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防雷分区与浪涌保护器分级

防雷分区把建筑物从外到内划分为若干雷电防护区,区界处安装对应等级的浪涌保护器,逐级把浪涌能量泄放并限制残压,使进入设备所在区域的电压降到设备可承受水平。分级设计的关键是各级能量配合与安装位置就近。

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分区与分级的关系

雷电防护分区(LPZ)把建筑物及内部空间分为若干区域:LPZ0 是直接暴露于雷击的空间,往里依次过渡到 LPZ1、LPZ2 等,越靠内电磁环境越缓和。分区不是为了画图好看,而是为了确定浪涌保护器的安装位置:每跨越一个区界,就应设相应等级的保护装置,把大部分能量在边界处泄放入地,剩余残压再由下一级继续限制。第一级承担大能量泄放,第二级进一步降低残压,第三级在设备端做精细保护。各级之间需要能量配合,否则会出现后级承受不住大电流,或前级动作后后级仍未启动的情况。

基本信息

分区含义LPZ0 直接暴露区,LPZ1 及以内为受保护区,区界是保护装置的安装位置
分级位置总进线、分区配电、设备前端或末端插座
分级目标前级泄放大能量,后级把残压降到设备可承受范围
配合要素能量配合与电压配合,必要时加装退耦元件
关键参数冲击电流或标称放电电流、电压保护水平
选型依据分区划分与装置参数以相关防雷标准与产品资料为准

典型使用场景

  • 总配电室进线:安装第一级保护,承担从外部引入的大部分浪涌能量
  • 机房分配电柜:第二级保护,进一步限制传向机房方向的残压
  • 机柜或设备前端:第三级精保护,把残压压到设备可承受水平
  • 跨区线路:线路从外部区域进入保护区域时在区界处加装
  • 信号与网络线路:数据线进入机房前在区界处设信号浪涌保护
  • 金属管道进出:按需要做等电位联结或加装相应保护

分级对照读法

级别典型位置主要任务关注参数
第一级总进线配电处泄放大能量冲击电流能力、后备保护配合
第二级分配电柜或机房进线降低残压标称放电电流、电压保护水平
第三级设备前端或机柜内精细保护残压水平、响应速度
信号级数据线进机房处保护信号接口接口类型、插损与带宽影响

设计要点

  • 先画分区再选型:从外到内逐级确定安装位置,而不是先买装置再找位置安
  • 核对能量配合:前后级之间按厂商配合要求设置,必要时加退耦元件
  • 安装就近:保护装置与被保护对象之间的连线尽量短,过长会抬高实际残压
  • 保护器自身要保护:按其要求配置后备保护,避免劣化短路时影响供电
  • 接地要可靠:保护装置的接地端用短而直的路径接入等电位母排
  • 信号与电源分开考虑:数据线路需要与本接口匹配的信号保护装置
分级保护不是级数越多越好。级数增加会带来配合难度、安装空间与维护成本,应按分区需要设置;重点在于每级的能量与电压配合正确,以及安装位置真正落在区界处。
保护装置失效后若未更换,线路相当于失去防护而没有任何提示。带劣化指示的型号应纳入巡检范围,发现指示变化立即更换,不能等到下次雷击才确认。

易错点

  • 只装一级就想覆盖全过程:能量太大或残压太高,两头都不满足要求
  • 前后级不做能量配合:后级承受不住大电流,或前级动作后级不动
  • 安装位置远离被保护对象:引线过长抬高实际残压,保护效果打折扣
  • 忽略保护器的后备保护:劣化短路时可能影响供电连续性
  • 只做电源不做信号:数据线引入的浪涌同样会损坏设备接口

数据来源与参考

  • GB 50057《建筑物防雷设计规范》防雷区划分
  • GB/T 21714.4(IEC 62305-4)雷击电磁脉冲防护
  • GB/T 18802.11(IEC 61643-11)低压电涌保护器性能要求

整理校对:其其网ICT文档中心 · 本页地址:docs.qiqicto.com/datacenter/pwr-lightning-zone-spd.html

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