摘要：随着电子设备在民用建筑领域的广泛普及，为了减少由于雷电等过电压造成的损害，电涌保护器在民用建筑设计中逐渐被大量采用。本文针对民用建筑电气设计中电涌保护器的选用展开讨论，从而更好的保护不同的电子设备。
关键词：民用建筑；电气设计；电涌保护器；选用
引言：
民用建筑内部电子信息设备的发展，让电子信息设备得到了更为广泛的应用。其中很多电子信息设备自身都存在电压低、耐压水平低的情况，要消除电脉冲对这些设备的影响，就需要加强雷电电磁脉冲的防护处理。电涌保护器就是能够为电子信息设备进行防雷保护的重要部件，简写为SPD。随着越来越多电子技术和电子设备的广泛应用，对于集成电路敏感性的保护也越来越得到重视。
一、电涌保护器的重要性
随着各种电子信息技术产品越来越多地渗透到社会和家庭生活的各个领域，电涌保护器的使用范围也日益扩大，市场需求量日益增长。电涌保护器又称浪涌保护器，是一种限制瞬态过电压并分走电涌电流的器件，主要用在低压配电系统和信息系统中，对雷电过电压、电气系统操作过电压、雷击电磁脉冲或电磁干扰（EMI）脉冲进行防护。
虽然建筑物都有设置防直击雷的避雷针、避雷带，但是大量的雷击案例都显示出了建筑物内雷电波入侵带来的危害。雷击沿着建筑物的线路入侵到内部的各种设备并带来危害，而能够直接防止雷击电波入侵的最好方法就是设置电涌保护器。电涌保护器能够最直接的对建筑内的电子设备进行保护，降低由雷击带来的高电位电波，为电子设备撑开保护伞。
二、电涌保护器的工作原理
电涌保护器常被称为SPD，即指在雷电天气或瞬时过压情况下，对电气系统进行保护的设备，其常用于工业领域、家庭住宅、含电气设备的建筑物中，具有多种保护电涌模式，同时其具体设置于建筑中防雷区等电位连接处；其次，电涌保护器的设置需要建筑内的设备进行配合，使得电气设备在两者的相互作用下拥有能够承受住收到的压力耐电涌能力，其工作原理为利用分级电涌保护器，分级释放雷电感应带来的能量，以逐渐降低电气设备承受的电涌电压，保护用户电器设备。
电涌保护器并联在被保护设备两端，通过泻放浪涌电流、限制浪涌电压来保护电子设备，在被保护电路正常工作，瞬态电涌未到来以前，此元件呈现极高的电阻，对被保护电路没有影响；而当瞬态电涌到来时，此元件迅速转变为很低的电阻，将浪涌电流旁路，并将被保护设备两端的电压限制在较低的水平。到电涌结束，此元件又迅速、自动的恢复为极高电阻。如果这个动作与恢复的过程能迅速而顺利地完成，被保护设备和电路就不会遭受雷电或操作电涌的危害，其工作也不会被中断。
电涌保护器根据元件的不同可分为开关型和限压型，电压开关型SPD的核心保护元件是各种开关器件，如开放的空气间隙、封闭的气体放电管和晶闸管等，这种开关型的SPD伏安特性不连续，在小电压时基本上为开路状态；当电压高到一定程度时两电极间电阻突然降低，转为低阻状态。限压型SPD核心保护元件为各种非线性电阻性元件，如压敏电阻和抑制二极管等，限压型的SPD具有伏安连续性，随着电流增大，电阻连续减小。另电涌保护器根据用途来划分，还可以分为保护电源系统类、保护信号系统类和保护馈线系统类等。
三、民用建筑电气设计中电涌保护器的选用
1、考虑建筑周边电压电流环境
选择民用建筑电气设计的电涌保护器需要考虑被保护负载特性、现场环境特性、接地系统类型选择、保护电涌保护器用断路器选择等因素，其中为了保护电气设备免受过电压的危害，必须考虑的参数有被保护设备的冲击耐受电压以及接地系统类型和电网的最高运行电压，而关于现场环境特点的考察，应按有无避雷针或避雷设备的系统区分。如果建筑物安装了避雷针或其它避雷设备，譬如避雷针装在距离建筑物50m范围内或建筑外部，此时应选择安装最大放电流为65kA单位的电涌保护设备，而若建筑物外部或外处一定范围内无避雷针或避雷设施系统，此时的电涌保护器可另做选择。
2、电涌保护器的选择
根据建筑防雷等级来进行电涌保护器的选择，更准确的满足不同防雷建筑物的要求。第一类防雷建筑物即建筑物装设独立的外部防雷装置，室外低压配电线路先架空后埋地引入，这类建筑物最佳的电涌保护器应该是户外型I级试验产品。如果没有室外型则也可以选择室内型电涌保护器I级试验产品，安装的时候应该放置在IP 54箱内。另外第一类防雷建筑物还应该在电源引入的总配电箱处设置I级试验电涌保护器。第二类以及第三类防雷建筑物需要在两处设置I级试验电涌保护器，分别是低压电源线路引人的总配电箱和总配电柜处。
3、报警功能的选择
为了监测防雷器的运行状况，当防雷器出现损坏时，用户应及时获知并及时更换损坏的防雷模块。为了在不同的应用环境下都可以实现即时监控，需要选择以下合乎特定环境的报警装置。声光报警装置AS，适用在有人值守的环境；遥信报警装置FS，适用在无人值守的环境；遥信带电压检测报警装置FS-SU，适用在无人值守的环境，同时可对电源是否停电及缺相进行监测。
4、选型设计分析
选型对于电涌保护器算是重要的，可以从功能、参数等方面来进行选择。根据建筑结构的不同以及空间位置的影响，需要选取不一样的电涌保护器以达到最好的匹配度。在选型上也要注意环境的特点，根据不同的情况来进行设计分析。影响选型的因素通常包括雷电保护器的等级、安全控件的系数以及其他系统要素，综合这几个方面的因素然后进行设计分析，才能选出最适合的电涌保护器。另外要注意端部引线的感应电压作用，避免电涌保护器的有效电压受到负面影响。
结束语：
综上所述，电器一旦使用不当或者遭受雷电的打击，给人们带来的伤害极大。因此在建筑电气设计过程中，除了要保证建筑电气设备的质量，还需在电气设计中注重电涌保护器的选择，保证建筑及居民生活与安全不受电力的伤害。同时建筑电气防雷防电设计本身就是一项较为复杂也极其重要的事情，所以设计人员对电涌保护器的选择、运用、安装都需格外注意，并需加深对其性能的研究与完善，促使其在电气设计中得到进一步发展。
参考文献：
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[2]浅谈建筑物信息系统中电涌保护器（SPD）的选型与安装[J].王长江，常志霞，程传军，朱腾冉，张纯静，张燕燕.农村实用科技信息.2010（09）
[3]电涌保护器（SPD）的选择与安装[J].杨韬，张妍妍.硅谷.2010（17）
论文作者:刘创辉
论文发表刊物:《基层建设》2019年第12期
论文发表时间:2019/7/17
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