2006年02月06日    电声知识   http://www.chinaspeaker.com.cn

CSTY电涌保护器

产品说明

    CSTY1-60、CSTY1-80、CSTY1-100电涌保护器适用于交流50/60Hz、380V及以下的TT、IT、TN-S、TN-C、TN-C-S等供电系统，用在LPZOA或LPZOB区与LPZ1区的界面处的等电位连接，对电网因雷击或浪涌过电压进行保护。其设计依据符合IEC61643-1、GB50057(2002年版)，它可泄放100kA雷击电流，通常安装在建筑物进线的低压主配电柜里，产品可选带有遥信触点功能，遥信触点是一个常开触点，如果电涌保护器的一个模块或多个模块失效，触点将闭合，送出故障信号，实现远程监控。
电涌保护器的性能要求和使用原则

引言

    SPD（Surge Protective Device）是国际电工委员会（IEC）标准中对电涌保护器的英文缩写。过去国内大多数生产厂商使用避雷器、低压避雷器、电子防雷器等名称均不够准确，使用避雷器一词易与使用于高压供电系统的避雷器相混淆，特别是国家标准已颁布了避雷器的内容和设有专门的检测单位，它们主要应用于高压系统。行业标准GA173把SPD定名为防雷保安器是与国家制定电器安全标准的规定相矛盾的，该标准对使用“安全”一词有特定规定，不允许把“安全”及类似含意的词与某元件联用，而且SPD除具备有防雷的功能外，还有抑制投切过电压的作用。在IEC61312、IEC61643和IEC60364等相关标准中对SPD性能和安装使用提出了一系列要求，简要归纳出要点，以供讨论。

    一、SPD的定义：

    在GB50057-94《建筑物防雷设计规范》中，SPD定名是过电压保护器：“用以限制存在于某两物体之间的冲击过电压的一种设备，如放电间隙，避雷器或半导体器具”。近日标准起草人林维勇先生在为中国气象局组织起草的某标准草案讨论稿上郑重的将“过电压保护器”易名为“电涌保护器”，并以近期颁布的国际标准和美国标准做了更名的文字说明。
SPD的定义应是，电涌保护器（SPD）：用以限制瞬态过电压和引导电涌电流的一种器具，它至少应包括一种非线性元件。这一观点将在林维勇先生执笔对GB50057-94局部修订条文征求意见稿中做为强制性国家标准出现。

    二、SPD的分类：

    SPD可按几种不同方法进行分类：

    1．按使用非线性元件的特性分类：（设计电路拓朴）
电压开关型SPD：当没有浪涌出现时，SPD呈高阻状态；当冲击电压达到一定值时（即达到火花放电电压），SPD的电阻突然下降变为低值。常用的非线性元件有放电间隙，气体放电管等。开关型SPD具有大通流容量（标称通流电流和最大通流电流）的特点，特别适用于易遭受直接雷击部位的雷电过电压保护。（即LPZ0A——直击雷非防护区），有时可称雷击电流放电器。

    电压限制型SPD：当没有浪涌出现时，SPD呈高阻状态；随着冲击电流及电压的逐步提高，SPD的电阻持续下降。常用的非线性元件有压敏电阻，瞬态抑制二极管等。这类SPD又称箝压型SPD，是大量常用的过电压保护器，一般适用于户内，即IEC规定的直击雷防护区（LPZ0B）、第一屏蔽防护区（LPZ1）、第二屏蔽防护区（LPZ2）的雷电过电压防护。IEC标准要求将它们安装在各雷电防护区的交界处。

    混合型SPD：开关型元件和箝压型元件混合使用，随着施加的冲击电压特性不同，SPD有时会呈现开关型SPD特性，有时呈现箝压型SPD特性，有时同时呈现两种特性。

    2．按SPD的端口型式分类：

    根据在不同系统中使用的需求，SPD生产商厂可以把SPD制造成一端口或两端口的型式。
一端口（又称单口）SPD：与被保护电路并联连接。一端口SPD可能有隔开的输入端及输出端，在它们之间没有特意设置的电阻或电感。（见图1）



