電源系統SPD的選用和安裝

　　SPD主要參數的確定和安裝要求：

　　(1)TN系統。當10/0.4KV變電所與低壓電氣裝置不在同一建筑物內時，如電氣裝置采用TN系統，通常采用TN-C-S系統而不采用TN-S系統。在電源進線處PEN線以及中性線都是通過接地母排接地而帶地電位，因此在TN-C-S系統中只有三根相線上需裝設SPD，此等SPD安裝在相線和地(地即PE線)之間。

　　由于沿線路傳導來的遠處落雷感應產生的雷電脈沖能量較小，此等SPD可采用壓敏電阻SPD，它需通過8/20us波形的II類試驗，其額定泄放電流isn不應小于5KA。

　　SPD的一個重要參數是最大持續運行電壓U。它是指可持續施加在SPD上且不損壞SPD的最大交流方均根電壓或直流電壓。它應大于低壓電氣裝置內可能出現的工頻持續擊穿損壞而引起對地故障短路。在TN-C-S系統中，PE線系統自PEN線引出，所以SPD承受的工頻過電壓即是電氣裝置標稱電壓Uo加上電網供電電壓的正偏差。我國(GB12325-1990)《電能質量供電電壓允許偏差》標準規定220V電網內的正偏差不大于7%，但我國一些電壓質量差的地區電壓正偏差往往超過此值，再加上SPD老化等因素，我國防雷標準取Uc≥1.15Uo。

　　(2)TT系統。TT系統內SPD的裝用比較復雜。在TT系統內，中性線自變電所引出后不再重復接地而對地絕緣，因此它和相線一樣能將線路感應產生的雷電脈沖過電壓傳導到建筑物電氣裝置中來。為此在TT系統電氣裝置內需在相線和中性線上共安裝4個SPD。

　　在TT系統內，電氣裝置的保護接地與電源處系統接地，在電氣上不相關聯，電氣裝置的PE線引自單獨的接地極，電氣裝置無故障時PE線為地電位，因此TT系統絕緣承受的工頻過電壓常比TN系統高，當一相發生接地故障時，另兩非故障相對地電位將升高，其值一般不超過相電壓的50%，SPD躲過此持續過電壓，在此種情況下，我國取Uc≥1.55Uo。

　　目前一些大城市內因10KV電網電容電流劇增，為此將原先的不接地系統改為經小電阻接地系統，這樣變電所高壓側接地故障電流Id將增大到數百安以至千安，它在變電所接地電阻RB上的電壓降將達數百伏以至千伏以上，如果變電所只有一個共用接地，低壓TT系統的相線和中性線將帶此對地暫態高電壓，其持續時間以百毫秒的放電熱量燒毀。對此，較徹底的解決措施是將變電所低壓側中性點的低壓系統接地單獨設置。這樣10KV側的故障電壓將無法由傳導至低壓系統，SPD也避免了燒壞的危險。

　　為防止上述變電所10KV側接地故障引起的TT系統對地暫態過電壓損壞低壓電氣裝置的絕緣，變電所分設兩個接極有困難時，也可不分設兩個接地極，但必須限制變電所接地電阻RB的阻值和故障電流Id值，使RB上的故障電壓降Uf=Id·RB≤1200V，這樣做可以保護低壓電氣裝置的絕緣。但因SPD的Uc值遠小于1200V，它不能防止SPD被擊穿導電且被過長時間導電的熱量燒壞，類似這種TT系統內SPD被燒壞的事故已不少見。為避免SPD在這種情況下被燒壞需改變一下SPD的安裝方式，將三個相線SPD接于中性線上，再經一放電間隙接于PE線上，此放電間隙的作用是在上述Uf過電壓情況下阻止SPD的導通，SPD只能在更高幅值的雷電脈沖過電壓沖擊下放電間隙被擊穿而導通。放電間隙的泄放電流應不小于三個相線SPD額定泄放電流之和。應該說明這一做法保護了相線SPD，但由于雷電殘壓的增大，對其后的電壓敏感設備的保護則是不利的。為此需另補充防護措施，

　　無論是TN系統或是TT系統，SPD兩端的接線都應盡量縮短，IEC標準規定SPD接線總長不應超過0.5m。這是因為當SPD導通放電時，施加在被保護電氣設備上的雷電脈沖殘壓為SPD上的殘壓加上其接線上的Ldi/dt電壓降(L為SPD兩端接線的電感，di/dt為雷電脈沖電流的陡度)。SPD上的殘壓由產品性能決定，無法減小，而接線上的Ldi/dt電壓降則可借減少接線長度也即減少電感來減少。因此SPD最好直接安裝在配電箱帶電導體母排和PE線母排之間，以使其接線長度為最短�，F在為減少接線長度，部分SPD產品已按配電箱內斷路器的模數來制作，十分便于安裝在配電箱內母排之間，這對減少殘壓十分有利。

　　如果因為各種原因難以做到這點，也可將SPD安裝于他處，這時最好對SPD采用“V”形接法。從圖可見配電線路與SPD按V形連接后再接往被保護設備，SPD的接線長度幾乎為零。施加在被保護設備上的雷電殘壓只剩SPD兩端間的殘壓，但這種接法在具體施工中有時會遇到困難和不方便。

　　SPD與RCD安裝位置的協調：

　　在總配電箱內裝有作用于跳閘或報警信號的RCD，它是用于防接地電弧火災和作為下級RCD的后備RCD用的。RCD有的裝在SPD的電源側，有的RCD裝在SPD的負載側，這是IEC標準和我國GB50057-1994(2000年版)第六章內的規定，這一規定是必要的。壓敏電阻SPD即使是新品，在施加正常的相電壓后也會有微量的泄漏電流流通。隨著時間的推移，此泄漏電流會漸增大，最終導致SPD短路失效而壽命終了。維護管理人員發現SPD顯示行將失效的標志后應及時更換備品，否則，失效SPD的對地短路成為接地故障，將引發種種電氣事故，例如流過SPD的對地短路電流在接地電阻Ra和接地引線上的電壓降，使PE線帶故障電壓而引起間接接觸電擊事故。將RCD裝在SPD的電源側可檢測出這一故障電流，防止這一危險的發生。這一要求也適用于為防接地電弧火災而裝設在電源線處的RCD。有放電間隙將SPD與PE線隔離，SPD的失效短路不會導致接地故障，故可將RCD裝設在SPD的負荷側，以避免電源進線處大幅值的雷電脈沖電流不必要地通過RCD的零序電流互感器。