雷電或大容量電氣設(shè)備的操作會在供電系統(tǒng)內(nèi)外產(chǎn)生電涌，其對供電系統(tǒng)和用電設(shè)備的影響已成為人們關(guān)注的焦點。低壓供電系統(tǒng)的外部電涌主要來自于雷擊放電，它由一次或若干次單獨的閃電組成，每次閃電都攜帶若干幅值很高、持續(xù)時間很短的電流。一個典型的雷電放電過程包括兩次或三次閃電，每次閃電之間大約相隔1/20s的時間。大多數(shù)閃電電流在10~100kA之間降落，其持續(xù)時間一般小于100μs. 供電系統(tǒng)的內(nèi)部浪涌主要來自于供電系統(tǒng)中大容量設(shè)備、變頻設(shè)備和非線行用電設(shè)備的使用。供電系統(tǒng)的內(nèi)、外部浪涌會對一些敏感的電子設(shè)備造成損壞，即使是很窄的過電壓沖擊也會造成設(shè)備的電源部分或整個電子設(shè)備損壞。在雷電對設(shè)備造成的損害事故中，由電源線引入的雷電波占有相當(dāng)大的比例，所以對電源線路的安全防護顯得格外重要。 雷 電防護系統(tǒng)由三部分組成，各部分都有其重要作用，不存在替代性。外部防護，由接閃器、引下線、接地體組成，可將絕大部分雷電能量直接導(dǎo)入地下泄放。過渡防護，由合理的屏蔽、接地、布線組成，可減少或阻塞通過各入侵通道引入的感應(yīng)。內(nèi)部防護，由均壓等電位連接、過電壓保護組成，可均衡系統(tǒng)電位，限制過電壓幅值。 在此，我僅介紹一下電源防護。

　　一、電源系統(tǒng)的防雷保護對象

　　根據(jù)國際電工委員會所擬定的IEC1312《閃電電源脈沖的防護》標準，一般電源系統(tǒng)(不包括發(fā)電系統(tǒng))、應(yīng)在其LPZI雷電保護區(qū)。在此區(qū)域，不易遭受直擊雷，所感應(yīng)的雷電電流不大于20KA，電壓不高于6KA。其防雷保護對象有兩個方面：

　　1、 電源輸入、輸出端口的防雷

　　不同電源系統(tǒng)設(shè)備千差萬別，這里以通信電源為例。通信電源一般有交流配電、直流配電、整流模塊、監(jiān)控模塊等單元。交流配電單元整流模塊的輸入端都應(yīng)設(shè)計防雷 網(wǎng)絡(luò)來吸收雷電流，抑制雷電引起的尖峰電壓。這樣對整流系統(tǒng)來說，理想的情況是，交流配電單元的防雷網(wǎng)絡(luò)吸收掉大部分雷電流，并將浪涌電壓抑制在遠低于6KA的水平，整流模塊內(nèi)的防雷網(wǎng)絡(luò)再吸收掉剩下的雷電流，并將浪涌電壓箝位在模塊內(nèi)器件能承受的水平。這樣，才能保證電源系統(tǒng)既有效防雷，又能盡量延長防雷器件的壽命。

　　2、 電源通信端口的防雷

　　當(dāng)電源系統(tǒng)通過電話線進行遠程通信時，通信電纜就可能引入雷電。雷電進入電源系統(tǒng)通信用的調(diào)制解調(diào)器或系統(tǒng)的端口時，就可能使其損壞。通信線路的防雷首先要了解線路上的電壓水平，據(jù)此來選擇防雷器件。其次，要注意不能影響通信質(zhì)量，如產(chǎn)生誤碼等