    两端口（又称双口）SPD：具有两组端口的SPD，一般与被保护电路串联连接，或使用接线柱连接，在输入端与输出端之间有特意设置的串联阻抗。（见图2）



    图1和图2上可以看出，无论SPD从外表上看是否串接或并联在被保护电路中，SPD的非线性元件实质上都是与被保护电路处于并联状态，当其动作时，能将被保护电路中的电涌电流通过SPD分流泄入地中。

    3．按使用的性质分类：
    由于雷电过电压和投切过电压（过去常称为操作过电压）可能沿供（配）电线路侵入，雷电过电压可能沿信号线（含电话线）或天馈线侵入，因此安装在不同的系统中的SPD必须满足不同系统的特殊要求。这样，生产厂商又可将SPD按使用性质将SPD分为：电源系统SPD、信号系统SPD和天馈系统SPD。

    此外，还可以按安装的环境（位置）分为室内用或户外用；按可接触性分为可接触或不可接触；按安装方式分为固定式或卡接可移式等等。

    三、表征SPD性能的主要技术参数：在1998年2月IEC颁布的标准《低压系统的电涌保护器 第1部分 性能要求及测试》（IEC61643-1）中规定了用于低压配电系统的SPD的使用环境是： 1000VAC（交流）50/60Hz和1500VDC（直流）以下电路系统中的SPD，使用高度不超过2000m，贮备和使用时的环境温度应在－5℃~40℃之间，特殊情况下可扩展到—40℃~70℃之间，相对湿度在常温下为30%~90%。在此范围之外的恶劣环境下和使用于户外或暴露在日光中或处在其它辐射源之下的SPD应有特别的设计要求，这是设计者、制造厂商和用户要特别注意的。 在IEC61643-1的第6章中对制造厂商提出必须提供下列信息内容（19项）：

    a)制造厂家、商标及模块型号
    b)安装位置类别
    c)端口数
    d)安装方法
    e)最大持续工作电压UC(每一种保护方式一个值)及额定频率 f)制造商声称的各保护方式的放电参数及试验类别：
     —— I类试验Iimp
     ——II类试验Imax
     ——III类试验UOC
    g) I类及II类试验中的额定放电电流值In(每一保护模式一个值)
    h)电压保护水平UP(每一保护模式一个值)
    i)额定负载电流
    j)外壳提供的保护水平(IP代码)
    k)短路承受能力
    l)备用过电流保护装置的最大推荐额定值(如果有)
    m)断路器动作指示
    n)具有特殊用途产品的安装位置
    o)端口标志(进、出口端标志)
    P)安装指南(如：连接、机械尺寸、引线长度等)
    q)电网电流类型：直流(d.c)交流(a.c)及频率或两者都可应用
    r) I类试验中能量指标(W/R)
    s)温度范围

    在上述19项内容中，a）、e）、f）、h）、j）、i）、o）和q）等8项要求制造厂商必须在产品的铭牌上注明。目前国内生产厂商使用的技术参数名称不统一，国外厂商的参数译文也不大一致，因此用户很难正确使用，在此笔者试图说明一些参数名称和内容。 在进行参数介绍之前，有必要介绍一下过电压的概念。在IEC60664-1《低压系统内设备的绝缘配合》标准中，定义过电压（overvoltage）：“峰值大于正常运行下最大稳态电压的相应峰值的任何电压”。过电压一般分为短时过电压（或暂态过电压）（temporary overvoltage）和瞬态过电压（transient overvoltage）。这两种过电压的区分是短时过电压是持续时间较长的工频过电压，而瞬态过电压则是振荡的或非振荡的，通常为高阻尼，持续时间只有几毫秒（ms）或更短的短时间过电压。雷击过电压便属瞬态过电压。由于特定通断操作或故障通断，在系统中的任何位置出现的瞬态过电压又称投切过电压（操作、通断过电压）（switching overvoltage）。SPD应具备抑制瞬态过电压的功能，含防护雷电过电压和投切过电压。

