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摘要首先介绍了当前防雷技术的现状和局限性，并对电子信息系统的防雷保护进行了阐述；其次就SPD的工作原理和安装接线方式进行了分析；最后论述了SPD安装接线过程中所应该注意的事项。
关键词防雷，雷电脉冲电流，SPD，智能化信息设备
中图分类号： TU856 文献标识码： A 文章编号：
1防雷技术措施的现状和局限性
信息技术和电子技术的迅猛发展使得建筑物在功能性和附加值方面产生了翻天覆地的变化，尤其是以计算机网络、宽带接入设备、通讯系统和安防监控系统等为代表的大量智能化弱电设备的使用，更是与现代人的工作和生活方式息息相关。
日常工作中，我们在看到这些智能化弱电设备为我们带来便利的同时，有必要对其防护性进行探讨。智能化弱电设备因为其构成的微电子元器件具有敏感、脆弱、耐压耐电流水平较低的特点（甚至于一些装置要直接安设在室外面临各种风险），所以极易遭受如雷电波这样的外界电压的侵袭伤害，目前来说，我们尚缺乏绝对有效的防雷手段，需要不断进行深入研究。
2电子信息系统的防雷保护
针对电子信息系统等电磁兼容能力较差的雷电防护已经成为了大量工程技术人员关注的焦点，可以这样说，雷电所造成的损坏已经成为了制约当代智能化信息技术应用和发展的枷锁。近年来，大量的雷电防护技术和防护理论被提出，有的在实践过程中取得了不错的效果，而有的不仅没能起到防护效果，反而造成了更大的损失，就其根本原因是因为不适应造成的，我们应该根据具体的防护设备和造成这类设备易被雷击伤害的原因进行具体分析，采用有针对性的防护措施，例如在接线的方式上就应该有所侧重，从而尽可能地做到事半功倍，以提高电子信息系统的防雷安全性。
通常而言，建筑物上都需要通过装设避雷针和避雷带网来防直击雷，这和本文所说的防雷电波是两个概念，电子信息系统的防雷重点是感应过电流和过电压，通过对系统的全面设计来实现对雷击电磁脉冲的防护，这和建筑物防直击雷是两个迥然不同的概念。实际工程中，需要工程技术人员依照具体情况，分别采用不同的防护措施，切记混淆和相互取代。
在现代的建筑物中，尤其是针对气象观测站、移动通讯站等那些包含智能化信息设备较多的建筑物，其防雷措施要综合考虑，既要考虑建筑物防直击雷的措施，还要兼顾到电子信息系统防雷电波侵袭的措施。至于具体的防雷方案设计和防雷装置的布置，可以参考国家相应规范来执行(如《建筑物防雷设计规范》、 《建筑物电子信息系统防雷技术规范》等)。
与直击雷不同，雷电波侵袭通常是因为伴随雷击的电磁脉冲对邻近导体产生感应过电流和感应过电压引起的，这些过电压和过电流有时非常大，会通过电子信息系统的各种管线传输加载在系统设备上，从而造成电子信息系统的严重损坏。从以上分析可知，对雷击电磁脉冲的防护涉及面更多，比建筑物防直击雷要复杂的多，目前最常用的做法是在传输通道上采用屏蔽、隔离、钳位以及接地等措施，将雷击电磁脉冲产生的感应过电压和感应过电流消除在电子信息系统的核心设备之外，如在电子信息系统中加装各种类型的电涌保护器（SPD）。
3电涌保护器的工作原理
非线性原件电涌保护器（SPD）的工作过程由施加在它两端的电压U和触发电压Ud之间的关系决定：a. U﹤Ud时，SPD只允许很小的漏电电流通过，其电阻值非常高；b. U≥Ud时，这时有过电压存在，SPD会通过急剧调低电阻的方式瞬间释放加载在其上的电压，直到再次出现U﹤Ud时为止（此时电阻会再次恢复到高阻抗状态）。因为SPD的这种功能特性，所以它被广泛地用于限制配电系统的大气过电压，通过其对配电装置所能耐受的额定冲击电压的限制实现了对核心设备的防雷保护。
4 SPD的安装接线方式