　　二、電源防雷器的配置

　　防雷器又稱等電位連接器、過電壓保護器、浪涌抑制器、突波吸收器、防雷保安器等，用于電源線防護的防雷器稱為電源防雷器。鑒于目前的雷電致?lián)p特點，雷電防護尤其在防雷整改中，基于防雷器防護方案是最簡單、經(jīng)濟的雷電防護解決方案。防雷器的主要作用是瞬態(tài)現(xiàn)象時將其兩端的電位保持一致或限制在一個范圍內(nèi)，轉(zhuǎn)移 有源導(dǎo)體上多余能量。進入地下泄放，是實現(xiàn)均壓等電位連接的重要組成部分。防雷器的一些主要技術(shù)參數(shù)：額定工作電壓、額定工作電流，特批串并式電源防雷器的載流量。

　　1、TN-C系統(tǒng)防雷保護

　　TN-C系統(tǒng)：俗稱三相四線制，供電系統(tǒng)中相線與零線并行敷設(shè)，由于從變壓器中心點引來的N線在該處接地，因此安裝防雷器時可在相線與零線之間安裝防雷模塊，但在有些情況下，由于零線與接地情況不好，接地電阻過大，此時可在配電箱近旁立柱的主鋼筋中引一地線，作為防雷電源地。

　　2、TN-S系統(tǒng)防雷器的配置

　　PE線與N 線在變壓器低壓側(cè)出線端相連并與大地連接，而在后面的供電電路中PE線與N線分開布放，因此在選用和安裝防雷器時需要分別在相線與PE線之間以及N 線和PE線之間進行保護。

　　3、TN-C-S系統(tǒng)防雷器的配置

　　TN-C-S系統(tǒng)是TN-C和TN-S兩種系統(tǒng)的組合，其中第一部分是TN-C系統(tǒng)，第二部分為TN-S系統(tǒng)，其分界面在N線與PE線的連接處。該系統(tǒng)一般用在建筑物由區(qū)域變電所供電的場所，進戶之前采用TN-C系統(tǒng)，進戶處作重復(fù)接地，進戶后變成TN-S系統(tǒng)。

　　根據(jù)《低壓配電設(shè)計規(guī)范》中的有關(guān)條文，建筑電氣設(shè)計選用TN系統(tǒng)時應(yīng)作等電位連接，消除自建筑物外沿PEN線或PE線竄入的危險故障電壓，同時減小保護電器動作不可靠帶來的危險，有利于消除外界電磁場引起的干擾，改善裝置的電磁兼容性能。TN -C-S系統(tǒng)的N線和PE線，在變壓器低壓側(cè)就合為一條PEN線，這時只需在相線與PEN線之間加裝防雷器。在進入建筑物總配電屏后，PEN線又分為N線 和PE線兩條進行獨立布線，PEN線接在建筑物內(nèi)總等到電位接地母排上并入地。因此進入配電屏以后，N 線對PE線就安裝防雷器。

　　4、TT系統(tǒng)防雷器的配置

　　N線只在變壓器的中性點接地，它與設(shè)備的保護接地是嚴格分開的，因此在選用防雷器時需要在相線與N線之間以及N線與地線之間進行保護。

　　5、? IT系統(tǒng)防雷保護

　　IT系統(tǒng)：俗稱三相三線制，IT系統(tǒng)中變壓器中性點不接地或大電阻接地，線路中無工作零線。此種供電系統(tǒng)適于三相對稱負載，常用于工廠供電系統(tǒng)中給電動機供電。其防雷保護需在負載的輸入側(cè)做一接地體，作為系統(tǒng)防雷保護地。

　　對不同的供電系統(tǒng)中SPD的安裝位置，原則上應(yīng)安裝在各雷電防護區(qū)的交界處，其接地端應(yīng)就近接到等電位連接帶上，但由于各種原因，SPD的安裝位置不會正好 設(shè)在雷電交界處附近，此時B級SPD 應(yīng)安裝在建筑物內(nèi)總等電位連接端子處，實行多級保護的末端SPD應(yīng)靠近被保護設(shè)備安裝。