     1．保护模式：SPD可连接在L（相线）、N（中性线）、PE（保护线）间，如L-L、L-N、L-PE、N-PE，这些连接方式称为保护模式，它们与供电系统的接地型式有关。按GB50054-95《低压配电设计规范》规定，供电系统的接地型式可分为： TN-S系统（三相五线）、TN-C系统（三相四线）TN-C-S系统（由三相四线改为三相五线）、IT系统（三相三线）和TT系统（三相四线，电源有一点与地直接连接，负荷侧电气装置外露可导电部分连接的接地极与电源接地极无电气联系）。
    2．额定电压Un，是制造厂商对SPD规定的电压值。在低压配电系统中运行电压（标称电压）有220VAC、380VAC等，指的是相对地的电压值也称为供电系统的额定电压，在正常运行条件下，在供电终端电压波动值不应超过±10%，这些是制造商在规定Un值时需考虑的。在IEC60664--1中定义了实际工作电压（Working Voltage）：在额定电压下，可能产生（局部地）在设备的任何绝缘两端的最高交流电压有效值或最高直流电压值（不考虑瞬态现象）。
     3．最大连续工作电压UC，指能持续加在SPD各种保护模式间的电压有效值（直流和交流）。UC不应低于低压线路中可能出现的最大连续工频电压。选择230/400V三相系统中的SPD时，其接线端的最大连续工作电压Uc不应小于下列规定： TT系统中UC≥1.5 UO TN、TT系统中UC≥1.1 UO IT系统中UC≥UO 注1：在TT系统中Uc≥1.1Uo是指SPD安装在剩余电流保护器的电源侧；Uc≥1.5Uo是指SPD安装在剩余电流保护器的负荷侧。 注2：UO是低压系统相线对中性线的电压，在230/400V三相系统中Uo=230V。 对以MOV（压敏电阻）为主的箝压型SPD而言，当外部电压小于UC时，MOV呈现高阻值状态。如果SPD因电涌而动作，在泄放规定波形的电涌后，SPD在UC电压以下时应能切断来自电网的工频对地短路电流。这一特性在IEC标准中称为可自复性。 上边提到的UC≥1.5Uo、UC≥1.1Uo、Uc≥Uo等标准引自IEC60364-5-534，从我国供电系统实际出发，此值应增大一些，有专家认为原因是国外配电变电所接地电阻规定为1-2Ω，而我国规定为4-10Ω，因而在发生低压相线接地故障时另两相对地电压常偏大且由于长时间过流很易烧毁SPD。但SPD的UC值定的偏大又会因产生残压较高而影响SPD的防护效果。也有些专家认为，虽然变电所接地电阻较大，但在输电线路中实现了多次接地，多次接地的并联电阻要低于变电所的接地电阻值，因此UC≥1.1UO即可满足要求。由于后者分析较接近实际，在有关国家标准出台前，仍以IEC标准为准。
    4．点火电压，开关型SPD火花放电电压，是在电涌冲击下开关型SPD电极间击穿电压。
    5．残压Ures，当冲击电流通过SPD时，在其端子处呈现的电压峰值。Ures与冲击电涌通过SPD时的波形和峰值电流有关。为表征SPD性能，经常使用Ures / Uas =残压比这一概念，残压比一般应小于3，越小则表征着SPD性能指数越好。
    6．箝位电压Uas，当浪涌电压达到Uas值时，SPD进入箝位状态。过去认为箝位电压即标称压敏电压，即SPD上通过1mA电流时在其两端测得的电压。而实际上通过SPD的电流可能远大于测试电流1mA，这时不能不考虑SPD两端已经抬高的Ures（残压）对设备保护的影响。从压敏电压至箝位电压的时间比较长，对MOV而言约为100ns。
    7．电压保护水平UP（保护电平），一个表征SPD限制电压的特性参数，它可以从一系列的参考值中选取（如0.08、0.09、……1、1.2、1.5、1.8、2……8、10KV等），该值应比在SPD端子测得的最大限制电压大，与设备的耐压一致。Up、Un、Uc之间关系参见图3。



