民用建筑电气设计中电涌保护器的选用要点

民用建筑电气设计中电涌保护器的选用要点

宁广磊

江苏源阗电气科技股份有限公司  江苏南京  210000

摘  要：电子设备是生活中常用的工作装置，能够有效提升生活的品质，但是其耐压性较差，尤其在遭遇雷击等情况时，容易出现损坏，需要采取相应的防护措施，才能保证正常使用。而电涌保护器则是有效保障电子设备使用安全的重要装置，能够有效抵御雷击所产生的电磁干扰，型式多样，广泛应用于民用建筑的设计中。本文将针对民用建筑的电气设计进行分析，并简述电涌保护器的选用要点，为保障电子设备的正常使用提供参考。

关键词：民用建筑；电气设计；电涌保护器；选用要点

一、引言

雷雨天气，民用建筑不仅需要外装避雷器有效保护安全，还需要内设电涌保护器，有效保护建筑物内部各种电气、电子设备的使用安全。加之电气设备的广泛使用，加大了吸引雷电的风险，在民用建筑中正确选用电涌保护器则显得特别重要。

二、电涌保护器的基本原理

电涌保护器是指当出现雷电天气或者电路出现瞬时过压等情况时，通过即使切断电路对电气设备进行保护的装置，已经被广泛应用在众多的工业、建筑物以及家庭住宅中。电涌保护器多设置于电位连接的位置，具有多种保护模式。电涌保护器的设置是与建筑物内相关电子设备、电气设备相互配合的，通过让电气设备具备更高的承压与耐电涌能力。电涌保护器主要是利用分级方式，逐步释放雷电感应所产生的能量，进而降低电气设备所承担的电涌电压，起到对电气设备的保护作用。电涌保护器按照结构组成，主要分为电压限制型、电压开关型以及复合型电涌保护器，借助对电阻最大电压的调整，有效控制线路的过电流和过电压，在发生雷电天气时，通过将产生的工频续流、瞬时电压等控制在电气设备的最大阈值内，从而有效控制电气设备。电涌保护器在安装时，可以选用并联、串联滤波器以及混合连接等多种方法完成。在线路处于正常运行状态时，电涌保护器将会显示为绿色，一旦出现雷击或者瞬时电压过大等情况时，电涌保护器的电阻将会调整为低阻值状态，进而对电压进行即使调控，在电压控制到合理范围内之后，电涌保护器将再次显示绿色，此时，电气设备将能够正常使用与运行。

三、电涌保护器的基本分类

电涌保护器分类较多，主要包括开关型，限压型，联合型等多种类型的电涌保护器，几种类型的电涌保护器在冲击电流、保护电压水平、最大的运行电压等性能上各有不同。基本可以划分以下三种分类。

（一）一级分类电涌保护器

一级电容保护器在民用建筑中多属于密封式安装，需要接入三相四线或三相五线等电力线路中，通常具备三级保护功能。一级电容保护器与二级电容保护器相比，其导线距离控制在10米以上，外形的尺寸与标准模块保护器等保持一致。基于这样的设计，让一级分类电容保护器能够适用于多种场合，并且方便进行桥接，使用便捷，其中，桥接件通常包含在供货内容中。

（二）二级分类电涌保护器

二级分类电容保护器的选用标准较为严格，需要按照相关的规定，保证导线的电流电压进入电力线路系统前，其耐冲击电压高于电容保护器保护的阈值，并且利用保护器保护的范围应大于电网最高的波动电压，只有在该项测试结果合格的前提下，才能作为二级分类应用保护器应用于民用建筑中。其中，二级分类电涌保护器的最大运行电压应控制在合理水平，一旦最大运行电压过低，将会影响其运行寿命，若最大运行电压过高，将造成保护电瓶升高，容易引发安全事故。二级电涌保护器通常具有故障自分段，故障显示以及远程报警等功能，多用于没有安装接闪器的建筑物内。

（三）三级分类电涌保护器

三级分类电容保护器主要应用在电力设备的前端电位连接处，其保护的能力比一级分类电容保护器与二级分类电容保护器较强，能够扩大保护范围。由于一级电涌保护器与二级电涌保护器在原有的电压保护水平的基础上，增设了感应电压和反射波效应，造成其无法保护距离较远的电气设备，此时，应用三级电容保护器，通过电压电流的远程、综合保护，可以有效保护到较远范围内的电气设备，三级电泳保护器通常应用于配电柜、控制柜等多种电气设备中，有效保障电气设备的安全运行。

四、民用建筑电气设计中电涌保护器的选用分析

（一）基于建筑周边的电压电流情况，合理选用电涌保护器

针对民用建筑电气设计中的电容保护器进行选择时，需要充分考虑保护器的现场环境特性，接地系统类型以及被保护负载的特性等多种因素。为了有效发挥电容保护器的作用，避免电力系统中电气设备受到过电压等危害，在进行电容保护器选用时，需要基于建筑周边的电压电流情况，结合被保护电气设备的冲击耐受电压，最高运行电压等特性，合理选用相应的电容保护器。