按照相应的国家规范，对于被保护设备的电源接地制式是TN-S制时，SPD的安装方式宜采用对地法（又称“4+0 法”），即选用四个完全一样的SPD模块对地泄放雷电流，以确保总配电房和被保护设备保持等电位。但对于被保护设备 的电源接地制式不是TN-S制时，一般采取NPE 法（又称“3+1 法”），即在3条相线与中性线之间安装3个限压型的SPD，再在中性线与地线之间安装一个开关型的SPD。这里需要特别指出的是，NPE 法的对地残压远高于对地法，对设备的防雷保护不利。在实际工作中，工程技术人员可以考虑在总配电房内先将进入被保护设备的电源接地制式改为TN—S 制，然后再采取对地法。在具体的安装接线工作中，需要遵守以下原则：
(1)SPD两端的接线都应尽量缩短
施加在被保护设备上的电磁脉冲残压等于SPD上的残压加上SPD两端接线上的Ldi/dt电压降（L表示SPD两端接线的电感，di/dt 为雷电脉冲电流的陡度）， 而SPD的残压通常由元件本身性能决定，不能改变，所以当SPD的接线总长过长时，SPD导通放电过程中施加在被保护设备上的电磁脉冲残压就会很大，不利于对被保护设备的防雷保护，所以在正常安装接线时，通常都选择尽量短的接线长度（IEC标准规定SPD接线总长要小于0.5m）。
(2)引接线相互紧密绑扎
当SPD的引入线和引接线中有雷电流脉冲存在时，通常会产生感应磁场，这不利于对被保护设备的防雷保护。考虑到流入和流出的雷电流脉冲方向相反，当将SPD的引接线用电缆扎带或胶布带紧密绑扎在一起时，它们的感应磁场会相互抵消，利于降低引接线的压降。
(3)SPD的后备保护
即使是全新的SPD，在施加正常电压时依然会存在微量的泄漏电流，并且随着使用时间的增长，这种泄漏电流会呈放大趋势，当泄漏电流达到一定程度时，SPD就会短路失效，这时产生的大量泄漏电流会对系统造成严重损害，所以有必要在SPD的电源侧安装RCD（起跳闸和报警作用），以便实现对泄漏电流进行监测并能及时切断电流。当然，对于SPD的失效不会导致电气危险的情况（例如SPD与PE线之间存在放电间隙），可以考虑在SPD的负荷处装设RCD，以避免电源进线处的大幅值雷电脉冲电流不必要的通过RCD的零序电流互感器。
5安装接线过程中的注意事项
(1)SPD的放电电流
由于SPD放电电流越大的产品通常价格也越贵，且国家的相应的技术规范里也只规定了放电电流的最小值，所以工程技术人员在选择SPD的种类时，易于陷入根据SPD放电电流进行选择的误区，以致于通常所选SPD的放电电流都明显偏大。事实上，放电电流越大的SPD的残压也越大，如果再加上连接线上的残压，则有可能会超过被保护设备所能承受的额定电压，反而会使设备发生损毁。
(2)安装数量
工程技术人员要根据具体需求设计安装数量合适的SPD，只一味增大SPD的安装数量而不考虑SPD的安装距离，除了产生成本浪费外，也很可能会降低SPD之间的配合质量，甚至于出现某级SPD动作泄流的盲点。
(3)安装连接线线径
由于SPD使用的主要目的是为了限制雷击脉冲电流，而雷击脉冲电流通常又较大，所以SPD的上下连接线的线径也相对要较大（超过电源线路的线径）。大线径可以有效减少连接线的电感，从而得到一个较小的线路残压。
(4)安装连接线长度
为了使最大电磁脉冲电压足够低，SPD 两端的接地引线应做到最短，长度宜取0.5m以下。
(5)SPD 前端設置后备保护装置
在进行SPD的设计安装时，其前端应考虑加装后备保护装置，为了使后备保护装置真正起到作用，需要根据实际需求对其类型和标称电流进行确定。目前常用的后备保护装置有断路器和熔断器两种，它们各有优点，需要设计安装人员依据实际需求选取。
6结束语
总之，采用SPD对智能化信息设备进行防雷保护，具有实施简便、效果显著、性价比高的特点，其安装和接线方式正引起了越来越多工程技术人员的重视。
参考文献
[1]郝建春.论电涌保护器(SPD)的正确选用[J].电工技术,2012, (8) :6-7
[2]刘伟芳.关于防雷装置中SPD连接线问题的探讨[J].科技创新导报,2009, (5) :101
[3]汪成君. TT制式低压配电系统SPD安装方式[J].科技风,2011, (21) :118
[4]孙丹波,关象石,余立平等. SPD的保护与安装模式[J].电气应用,2005, (11) :29-31
