浪涌保护装置（SPD）是电力系统中少数几类这样的元件：多年里什么都不做，却要在几微秒内吸收一次雷击冲击。正因如此，它容易被省略、容易被选小，也容易装成看起来正确、实际却让负载暴露在风险中的样子。
本指南说明 SPD 的作用、Type 1、2、3 三类的差异、各自应装在哪里，以及如何把浪涌保护与 UPS、稳压器配合起来。
什么是电力浪涌？
电力浪涌是电压在短时间内高于正常工作水平的升高。它可能由雷击、大负荷投切、电容组投切或附近电气故障引起。雷击冲击的持续时间可短至微秒级，投切瞬变则为毫秒级。
损坏机理取决于负载类型。半导体器件可能在高峰值电压下立即失效；电源可能因反复的小幅浪涌而逐步劣化；电机可能承受绝缘应力。SPD 限制峰值电压并把浪涌电流泄放到大地；它并不能消除浪涌，也不能校正持续性的过电压。
持续性电压问题应使用稳压器或自动电压调节器。停电应使用 UPS。SPD 负责的是瞬态这一层。
SPD 是如何工作的？
SPD 是一种电压相关元件，通常为金属氧化物压敏电阻、放电间隙或二者的组合。在正常电压下，它呈高阻态，对电路几乎没有影响。当电压超过其阈值时，阻抗下降，器件把浪涌电流从负载旁路泄放。
关键参数包括最大持续工作电压、标称放电电流、最大放电电流、电压保护水平和短路电流额定值。电压保护水平是浪涌期间负载所承受的残压；对敏感设备而言越低越好，但器件还必须与上游保护配合。
SPD 的寿命是有限的。每一次浪涌都会消耗它的一部分容量。状态指示器或遥信触点不是可有可无的配置，而是判断器件是否仍在保护负载的唯一途径。
SPD 的 Type 1、2、3 分类
IEC 61643 系列定义了常用的 SPD 类别。具体的试验等级和所需参数取决于配电系统与当地规范。
| Type | 安装位置 | 测试重点 | 典型用途 |
|---|---|---|---|
| Type 1 | 进线处，主断路器上游 | 直击雷电流 | 设有防雷系统或架空进线的建筑 |
| Type 2 | 分配电柜 | 第一级之后的浪涌电流 | 主配电柜与分配电柜 |
| Type 3 | 负载附近 | 低残压 | 敏感设备、端子箱、控制柜 |
Type 1 器件并不天然优于 Type 2。正确的选择取决于现场是否设有防雷系统、进线是架空还是埋地，以及当地规范的要求。许多项目中，进线处用 Type 1、分配电柜用 Type 2，二者配合使用。
每类 SPD 应该装在哪里？
安装位置与参数同样重要。过长的连接导线会引入电感，抬高负载处的残压。SPD 应采用短而直的导线安装，并配低阻抗的接地连接。
| 安装位置 | 器件 | 保护对象 |
|---|---|---|
| 进线处 | Type 1 或 Type 2 | 整个配电系统与主配电柜 |
| 主配电柜 | Type 2 | 分配电系统与馈线 |
| 分配电柜 | Type 2 或 Type 3 | 本地负载与控制柜 |
| UPS 输入端 | 上游 Type 2 | UPS 整流器与旁路通道 |
| UPS 输出端 / 关键配电柜 | Type 3 | 服务器、PLC 与敏感电子设备 |
| 直流电池回路 | 直流型 SPD | 电池组与直流母线 |
UPS 的输入与输出通常被视为两个独立的保护分区。输入侧的浪涌可能损坏整流器；输出侧的浪涌即使在 UPS 电池供电时也可能传到负载。单线图上应同时标出这两处。
SPD、UPS 与稳压器：各司其职
这些设备经常一起销售，但功能各不相同。下表可作为项目会议的速查表。
| 设备 | 主要功能 | 响应对象 | 不能替代 |
|---|---|---|---|
| SPD | 钳位瞬态过电压 | 雷击与投切浪涌 | 电压调节或后备供电 |