    8．限制电压测量值，当一定大小和波形的冲击电流通过SPD时在其端子测得的最大电压值。
    9．短时过电压UT，保护装置能承受的，持续短时间的直流电压或工频交流电压有效值，它比最大连续工作电压UC要大。
    10．电网短时过电压UTOV，电网上某一部件较长时间的短时过电压，一般称通断操作过电压。UTOV一般等于最大连续供电系统实际电压UCS的1.25到1.732倍。
    11．电压降（百分比）：ΔU=[（Uin—Uout）/Uin]×100% 其中Uin指双口SPD输入端电压， Uout指双口SPD输出端电压， 通过电流为阻性负载额定电流。
    12．最大连续供电系统电压UCS，SPD安装位置上的最大的电压值，它不是谐波也不是事故状态的电压，而是配电盘上的电压变及由于负载和共振影响的电压值升（降），且直接与额定电压Un相关。UCS一般等于Un的1.1倍。
    13．额定放电电流In：8/20μs电流波形的峰值，一般用于Ⅱ类SPD试验中不同等级，也可用于Ⅰ、Ⅱ类试验时的预试。
    14．脉冲电流Iimp：由电流峰值Ipeak和总电荷Q定义（见IEC61312中雷电流参数表）。用于Ⅰ类SPD的工作制测试，规定Iimp的波形为10/350μs，也可称之为最大冲击电流。
    15．最大放电电流Imax：通过SPD的电流峰值，其大小按Ⅱ类SPD工作制测试的测试顺序而定，Imax＞In，波形为8/20μs。
    16．持续工作电流Ic：当对SPD各种保护模式加上最大连续工作电压Uc时，保护模式上流过的电流。Ic实际上是各保护元件及与其并联的内部辅助电路流过的电流之和。  
    17．续流If：当SPD放电动作刚刚结束的瞬间，跟着来的流过其的由电源提供的工频电流。续流If与持续工作电流Ic有很大曲别。
    18．额定负载电流：由电源提供给负载，流经SPD的最大持续电流有效值（一般指双口SPD）。
    19．额定泄放电流Isn：此值与当地雷电强度、电源系统型式、有无下一级SPD及被保护设备对电涌的敏感程度有关，SPD的Isn决定其尺寸大小和热容量。
    20．泄漏电流：由于绝缘不良而在不应通电的路径上流过的电流。SPD除放电闪隙外，在并联接入电网后都会有微安级的电流通过，常称为漏电流。当漏电流通过SPD（以MOV为主的）时，会发出一定热量，至使发生温漂或退化，严重时还会造成爆炸，又称热崩溃。
   21．温漂：在工作时，SPD产生的工频能量超过SPD箱体及连接装置的散热能力，导致内部元件温度上升，性能下降，最终导致失效。
    22．退化：当SPD长时间工作或处于恶劣工作环境时，或直接受雷击电流冲击而引起其性能下降，原技术参数改变。SPD的设计应考虑退化在各种环境中的期限，并采用运行测试和老化性试验方法（参见有关表格）。
    23．响应时间：SPD两端施加的压敏电压到SPD箝位电压的时间（注：如6所说明的MOV从压敏电压到箝位电压的时间约为100ns）。
    24．插入损耗：在特定频率下，接入电网的 SPD插入损耗是指实验时在插入点处接通电源立即出现的，插入SPD之前和以后的电压的比值。一般用dB表示。
    25．两端口 SPD负载端耐冲击能力：双口SPD能承受的从输出口引入由被保护设备产生的冲击的能力。
    26．热稳定性：当进行操作规定试验引起SPD温度上升后，对SPD两端施加最大持续工作电压，在指定环境温度下，在一定时间内，如果SPD温度逐渐下降，则说明SPD具有良好的稳定性。
    27．外壳保护能力（IP代码）：设备外壳提供的防止与内部带电危险部分接触及外部固体物体和水进入内部的能力。（具体标准见IEC60529）
   28．承受短路能力：SPD能承受的可能发生的短路电流值。
   29．过电流保护装置：安装在SPD外部的一种防止当SPD不能阻断工频短路电流而引起发热和损坏的过电流保护装置(如熔丝、断路器)。
   30．SPD断路器：当SPD失效时，一个能把SPD同电路断开的装置，它能防止当SPD失效时，接地短路故障电流损坏设备，且应能指示SPD失效状态。
   31．漏流保护装置(RCD)：一种当漏电流或不平衡电流达到一定值时便断开电路接点的机械开关或组件，又称剩余电流保护器。
   32．退耦装置：当对SPD施加工频电压并进行冲击试验时，一个阻止冲击反馈到供电网的装置。
   33．定型试验：当一个新产品设计定型后，必须进行一系列的试验来建立本身的性能指标及论证是否符合有关标准。之后，只要设计及性能不变，则不必重做定型试验，而只需做一些相关试验。
   34．例行试验：对每个SPD或其部件进行的检查其是否符合设计要求的试验。
   35．接收试验：贸易时，由用户和制造商协商同意对SPD或对订购品抽样进行的试验。
   36．冲击试验分类 36.1.Ⅰ类试验：对样品进行额定放电电流In，1．2／50μs冲击电压，最大冲击电流Iimp的试验 (仅对I类SPD)。 36．2.Ⅱ类试验：对样品进行额定放电电流In，1．2／50μs冲击电压和最大放电电流Imax试验 (仅对II类SPD)。 36．3．Ⅲ 类试验：对样品进行混合波(1．2／50μs，8／20μs)试验。
   37．1.2／50μs电压脉冲：一个电压脉冲，其波头时间(从10％峰值上升到90％峰值的时间)为1.2μs；半峰值时间为50μs。
   38．8／20μs电流脉冲：一个电流脉冲，其波头时间为8μs，半峰值时间为20μs。
   39．混合波：由发生器产生的开路电压波形为1.2／50μs波，短路电流波形为8／20μs电流波。当发生器与SPD相连，SPD上承受的电压、电流大小及波形由发生器内阻和SPD阻抗决定。开路电压峰值与短路电流峰值之比为2Ω(相当于发生器虚拟内阻Zf)。短路电流用ISC表示，开路电压用UOC表示。
   40．I类试验中单位能量指标W/R：电流脉冲Iimp流过1Ω电阻时，电阻上消耗的能量。数值上等于电流脉冲波形函数平方的时间积分，W/R=∫i2dt。
   41．SPD最大承受能量Emax：SPD未退化时能承受的最大能量，又称SPD的耐冲击能量。说明：上述参数及定义主要源自IEC低压配电系统的SPD标准，对应用于信号或数据线的SPD参数将在以后介绍。



