、TT、TN-S和TN-C-S。

IT制式是指供電系統(tǒng)中性點(diǎn)不接地或通過(guò)高阻值接地，并且所有暴露導(dǎo)體與地之間也不接地或通過(guò)高阻值接地的制式。IT制式的優(yōu)點(diǎn)是當(dāng)單相接地故障發(fā)生時(shí)，不會(huì)產(chǎn)生大的接地電流，從而避免了火災(zāi)和觸電危險(xiǎn)，同時(shí)也不會(huì)影響供電的連續(xù)性。IT制式的缺點(diǎn)是當(dāng)?shù)诙谓拥毓收习l(fā)生時(shí)，會(huì)造成短路電流過(guò)大，可能損壞設(shè)備和線路。因此，IT制式需要配備故障指示器和快速切除裝置，以便及時(shí)發(fā)現(xiàn)和消除故障。IT制式適用于對(duì)供電連續(xù)性要求高的場(chǎng)合，如醫(yī)院、航空、船舶等。

TT制式是指供電系統(tǒng)中性點(diǎn)直接接地，并且所有暴露導(dǎo)體也直接接地，但供電系統(tǒng)的接地點(diǎn)與暴露導(dǎo)體的接地點(diǎn)之間沒(méi)有電氣連接的制式。TT制式的優(yōu)點(diǎn)是當(dāng)單相接地故障發(fā)生時(shí)，由于兩個(gè)接地點(diǎn)之間存在一定的阻抗，可以限制接地電流的大小，從而減少火災(zāi)和觸電危險(xiǎn)。TT制式的缺點(diǎn)是當(dāng)單相接地故障發(fā)生時(shí)，會(huì)造成供電系統(tǒng)中性點(diǎn)偏移，從而影響其他相線上設(shè)備的正常工作。因此，TT制式需要配備過(guò)電流保護(hù)裝置和漏電保護(hù)裝置，以便及時(shí)切斷故障回路。TT制式適用于對(duì)供電連續(xù)性要求不高，但對(duì)人身安全要求高的場(chǎng)合，如住宅、商業(yè)、公共等。

TN-S制式是指供電系統(tǒng)中性點(diǎn)直接接地，并且所有暴露導(dǎo)體也直接接地，但供電系統(tǒng)的中性線和保護(hù)線分開(kāi)鋪設(shè)，并且在整個(gè)系統(tǒng)中不相連的制式。TN-S制式的優(yōu)點(diǎn)是當(dāng)單相接地故障發(fā)生時(shí)，由于中性線和保護(hù)線分開(kāi)鋪設(shè)，可以使故障回路形成較小的環(huán)路面積，從而減少感應(yīng)雷電流對(duì)設(shè)備的影響。TN-S制式的缺點(diǎn)是由于中性線和保護(hù)線分開(kāi)鋪設(shè)，需要增加銅材用量和施工成本。TN-S制式適用于對(duì)雷電防護(hù)要求高的場(chǎng)合，如工業(yè)、數(shù)據(jù)中心、通信等。

TN-C-S制式是指供電系統(tǒng)中性點(diǎn)直接接地，并且所有暴露導(dǎo)體也直接接地，但供電系統(tǒng)的中性線和保護(hù)線在一定范圍內(nèi)合并為一根導(dǎo)體（ PEN ），在進(jìn)入用戶端后再分開(kāi)為中性線（ N ）和保護(hù)線（ PE ）的制式。TN-C-S制式的優(yōu)點(diǎn)是由于中性線和保護(hù)線合并為一根導(dǎo)體，可以節(jié)省銅材用量和施工成本。TN-C-S制式的缺點(diǎn)是由于中性線和保護(hù)線合并為一根導(dǎo)體，會(huì)使故障回路形成較大的環(huán)路面積，從而增加感應(yīng)雷電流對(duì)設(shè)備的影響。另外，由于 PEN 導(dǎo)體上既有中性電流又有保護(hù)電流，可能會(huì)造成 PEN 導(dǎo)體過(guò)熱或斷裂，從而影響供電的安全和可靠性。因此，TN-C-S制式需要配備過(guò)電流保護(hù)裝置和漏電保護(hù)裝置，以便及時(shí)切斷故障回路。TN-C-S制式適用于對(duì)雷電防護(hù)要求不高，但對(duì)供電經(jīng)濟(jì)性要求高的場(chǎng)合，如農(nóng)村、城鄉(xiāng)結(jié)合部等。

審核編輯 黃宇