浪涌保护器专用后备保护器在线测试方法

作者：杨震，赵一龙（上海市避雷装置检测站有限公司）

全文发表在《今日制造与升级》2024.7

［摘要］浪涌保护器在建筑物低压电气系统防闪电电涌侵入中起关键作用，同时其亦存在因老化劣化而发生故障的风险。为应对这一问题，浪涌保护器专用后备保护器应运而生。该保护器的性能参数中最小动作电流下分断时间是重要的参数，常规测试时需从低压电气系统中断开并取下保护器，现场检测通常无法做到这一点。文章提出了一种创新的检测方法，无需拆下保护器，直接利用工作电路中的相线和零线间电压进行测试。通过与实验室台式测试仪器对比，保护器在线测试仪具有较高的实用性和准确性。

0 引言

随着国民经济的持续发展，电力系统的规模和复杂性也不断增加，电力供应已经成为现代社会各领域运行的生命线。然而，电力系统面临着各种各样的威胁，其中包括雷电灾害，这些威胁可能对电力设备和系统造成巨大损害。

为了应对雷电灾害和其他电力系统中的电涌问题，浪涌保护器（SPD）已经广泛应用于各行各业。尽管 SPD 在防雷方面发挥着关键作用，但其自身也会出现故障。SPD的故障可能会导致火灾等严重事故，必须引起足够重视。

通过浪涌保护器专用后备保护器（SSD）快速并且安全隔离故障的 SPD 是一种有效的措施，可以更好地确保电力系统稳定和安全运行，有效降低火灾等严重事故的风险。然而 SSD 是一种新型装置，其工艺和性能特性尚未完全成熟和验证。为了确保其在实际应用中的可靠性和安全性，在现场进行防雷装置检测时，检测 SSD 的性能是必要的。而现有检测装置无法很好地完成这项检测工作。因此，亟需一种能够现场检测 SSD 的方案。

1 SSD

1.1 SPD的特性

SPD 的主要功能是保护电子设备免受电涌、过电压和电磁脉冲等突发电压波动的损害。SPD 内部至少含有一个非线性元件，该元件决定了 SPD 的电阻特性与浪涌吸收能力。非线性元件常见的形式有空气间隙和压敏电阻。

放电间隙在无电涌出现时为高阻状态，当电涌电压达到阈值时突变为低阻抗。其具有高耐受电流、电压的优点，但在较低电压下可能不够灵敏，因此对于一些低电压系统可能不太适用。相对于其他 SPD，空气间隙 SPD 可能占用较大的物理空间，并且可能产生电弧，对其他设备造成影响，同时无法独自切断续流。

压敏电阻作为限压型保护器件而被广泛应用。如图1所示，在其所受电压低于阈值时，流过它的电流值极小，相当于一个阻值无穷大的电阻。在其所受电压超过阈值时，流过压敏电阻的电流迅速增加，相当于阻值极小的电阻。通过充分利用压敏电阻的非线性特性，当电压超出压敏电阻两极间的阈值时，它可以将电压稳定在一个相对固定的数值，从而实现对后级电路的有效保护。

压敏电阻作为防浪涌元件具有残压低、响应时间快、无续流、通流容量大等诸多优点。然而，压敏电阻存在一个明显的缺陷，即泄漏电流。压敏电阻通常并联在电气回路中，它在回路电压影响下会产生极小的泄漏电流。压敏电阻在长期运行后会出现性能劣化，表现为阈值电压降低，泄漏电流不断增大。随着泄漏电流的增加，压敏电阻薄弱部位的材料逐渐融化，形成短路，使得压敏电阻失效并永久导通，无法切断回路电流，压敏电阻本体温度持续升高，直至引发火灾。电气系统中一种常见的应对方法是在压敏电阻前端安装后备保护装置，确保故障的 SPD 能够退出运行。

5 结束语

通过与实验室测试仪器的模拟测试结果进行相关性分析，发现 SSD 在线测试仪的检测结果与实验室仪器的检测结果一致。表明该仪器在 SSD 现场检测项目中具有较高的可靠性和准确性。该仪器的工作性能稳定、功耗低、携带方便、操作简单、人员需求较少、检测时间短。

在电气系统不断电的情况下，检测仪器可以验证 SSD的最小瞬时动作电流及动作时间，为实际应用提供了可靠的检测手段。

SSD 在线测试仪在 SSD 检测项目中不仅作为常规实验室检测的补充，而且具有推广潜力。在我国防雷装置检测特别是 SSD 项目检测中，SSD 现场检测仪将凭借其显著的特点和优势，发挥着不可替代的重要作用。

参考文献

[1]陈华晖，沈云新，周歧斌.SPD专用后备保护器的研究[J].建筑电气，2020，39（10）：20-24.

[2]国家能源局.低压电涌保护器专用保护装置：NB/T 42150—2021[S].2021.

陈谦：防雷保护中的错误管理和困扰

南亚和东南亚地区都饱受假冒防雷产品的困扰，尤其是电涌保护器（SPD）；其中，假货占到了相当的份额，虽然质量远远低于原装产品，但是，从经济角度考虑，人们会故意购买假货。当然，许多假冒SPD的质量很差，有些甚至只有塑料外壳，内部填充了一些配重材料。图1就是调查发现的安装于南亚某银行工程中的假冒国际著名品牌的SPD，配电盘和其中一个SPD表面有烧灼痕迹，但是，SPD的故障指示灯（SPD发生故障时应弹出红色标识）却显示正常。技术人员卸下SPD，检查发现里面只有一块已经部分融化的PVC材料，却没有任何如MOV、GDT或齐纳二极管等电涌保护组件。

大多数情况下，假货在外观上与正品没有区别，只有经过专业测试才能正确识别；因此，无法从外表上区分正品和假货。唯一建议是从授权经销商处购买产品，然而，这也不能做到万无一失。

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