    五、SPD应具备的功能和附加要求
    1．SPD的基本功能对于正常工作状态下的低压系统，安装后的SPD不应对系统和系统装置内的设备工作特性有明显的影响。对于出现浪涌等非正常工作状态的低压系统，SPD应及时对浪涌作出反应，通过SPD能限制瞬态过电压和分走电涌电流的特性，将过电压降到IEC60664-1规定的各类别位置设备耐冲击过电压额定值以下。对于经历了非正常状态的低压系统，即经过浪涌后恢复正常状态的SPD，应恢复其高阻抗特性，并采取措施防止或抑制电力线上的续流。

    2．使用SPD的附加要求
    1)对直接接触进行保护。 SPD应以这种方式安装：安装在不可接触的范围内或对直接接触采取保护（如安置隔离设备）。
    2)发生 SPD失效事件的安全性。当浪涌电压超过设计的最大承受能力和放电电流容量时， SPD可能会失效或被损坏。 SPD的失效模式大致分为开路和短路两种方式。
    处于开路模式时，被保护设备将不再受保护。这时，因为对系统本身几乎不会产生影响，很难发现 SPD己失效。为了保证在下一浪涌到来之前，能将失效的SPD替换掉，必须要求SPD具备指示失效的功能。处于短路模式时，系统出于 SPD的失效而受到严重影响。短路电流由配电系统流向失效的 SPD。因为失效的 SPD通常并未完全短路且有一定阻抗，在开路前将产生热能引起燃烧。在这种情况下，被保护系统没有合适的器件使其与失效的SPD发生脱离，此时，对处于短路失效模式的SPD要求安装一个合适的脱离装置。（断路器）3．SPD的选择步骤一般来说，SPD的选择有如下六个步骤：说明如下：A：Uc、UT和Ic关于Uc在不同供电系统中的取值已在本文中说明。UT是SPD能承受的短时过电压值，在理论上是一直线。但在实际中常因一些值（电源频率、直流过压）可能随时间变化，使得在一定的时间间隔内（一般在0.05秒到10秒间），会超过最大连续工作电压Uc，因此选用UT值应考虑大于UTOV。但事实上，要求一个SPD既要有较高的耐短时过电压能力同时又能提供低保护等级不可能的，只有比较而舍取，或采用多级保护。当外加连续工作电压Uc时，通过SPD的最大连续工作电流值为Ic。为避免过电流保护设备或其它保护设备（如RCD）不必要动作，Ic值的选择非常有用。Ic的选择可参看“五分法”的利用分流来确定。B．保护距离主要指SPD的安装位置。一般SPD应安装在低压供电系统在建筑物的入口处多指在变压器的低压侧（特别说明：在公共配电系统中安装SPD必须取得公共配电系统管理部门如供电局的批准）的配电盘上。当配电盘与用电设备距离较远或用电设备需要多重保护时，SPD2、SPD3应尽可能的靠近被保护设备并在防雷区交界处做等电位连接。C．SPD的寿命和失效模式SPD的寿命是指其在使用期限内耐受规定的冲击能力。由于浪涌类型及浪涌出现的频率不同，SPD的寿命可以很长也可以很短。事实上，如果一个最大放电电流Imax为20KA（8／20μs）的 SPD，在安装几秒钟后便遭受了一个30KA（8／20μs）的雷击电流，这个SPD可能会损坏!这种情况下，SPD的实际使用寿命只有几秒钟!这种极端的情况说明预期寿命只可能是通过标准化测试得到的，而由厂家提供的预期使用寿命没有任何保证。唯一可能的途径是进行寿命长短的比较。在先前的例子中，两个最大放电电流分别为10KA和20KA（8／20μs）的SPD在几秒钟后都将会损坏，但一般来说，第二个SPD的寿命应该比第一个SPD的寿命长。一般应选择在标准老化试验条件下，测试SPD是否老化，而选用来老化的 SPD。另外还需考虑 UTOV、预计的雷击浪涌及与其它 SPD的协调，这样即使在 SPD失效时也能保证安全。失效模式取决于浪涌类型。很容易选择到失效时开路(直接地或通过脱离装置)的 SPD，而选择一个失效时短路的 SPD却很困难。无论采用何种类型，为避免发生供电电源扰动或中断，必须考虑 SPD与上游备用防护装置之间的配合。
    失效模式的作用：
    如果SPD的失效模式是开路(由SPD本身的非线性元件形成或由与SPD串联的内部或外部断路器与供电电源短路所形成)，则供电电源的连续性在SPD失效的情况下被保证。然而，应特别注意在电源的后备保护动作前 SPD的脱离能力。
    SPD的断路器和后备电源的保护的协调关系应作更认真的考查。对与电源在线相连的二端口 SPD或一端口 SPD，一个内部脱离装置可提供电源的连续性或不依赖于断路器在SPD中的位置，如图21所示。如果没有使用失效指示灯(遥控或本地)给断路器送信号，则用户将不会注意到设备己不再受保护，此时更容易感应浪涌进入。这种解决方法的主要优点是系统仍处于通电状态，其缺点是系统不再受保护。为了避免由于脱离而不再受保护，将装有断路器的 SPD并联使用是可行的，见图22。如果SPD的失效模式是短路(由 SPD本身引起或由一附加设备引起)那么，电源供电将由于系统的后备保护而中断。这种解决方法的优点是系统受到保护，主要缺点是系统不再被供电。
    除非，制造商申明一种特定的失效模式，（即假设 SPD能承受上述两种失效模式)，这时为了得到仅只一种失效模式(短路或开路情况)，一般可使用附加设备(如过电流断路器)。
    模糊状态是在 SPD的失效过程中出现的一个短时间的状态。为了产生一个明确的状态(短路或开路)，需要更多的附加设备(如热脱离装置)。
