SPD电源浪涌保护器的工作原理、等级划分及1P、2P、3P、4P的区别

01 低压线路上的浪涌防护

夏天雷电天气频发，因而我们需要对雷电可能引起的灾害有清晰的认识，进而才能通过科学方法来保护我们的生命财产安全。大家都知道，雷电分为直击雷、感应雷和球形雷，最常见的是直接雷和感应雷。直击雷顾名思义就是直接打击到物体上的雷电，它可以通过在建筑物楼顶安装避雷针、避雷带来规避；感应雷是雷雨天的电磁感应作用于建筑物的金属物（如钢筋、管道、电线等），形成了局部地区高的感应电压，该电压可达数十千伏甚至数百千伏，这种高电压可使我们的用电设备遭受破坏，要规避感应雷的危害，此时就需要在我们低压线路上逐级安装SPD来层层分流，从而保证我们用电设备的安全。

02 浪涌保护器的工作原理

SPD是Surge Protective Device的简写，中文名称有：电涌保护器、浪涌保护器、防雷栅、雷电浪涌防护器、防雷器等。我们可以将SPD理解成为一个“瞬时接地设备”，当电气回路或者通信线路中因为外界的干扰突然产生尖峰电流或者电压时，浪涌保护器能在极短的时间内导通分流，从而避免浪涌对回路中其他设备的损害。一般而言，SPD适用于50/60HZ，额定电压220V/380V的供电系统中，对家庭住宅、办公楼、第三产业以及工业领域可能产生的浪涌进行保护。

SPD内部常用的非线性元器件有TVS（瞬态抑制二极管）、压敏电阻（MOV）和气体放电管（GDT），这几种元件中，TVS响应最快，但放电电流较小；GDT放电能力大，但是响应较慢；综合来说MOV的放电能力和响应速度均居中。就分类而言，SPD可分为电源浪涌保护器和信号浪涌保护器两种，在实际应用中，电源SPD常采用并联安装，而信号SPD则采用串联安装方式，本篇内容将以电源SPD为主，来说说电源SPD的分级、工作原理。

电源SPD是如今电子设备雷电防护中不可缺少的装置，由于雷击的能量非常巨大，需要通过分级泄放的方法，将雷击能量逐层泄放至大地。电源SPD在安装时要求两级之间间隔5-10m的距离，主要是为了实现能量的协调。依据IEC（国际电工委员会）的分区防雷、多级保护的理论，电源SPD可分为B、C、D三级，无A级，主要应用是：（1）B级防雷属于第一级防雷器，可应用于建筑物内的主配电柜上；（2）C级属第二级防雷器，应用于建筑物的分路配电柜中；（3）D级属第三级防雷器，应用于重要设备的前端，对设备进行精细保护。

电源SPD的工作原理为：在正常工作情况下，电涌保护器对正常的电压呈现高阻抗状态，几乎没有电流通过，相当于开路；当系统中出现了瞬态过电压时，电涌保护器对高频瞬态过电压呈现低阻抗，使得瞬态过电压产生的强大的过电流对地进行泄放，将瞬态过电压限制在设备可以承受的电压范围内，从而使设备得到保护。

03同为科技TOWE电源浪涌保护器

（TN-S电源系统分级SPD示意图）

至于如何选择SPD电源浪涌保护器的类型和组合模式，则需要根据实际环境的电源系统类型来选择。根据IEC规定的各种保护方式，电源系统主要分为TT系统、TN系统和IT系统，其中TN系统又分为TN-C、TN-S、TN-C-S系统。不同的电源系统，推荐的SPD组合模式如下：

TN-S—4P（3P+1）；TN-C、IT—3P；TT—3P+1；单相TN—2P；单相TT—1P+1

其中“P”是“片”的意思，4P浪涌保护器，是指由四片相互独立的浪涌保护器共地连接组成；“3P+1”是指3片相互独立的浪涌保护器共零连接，再经由另外一片浪涌保护器实现零地之间的保护结构，也被称为3PN结构的浪涌保护器，其他亦然，如何选择应根据实际的电源系统来应用。

同为科技TOWE成立于2001年，多年来始终专注雷电防护领域，曾多次参与过国家行业标准制定与国内重大项目建设，是我国防雷行业技术领导型企业。同为科技TOWE防雷产品主要有电源浪涌保护器、信号浪涌保护器、工业控制及风电光伏电涌保护器、避雷针与接地系统产品等，在江西吉安的TOWE科技产业园拥有国内领先的雷电防护实验室，有着多项具备国际水准的自主知识产权产品与国家专利，成为百万用户的信赖之选。

在电源SPD产品方面，同为科技TOWE浪涌保护器外壳采用优质阻燃PC材料，抗寒耐热、安全稳定，使用寿命长；内置专业防雷芯片，保证高效能，低残压，实现产品的稳定可靠性。部分一级浪涌保护器还带有遥信触点，帮助用户实时监控，在芯体使用寿命结束时，保护器会通过遥信触点遥控灯打开报警器；大部分二三级浪涌保护器产品则带有可见性警告模块，产品工作状态一目了然，绿色窗口表示为正常工作，红色则表示故障失效。同为科技TOWE电源浪涌保护器产品适用于常见的独立大楼、楼层机房配电柜单相或三相保护，模块化插拔设计，35mm标准导轨式安装以及独特的卡扣设计，让用户自己一个人就能够轻松搞定。

（图为TOWE电源浪涌保护器AP-20D 4P产品实拍）

同为科技TOWE电源浪涌保护器产品的安装与维护：依照产品的类型安装在防雷区域相应的配电柜内，一、二级电源电涌保护器零距离并联安装，电源相线(L) 、零线(N)分别接入电涌保护器相应接线端子，保证牢固及可靠，将电涌保护器接地端与地线作良好的电气连接。电源SPD产品无需特别的日常维护，应定期检查电涌保护器的工作情况，有条件的地方可以利用电源电涌保护器的遥信告警信号功能；如保护器状态指示窗口已经变红或其前端限流器件动作，应及时维护或更换模块。

总而言之，浪涌电压是电子化时代广泛存在的一大危害，据统计，有接近三成的电脑故障由浪涌电压造成，因此，只有将防护工作做到位，才能尽可能让我们的电子设备、用电仪器少受到浪涌电压的威胁。