| 稳压器 / AVR | 校正 RMS 电压 | 持续性过电压与欠电压 | 浪涌保护或后备供电 |
| UPS | 净化电能并带载 | 停电、电压跌落、频率漂移 | 进线处的浪涌保护 |
| 发电机 | 为长时间停电发电 | 长时间停电 | 切换时间的保护 |
一种常见架构是：进线处装 Type 1 SPD，全站配伺服稳压器，UPS 输入端装 Type 2 SPD，关键负载处装 Type 3 SPD。浪涌保护方案页对这一配合有更详细的说明。
如何做 SPD 的级间配合？
级间配合是指通过选型，使下游 SPD 不会吸收全部浪涌能量，上游 SPD 也不会给下游器件留下过高的残压。通常采用制造商提供的配合表或计算法来确定。
实际检查要点如下：
- 上游器件的电压保护水平必须低于下游器件的耐压水平。
- 两级之间的电缆长度必须足够，否则应加装退耦电感。
- 备用熔断器或断路器必须按 SPD 的短路电流额定值选择。
- 接地连接必须短，并与建筑接地系统共用同一接地网。
不要未经核对就混用不同制造商的产品。两只单独看都合格的 SPD，配在一起仍可能匹配不良。
雷击、接地与电池回路
防雷系统与 SPD 系统相关但彼此独立。防雷系统负责接闪，SPD 限制进入配电系统的浪涌。两者都需要低阻抗的接地通路。
对 UPS 而言，直流电池回路也可能承载浪涌电流。在雷害风险高的现场，电池柜处可能需要装设直流型 SPD。务必确认直流电压等级与极性；交流 SPD 不适用于直流母线。
VRLA 电池系列与 LiFePO4 电池系列页面介绍了电池配置。当项目需要隔离或阻抗来做浪涌配合时，可参考变压器与电抗器系列。
维护与检查
SPD 属于消耗品。每次维护都应检查状态指示器，指示器变化时更换模块或整机。遥信触点可以把状态接入 BMS 或 UPS 监控系统。
检查还应覆盖连接导线、接地连接与后备保护。即使 SPD 本身完好，松动的导线或腐蚀的接地连接也会抬高残压。
项目检查清单
在为 UPS 项目配置浪涌保护时，可使用以下清单。
- 确认现场是否设有防雷系统，进线是架空还是埋地。
- 为进线处选定 Type 1 或 Type 2 器件。
- 在给 UPS 和关键负载供电的分配电柜加装 Type 2 器件。
- 负载敏感时，在关键配电柜加装 Type 3 器件。
- 核对电压保护水平与负载耐压水平。
- 核对短路电流额定值与备用熔断器。
- 确认接地连接与导线长度。
- 需要时在电池组处加装直流型 SPD。
- 把状态指示器与遥信触点纳入维护计划。
- 在单线图上标明各 SPD 的安装位置。
UPS 方面可使用选型计算器与完整型号索引。数据中心项目可从数据中心 UPS 指南入手；机房项目可参考机房 UPS 指南。工业现场可从工业 UPS 页面或工业 UPS 产品系列开始。
哪些市场需要格外关注？
雷害与架空配电使浪涌保护在某些市场比在其他市场更为重要。南非指南、菲律宾指南与孟加拉国指南介绍了当地的供电条件以及买家通常要求的文件。
电信站点可参阅电信解决方案页；安防机房可参阅安防与监控；商业建筑可参阅商业建筑。这些页面展示了 SPD 相对于 UPS、稳压器与配电柜的位置关系。
如何结合 UPS 选配 SPD？
请提供单线图、进线电压、UPS 容量、电池配置、负载敏感度以及现场雷害风险。工程团队可据此提出 Type 1/2/3 的配置方案、电压保护水平与后备保护。
商务清单可参阅供应商与报价页，技术评审可联系联系我们页面。认证页面说明了各型号对应的文件，下载页面列出了文件包。
浪涌保护不是一只器件，而是一个从进线处延伸到负载的配合层。UPS、稳压器与 SPD 各司其职；只有当这些职责的边界画在单线图上时，项目才算成立。