    备注：文献IEC60364-4-41(防触电保护)．对应用安全原则作了描述。D．SPD与其它外部设备的关系在正常状态下Ic应不会造成对任何人身安全危害（非直接接触）或设备故障（如RCD）。一般情况下对RCD，Ic应小于额定残压电流值（IΔn）的1/3。如果SPD安装在RCD（或熔断器、断路器）的负荷侧，则不能对由于浪涌引起的障碍跳闸，无意识动作或设备损坏提供任何保护。在故障状态下，为了不引起SPD与其它器件（如RCD，断路器等）相互干扰，SPD应配有必要的脱离装置。SPD与防过电流装置间的配合应达到在额定放电电流In下，过电流设备不动作（断路器未断开或熔丝未融化）。但当电流很大时如Imax时，过流保护设备必须动作。对有复位功能的过电流保护设备（如断熔器），在发生浪涌之后应能立即恢复正常状态。
    在这种情况下，在过流保护设备的响应时间内，所有浪涌将流过SPD。因此，SPD应有足够的能量承受力。由于这种现象引起的损坏不应认为 SPD己失效，因为此时设备仍被保护。如果用户不允许供电中断，则应该使用特殊配置或使用特殊过流保护设备。    说明1：对于强电流暴露环境，如外部防雷装置和架空输电线，过流保护装置允许在In时动作，如果In高于设备中所使用的保护装置的实际承受能力，此时应根据承受浪涌能力来选择SPD的额定放电电流。
    说明2：如使用开关型的 SPD发生火花放电，其工作性能将降低，除非开关类型 SPD为自熄式，否则较大的残压和续流对设备会产生不利影响，这就有必要与SPD入口处的过流保护系统协调。E．电压保护水平的选择
      在选择 SPD的最佳电压保护水平时，应考虑被保护设备的浪涌承受力和系统的额定电压。电压等级值越低，则保护性能越好。主要受到UC，UT、SPD的退化和与其它SPD的协调等因素的限制。
    说明：电压保护水平与Ⅰ类试验规定的Ipeak、Ⅱ类试验规定的In相关。Ⅲ类试验中电压保护水平由混合波试验(Uoc)来定义。F．被选择的SPD与其它SPD间的协调关系F．1．综述如上所述，为了使被保护设备承受的浪涌减少至设备可接受的值(较低的保护水平)， 有时需要安装两个(甚至更多)的SPD。
    为了获得两个（或更多的）SPD共同耐受电涌冲击值，需要根据它们的各自耐受电涌冲击值及其它特征进行协调，可参见图23。两个SPD间的阻抗Z(一般为电感)可以是一个物理器件或代表一定长度线的电感(一般为1μH／m)，当Z为一个实际阻抗时（物理器件），导线的电感因与阻抗Z相比较小可忽略。图23中Z代表了上述两种情况。事实上，由SPD至汇流排（等电位连接带）的电流回路也存在一定阻抗且发生的频数很大。当两个 SPD间未插入一特定阻抗时（物理器件），见图24，在这种情况下，电感Z表示两个SPD(Z／2)与回路(Z／2)之间连续的电感。若两SPD之间距离为10米长，则意味着两个SPD增加了5m的回路长度。
    说明1：以下应适合于经过Ⅰ类、Ⅱ类试验的单口SPD其中Ures的曲线为己知，曲线用8／20μs波形进行测量，且在厂家提供SPD技术文献中给出。Ⅲ类试验及二端口SPD需要作特殊考虑。
    说明2：图23表示出在没有连通设备的情况下，没有电流流过设备，全部浪涌由两个SPD承受。当浪涌发生在SPD终端及负载之间时则需作其它考虑。
    说明3：例子中忽略了连接导线。在实际情况中，连接导线对SPD间浪涌的分流有一定影响。说明4：出线及回路线紧密耦合能降低回路阻抗，且总的阻抗小于Z。F．2．协调问题
    协调问题可简单的规纳为要解决以下问题：假设有一个浪涌电流i进入时，电流i中哪部分将流过SPDl、又有哪一部分将流过SPD2？另外，这两个SPD能否耐受这个浪涌电流?为了更好地解决这些问题，图25给出了由一个电感器进行隔离两个氧化锌压敏电阻之间协调的典型例子，SPD2的 UP值较低，由于电感影响，浪涌波头的绝大部分波头浪涌，电流的大部分将流过 SPD1。在一定的时间内流过 SPD2的电流将逐渐增加，这个时间决定于电感及 SPD2的特性，依靠这种方法，总电流中越来越大一部分将流过SPD2。
    如果两个 SPD之间的距离和两者之间的传播时间由浪涌持续时间决定较短促，电感器影响可忽略不计，SPD2则可能过载。图24绘出了总电流、通过SPDl和SPD2的电流及SPDl和 SPD2两端的电压。较好的协调可以通过选择SPD使i2降到合理的(可接受的)值、考虑SPD之间的阻抗使 SPD之间进行较好的协调，这种方法自然将使SPD2的残压降至期望值。
    应该避免采取下述协调方法：
    —对SPD2进行超裕度的设计
    —如果i2过大，则由 EMC扰动将对建筑物内其它设备干扰，只考虑电流值处理协调问题还不够，有必要根据能量进行协调。为了确保两个SPD之间很好地协调，必须满足以下需要，称为能量法则。
    在此应用指南中，最大承受能量(Emax)定义为 SPD未退化时能承受的最大能量。Emax可由试验结果得出(1类试验电流为Iimp、Ⅱ类试验电流为Imax时，工作负载试验中所测量到的能量)。或通过厂家提供的数据如 Imax(II类试验)或Ipeak(I类试验)，Ures(Imax)或Ures(Ipeak)等获得Emax的值。两个 SPD间的距离l与起退耦元件作用的电感L相关。这个电感L可以退耦。另一种退耦方法是在两个SPD间安装一个电感阻抗器件。通常需要处理两类浪涌的协调：—与长波浪涌的协调（与I类试验中使用的一样）—与短波浪涌的协调（与II类试验中使用的一样）
    说明：应该强调：两个协调好的SPD的最大能量承受能力至少应等于两个SPD中最低的能量承受力。当只使用了一个SPD，但随后又需连接一个新的SPD，必须保证得到了恰当的协调。