[5]梁邦全.多要素自动气象站防雷防护初探[J].气象水文海洋仪器,2010, (6) :90-92
关键词防雷，雷电脉冲电流，SPD，智能化信息设备
中图分类号： TU856 文献标识码： A 文章编号：
1防雷技术措施的现状和局限性
信息技术和电子技术的迅猛发展使得建筑物在功能性和附加值方面产生了翻天覆地的变化，尤其是以计算机网络、宽带接入设备、通讯系统和安防监控系统等为代表的大量智能化弱电设备的使用，更是与现代人的工作和生活方式息息相关。
日常工作中，我们在看到这些智能化弱电设备为我们带来便利的同时，有必要对其防护性进行探讨。智能化弱电设备因为其构成的微电子元器件具有敏感、脆弱、耐压耐电流水平较低的特点（甚至于一些装置要直接安设在室外面临各种风险），所以极易遭受如雷电波这样的外界电压的侵袭伤害，目前来说，我们尚缺乏绝对有效的防雷手段，需要不断进行深入研究。
2电子信息系统的防雷保护
针对电子信息系统等电磁兼容能力较差的雷电防护已经成为了大量工程技术人员关注的焦点，可以这样说，雷电所造成的损坏已经成为了制约当代智能化信息技术应用和发展的枷锁。近年来，大量的雷电防护技术和防护理论被提出，有的在实践过程中取得了不错的效果，而有的不仅没能起到防护效果，反而造成了更大的损失，就其根本原因是因为不适应造成的，我们应该根据具体的防护设备和造成这类设备易被雷击伤害的原因进行具体分析，采用有针对性的防护措施，例如在接线的方式上就应该有所侧重，从而尽可能地做到事半功倍，以提高电子信息系统的防雷安全性。
通常而言，建筑物上都需要通过装设避雷针和避雷带网来防直击雷，这和本文所说的防雷电波是两个概念，电子信息系统的防雷重点是感应过电流和过电压，通过对系统的全面设计来实现对雷击电磁脉冲的防护，这和建筑物防直击雷是两个迥然不同的概念。实际工程中，需要工程技术人员依照具体情况，分别采用不同的防护措施，切记混淆和相互取代。
在现代的建筑物中，尤其是针对气象观测站、移动通讯站等那些包含智能化信息设备较多的建筑物，其防雷措施要综合考虑，既要考虑建筑物防直击雷的措施，还要兼顾到电子信息系统防雷电波侵袭的措施。至于具体的防雷方案设计和防雷装置的布置，可以参考国家相应规范来执行(如《建筑物防雷设计规范》、 《建筑物电子信息系统防雷技术规范》等)。
与直击雷不同，雷电波侵袭通常是因为伴随雷击的电磁脉冲对邻近导体产生感应过电流和感应过电压引起的，这些过电压和过电流有时非常大，会通过电子信息系统的各种管线传输加载在系统设备上，从而造成电子信息系统的严重损坏。从以上分析可知，对雷击电磁脉冲的防护涉及面更多，比建筑物防直击雷要复杂的多，目前最常用的做法是在传输通道上采用屏蔽、隔离、钳位以及接地等措施，将雷击电磁脉冲产生的感应过电压和感应过电流消除在电子信息系统的核心设备之外，如在电子信息系统中加装各种类型的电涌保护器（SPD）。
3电涌保护器的工作原理
非线性原件电涌保护器（SPD）的工作过程由施加在它两端的电压U和触发电压Ud之间的关系决定：a. U﹤Ud时，SPD只允许很小的漏电电流通过，其电阻值非常高；b. U≥Ud时，这时有过电压存在，SPD会通过急剧调低电阻的方式瞬间释放加载在其上的电压，直到再次出现U﹤Ud时为止（此时电阻会再次恢复到高阻抗状态）。因为SPD的这种功能特性，所以它被广泛地用于限制配电系统的大气过电压，通过其对配电装置所能耐受的额定冲击电压的限制实现了对核心设备的防雷保护。
4 SPD的安装接线方式
按照相应的国家规范，对于被保护设备的电源接地制式是TN-S制时，SPD的安装方式宜采用对地法（又称“4+0 法”），即选用四个完全一样的SPD模块对地泄放雷电流，以确保总配电房和被保护设备保持等电位。但对于被保护设备 的电源接地制式不是TN-S制时，一般采取NPE 法（又称“3+1 法”），即在3条相线与中性线之间安装3个限压型的SPD，再在中性线与地线之间安装一个开关型的SPD。这里需要特别指出的是，NPE 法的对地残压远高于对地法，对设备的防雷保护不利。在实际工作中，工程技术人员可以考虑在总配电房内先将进入被保护设备的电源接地制式改为TN—S 制，然后再采取对地法。在具体的安装接线工作中，需要遵守以下原则：