　　三、分級防護

　　由于雷擊的能量是非常巨大的，需要通過分級泄放的方法，將雷擊能量逐步泄放到大地。第一級防雷器可以對于直接雷擊電流進行泄放，或者當(dāng)電源傳輸線路遭受直接雷擊時傳導(dǎo)的巨大能量進行泄放，對于有可能發(fā)生直接雷擊的地方，必須進行CLASS —I的防雷。第二級防雷器是針對前級防雷器的殘余電壓以及區(qū)內(nèi)感應(yīng)雷擊的防護設(shè)備，對于前級發(fā)生較大雷擊能量吸收時，仍有一部分對設(shè)備或第三級防雷器而言是相當(dāng)巨大的能量會傳導(dǎo)過來，需要第二級防雷器進一步吸收。同時，經(jīng)過第一級防雷器的傳輸線路也會感應(yīng)雷擊電磁脈沖輻射LEMP，當(dāng)線路足夠長感應(yīng)雷的能量就變得足夠大，需要第二級防雷器進一步對雷擊能量實施泄放。第三級防雷器是對LEMP和通過第二級防雷器的殘余雷擊能量進行保護。

　　1、第一級保護

　　目的是防止浪涌電壓直接從LPZ0區(qū)傳導(dǎo)進入LPZ1區(qū)，將數(shù)萬至數(shù)十萬伏的浪涌電壓限制到2500—3000V。

　　入戶電力變壓器低壓側(cè)安裝的電源防雷器作為第一級保護時應(yīng)為三相電壓開關(guān)型電源防雷器，其雷電通流量不應(yīng)低于60KA。 該級電源防雷器應(yīng)是連接在用戶供電系統(tǒng)入口進線各相和大地之間的大容量電源防雷器。一般要求該級電源防雷器具備每相100KA以上的最大沖擊容量，要求的 限制電壓小于1500V，稱之為CLASS I級電源防雷器。這些電磁防雷器是專為承受雷電和感應(yīng)雷擊的大電流以及吸引高能量浪涌而設(shè)計的，可將大量的浪涌電流分流到大地。它們僅提供限制電壓（沖擊電流流過電源防雷器時，線路上出現(xiàn)的最大電壓稱為限制電壓）為中等級別的保護，因為CLASS I級保護器主要是對大浪涌電流進行吸收，僅靠它們是不能完全保護供電系統(tǒng)內(nèi)部的敏感用電設(shè)備的。

　　第一級電源防雷器可防范10/350μｓ、100KA的雷電波，達到IEC規(guī)定的最高防護標準。其技術(shù)參考為：雷電通流量大于或等于100KA（10/350μｓ）；殘壓值不大于2.5KV；響應(yīng)時間小于或等于100ns。

　　2、第二級防護

　　目的是進一步將通過第一級防雷器的殘余浪涌電壓的值限制到1500—2000V，對LPZ1—LPZ2實施等電位連接。

　　分配電柜線路輸出的電源防雷器作為第二級保護時應(yīng)為限壓型電源防雷器，其雷電流容量不應(yīng)低于20KA， 應(yīng)安裝在向重要或敏感用電設(shè)備供電的分路配電處。這些電源防雷器對于通過了用戶供電入口處浪涌放電器的剩余浪涌能量進行更完善的吸收，對于瞬態(tài)過電壓具有極好的抑制作用。該處使用的電源防雷器要求的最大沖擊容量為每相45kA以上，要求的限制電壓應(yīng)小于1200V，稱之為CLASS?? II級電源防雷器。一般用戶供電系統(tǒng)做到第二級保護就可以達到用電設(shè)備運行的要求了

　　第二級電源防雷器采用C類保護器進行相—中、相—地以及中—地的全模式保護，主要技術(shù)參數(shù)為：雷電通流容量大于或等于40KA(8/20μｓ)；殘壓峰值不大于1000V；響應(yīng)時間不大于25ns。