    六、SPD的性能要求测试
    IEC61643-1用40多页的篇幅对用于低压系统的SPD的测试做出了要求，扼要介绍如下：
    1．测试种类： A．定型试验 定型试验定义见三．33。规定定型试验应按IEC61643-1表2要求共有6组试验系列，每组抽3个样品进行试验。试验中如均通过了试验要求，则可进行下一项试验。如有1个未通过，则必须重新抽取3个样品重新试验，并且这次必须通过，否则将判为不合格，并停止下一次试验。 试验不是对SPD的元件，而是对SPD整体进行测试。关于SPD的非线性元件：气体放电管（GDT）、雪崩二极管（ABD）、压敏电阻（MOV）、可控硅抑制管（TSS）等IEC标准61647-1～4另有规定。 B．例行试验 例行试验定义见三．34，其用以验证SPD是否满足其性能，且主要是查实在最大连续工作电压UC下，其IC值是否达到标准。 C．接收试验 接收试验是制造商和购买者之间根据合同进行的。合同中应注明对SPD总体数目的抽样比例。一般情况下接收试验包括如下项目：标志、铭牌、有关电气性能（一般按用户最关心的项目选取）。 以本文作者的理解，定型试验应按国家法令规定，由国务院气象主管机构提出防雷产品标准，并会同有关部门对测试机构进行认证，这些测试机构应是中立性的中介组织，本身不从事SPD的研究、开发、生产或销售。目前对“计算机信息系统防雷保安器”的管理，标准制定和测试均由某一个长期从事铁路系统防雷业务的单位（企、事业单位）一家独揽是不适当的，况且标准GA173与国际标准差距甚大，矛盾很多。