(1)SPD两端的接线都应尽量缩短
施加在被保护设备上的电磁脉冲残压等于SPD上的残压加上SPD两端接线上的Ldi/dt电压降（L表示SPD两端接线的电感，di/dt 为雷电脉冲电流的陡度）， 而SPD的残压通常由元件本身性能决定，不能改变，所以当SPD的接线总长过长时，SPD导通放电过程中施加在被保护设备上的电磁脉冲残压就会很大，不利于对被保护设备的防雷保护，所以在正常安装接线时，通常都选择尽量短的接线长度（IEC标准规定SPD接线总长要小于0.5m）。
(2)引接线相互紧密绑扎
当SPD的引入线和引接线中有雷电流脉冲存在时，通常会产生感应磁场，这不利于对被保护设备的防雷保护。考虑到流入和流出的雷电流脉冲方向相反，当将SPD的引接线用电缆扎带或胶布带紧密绑扎在一起时，它们的感应磁场会相互抵消，利于降低引接线的压降。
(3)SPD的后备保护
即使是全新的SPD，在施加正常电压时依然会存在微量的泄漏电流，并且随着使用时间的增长，这种泄漏电流会呈放大趋势，当泄漏电流达到一定程度时，SPD就会短路失效，这时产生的大量泄漏电流会对系统造成严重损害，所以有必要在SPD的电源侧安装RCD（起跳闸和报警作用），以便实现对泄漏电流进行监测并能及时切断电流。当然，对于SPD的失效不会导致电气危险的情况（例如SPD与PE线之间存在放电间隙），可以考虑在SPD的负荷处装设RCD，以避免电源进线处的大幅值雷电脉冲电流不必要的通过RCD的零序电流互感器。
5安装接线过程中的注意事项
(1)SPD的放电电流
由于SPD放电电流越大的产品通常价格也越贵，且国家的相应的技术规范里也只规定了放电电流的最小值，所以工程技术人员在选择SPD的种类时，易于陷入根据SPD放电电流进行选择的误区，以致于通常所选SPD的放电电流都明显偏大。事实上，放电电流越大的SPD的残压也越大，如果再加上连接线上的残压，则有可能会超过被保护设备所能承受的额定电压，反而会使设备发生损毁。
(2)安装数量
工程技术人员要根据具体需求设计安装数量合适的SPD，只一味增大SPD的安装数量而不考虑SPD的安装距离，除了产生成本浪费外，也很可能会降低SPD之间的配合质量，甚至于出现某级SPD动作泄流的盲点。
(3)安装连接线线径
由于SPD使用的主要目的是为了限制雷击脉冲电流，而雷击脉冲电流通常又较大，所以SPD的上下连接线的线径也相对要较大（超过电源线路的线径）。大线径可以有效减少连接线的电感，从而得到一个较小的线路残压。
(4)安装连接线长度
为了使最大电磁脉冲电压足够低，SPD 两端的接地引线应做到最短，长度宜取0.5m以下。
(5)SPD 前端設置后备保护装置
在进行SPD的设计安装时，其前端应考虑加装后备保护装置，为了使后备保护装置真正起到作用，需要根据实际需求对其类型和标称电流进行确定。目前常用的后备保护装置有断路器和熔断器两种，它们各有优点，需要设计安装人员依据实际需求选取。
6结束语
总之，采用SPD对智能化信息设备进行防雷保护，具有实施简便、效果显著、性价比高的特点，其安装和接线方式正引起了越来越多工程技术人员的重视。
参考文献
[1]郝建春.论电涌保护器(SPD)的正确选用[J].电工技术,2012, (8) :6-7
[2]刘伟芳.关于防雷装置中SPD连接线问题的探讨[J].科技创新导报,2009, (5) :101
[3]汪成君. TT制式低压配电系统SPD安装方式[J].科技风,2011, (21) :118
[4]孙丹波,关象石,余立平等. SPD的保护与安装模式[J].电气应用,2005, (11) :29-31
[5]梁邦全.多要素自动气象站防雷防护初探[J].气象水文海洋仪器,2010, (6) :90-92