在选用电容保护器前，可以对民用建筑周围的现场环境进行全面考察，认真分析环境特点，有效区分是否装有避雷针、避雷器等保护设备。针对民用建筑安装避雷针或避雷器等保护设备时，若避雷针安装的位置处于距离民用建筑50米范围内或在建筑外部，可以选择最大电流为65千安的电涌保护器。若避雷针或避雷设备处于民用建筑外且距离较远时，可以选择其他级别分类的电涌保护器。

（二）结合电力系统的实际接地类型，选择相应的保护模式

民用建筑的电力系统接地类型不同，其电容保护器所采用的保护模式也不尽相同，为了更好地发挥电涌保护器对民用建筑电气设备的保护作用，需要结合实际接电接地的类型，合理选择电涌保护器的保护模式，从而更好地发挥其对电气设备的保护作用。

在选用电涌保护器时，可以根据民用建筑内电气系统的接地类型，对电涌保护器的线电压，最大运行电压等特征值进行准确测量，并将此作为依据，制定相应的数据表格，用于统计与分析。针对中性点接地系统或者接零保护系统，可以采用差模保护模式，而针对中性点不接地的电力系统，可以采用共模保护方式，或对相线和中性线间进行有效保护。

（三）综合考虑保护所需的分断能力，科学选择配置断路器

在选用电源保护器时，需要搭配合适的断路器。而在选择合适断路器时，需要充分考虑众多的电气特征值。只有选择与保护所需要的分断能力相适应的断路器，才能更好地发挥电涌保护器的作用。

民用建筑内电涌保护器在配置断路器时，可以对保护器的额定电流、脱扣曲线等进行全面分析，明确电涌保护器在正常工作范围内所能承受的最大短路电流，选择分段能力大于最大短路电流的断路器。电涌保护器的每个极性都需要配置相应的保护设计，可以基于电涌的运行安全性，对电涌保护器的后备保护进行全面设计，以保障具有足够的保护力度，尽可能采取有效措施，延长使用寿命，让电涌保护器能够更加安全、可靠地对民用建筑内各项电气设备实施有效保护。

（四）做好电涌保护器的配套设置，保障保护功能的正常使用

电涌保护器设置的位置与配套设置的不同，其发挥的保护功能也略有不同。只有根据电涌保护器安装位置的不同，合理选择相应的配套设置，才能保证其保护功能的正常发挥。

针对总配电箱及终端配电箱说装设的电源保护器，可以将其设计在室内断路器的电源侧进行安装，有效减少由于室内电力系统投切时产生相应的过电压对保护器的影响，从而更好地保障电气设备的安全、稳定使用。针对插座回路中的电容保护器，可以将其安装在开关的负荷侧。电气设备一旦出现过电压，将会对其本身与电涌保护器产生一定的影响，为了减少此影响，可以有效控制电容保护器的接地引线长度，令其保持在0.5米范围内。同时，为了有效减少雷电残压的影响，在设计电涌保护器时，可以做好两方面工作，一方面在民用建筑进户的信息线和接地线之间增设相应的电涌保护器，另一方面是在电气设备信息线和接地线之间配置相应的电涌保护器，两个区域范围内的保护器实现联合作用，有效抑制雷电残压对电气设备的干扰。另外，两级电容保护器之间距离应保持在10米以上，一旦出现距离过近等情况，当一级电容保护器动作时，二级电容保护器将会出现误动或者提前动作，这样均不利于对电气保护设备进行保护。

（五）严格落实配置步骤要求，正确安装电涌保护器

在完成民用建筑电气设计的电容保护器设计时，需要按照相应的步骤要求，完成安装，才能保障电涌保护器的正常使用。为此，需要做好电涌保护器安装电压确认，只有满足相应的电压设计，确保连接线正确，才能让电涌保护器发挥好保护功能。

在安装电容保护器时，可以首先进行电压的确认，有效明确电力系统中的正常工作电压，确保此工作电压不大于电容保护器工作的最大电压，在进行准确测量后进行安装，同时，可以再次对安装点的电压值进行准确的测定，一旦出现偏高等情况，要对其进行相应的计算与比较，若电压值高于电容保护器最大的操作电压，则无法完成保护器的正常安装。当安装点的电压值符合操作电压所要求的范围时，可以将电涌保护器接入到民用建筑的电气系统中。在进行接线时，可以对连接线进行合理设计，在保障其正常使用的基础上，尽可能地使用较短的连接线。针对多余的连接线，可以在安装完毕后，对其进行剪除。完成剪除工作后，可在配电系统中接入相应的电涌保护器。保护器的接线通常分为多种颜色，不同颜色的接线具有不同的功能与作用，黄绿色接线为地线，线蓝色接线为中线，黄绿红接线为火线，要按照要求连接到指定位置，分别对应接入电力系统的母线、母线中线以及火线等位置，保障线路连接准确且到位，防止由于线路短接、虚接等，影响电涌保护器的正常使用，严重时，可能会造成安全隐患。

五、总结

民用建筑内电气设备一旦处于雷击状态，将会产生较大的安全风险，为了更好地保障电气设备的安全运行，需要在开展电气设计时，合理选用电容保护器，有效保障生活的用电安全。同时，在对电涌保护器进行选用时，需要充分考虑建筑周边的电流电压等环境，合理选择相应的保护模式，并科学配置断路器，以保障电涌保护器的功能正常使用，更好地保障民用建筑内电气设备的安全运行。

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