     2．定型试验的主要项目： SPD的定型试验要按制造商宣称的安装程序进行安装和电气连接，SPD将整个进行试验，包括器件上的线缆，不允许拆除其上的任何部件分别试验。SPD试验环境除制造厂商宣称的特殊环境外，一般应按本文三中提到的试验环境进行。试验设备均应达到标准规定的全部要求，应有严格的操作程序、记录方法和其它必要的管理规则。 A．脉冲冲击试验：分为Ⅰ类、Ⅱ类、Ⅲ类试验。 B．标志和标签：是否达到19项和8项的分别要求，是否牢固（有具体的试验方法）。 C．端子及其连接试验：端子连接部分的尺寸是否符合连接导体最小截面要求；固定方法、螺丝的固定可靠性、导电性能和物理强度；多股铜线与SPD连接端子的拉伸试验等等。 D．防直接接触试验：分非金属部分与金属部分，试验绝缘强度和接触（过渡）电阻。 E．SPD限制电压的测试：（略） F．操作规定测试：（略） G．断路器及过度疲劳时SPD安全性能试验：（略） H．电压降和额定负载电流试验：（略） J．附加试验：含线缆与泊口接线的紧固、机械强度、外壳强度、落球冲击测试、抗热性能、阻燃性、空气间隙和爬电距离、介电强度等等。
     IEC标准的试验是全面和严格的，比如对金属部件的含铜比例都做出了相应的规定。作者认为，生产厂商只有按国际标准生产和测试，才能对用户负责，企业才有生命力。作为组织管理部门更应以负责态度切实做好管理工作。作为用户更应有科学的态度，认真选用符合国际标准的合格产品。