摘要：
現(xiàn)有熔斷器和斷路器在與 SPD 配合使用時(shí)顯現(xiàn)出來的電涌電流耐受能力的不足，引出提升電涌電流耐受能力的方法。分析不同額定電流的斷路器，對(duì) SSD 工頻短路電路分?jǐn)嗄芰Φ挠绊懀詈蠼o出不同元器件的選用要點(diǎn)及配合建議。
隨 著 現(xiàn) 代 電 子 設(shè) 備 對(duì) 防 雷 保 護(hù) 的 要 求 日 益 嚴(yán) 格 ， 安 裝 電 涌 保 護(hù) 器
（SurgeProtectionDevice， SPD） 抑制線路上的浪涌和瞬態(tài)過電壓、泄放線路上的過電流成為現(xiàn)代防雷技術(shù)的重要環(huán)節(jié)之一。眾所周知，構(gòu)成電涌保護(hù)器的重要元器件是壓敏電阻（MOV），而壓敏電阻具有泄漏電流，在長期使用過程中可能會(huì)出現(xiàn)短路劣化，給系統(tǒng)帶來安全隱患。這就要求 SPD 需串聯(lián)過流保護(hù)裝置使用， 在 國 家 標(biāo) 準(zhǔn) GB50057-2010 《 建 筑 物 防 雷 設(shè) 計(jì) 規(guī) 范 》 的 附 錄 J 和GB/T18802.12-2014/IEC61643-12： 2008《低壓配電系統(tǒng)的電涌保護(hù)器（SPD） 第12 部分：選擇和使用導(dǎo)則》的附錄 K 中，都規(guī)定了在電涌保護(hù)器（SPD）靠近相線側(cè)需串聯(lián)安裝過流保護(hù)器，通常稱為 SPD 的后備保護(hù)裝置。
1 常見 SPD 后備保護(hù)裝置的電涌電流耐受能力
在目前的 IEC 標(biāo)準(zhǔn)及國內(nèi)的標(biāo)準(zhǔn)中，通常選用常見的過電流保護(hù)裝置熔斷器和斷路器作為 SPD 的后備保護(hù)裝置。由于熔斷器和斷路器主要作為工頻過電流的保護(hù)裝置，其電涌電流耐受能力并不是很理想。
1.1 常見熔斷器的電涌電流耐受能力
關(guān)于熔斷器的電涌電流耐受能力在 GB/T18802.12-2014/IEC61643-12 ： 2008 附錄 P 中有規(guī)定，如表 1 所示。
從表 1 可以看出：
a. 對(duì)于 I 類分類試驗(yàn) SPD（T1）來說，熔斷器的沖擊電流耐受能力很弱。對(duì)于沖擊電流 Iimp 為 10kA 的 SPD，需要額定電流為 160A 的熔斷器作為后備保護(hù)裝置； 對(duì)于 Iimp 為 25kA 的 SPD，需要額定電流為 315A 的熔斷器作為后備保護(hù)裝置。
b. 對(duì)于 II 類分類試驗(yàn) SPD（T2）來說，標(biāo)稱放電電流 In 為 25kA 的 SPD，需要額定電流為 80A 的熔斷器作為后備保護(hù)裝置；In 為 40kA 的 SPD，需要額定電流為 125A 的熔斷器作為后備保護(hù)裝置。
因此，無論是 T1 還是 T2 類 SPD，標(biāo)準(zhǔn)推薦的熔斷器的額定電流都明顯偏大， 而且往往會(huì)超過 SPD 上游母線上的過流保護(hù)裝置額定值，從而因過流保護(hù)參數(shù)倒置而導(dǎo)致 SPD 后備保護(hù)裝置無效。
1.2 常見斷路器的電涌電流耐受能力
目前，關(guān)于斷路器的電涌電流耐受能力，國內(nèi)或國外標(biāo)準(zhǔn)都沒有提出明確的匹配建議。上海市防雷中心防雷產(chǎn)品測(cè)試中心與知名斷路器廠家展開合作，對(duì)斷
路器的電涌電流耐受能力作了深入研究。
a. 斷路器在 10/350μs 沖擊電流下的耐受能力很弱，即使是 125A 額定電流的斷路器，也僅能耐受約 4kA 的 10/350μs 電流，基本無法和常用的 T1 類 SPD 配合使用。
b. 斷路器在 8/20μs 沖擊電流下的耐受能力和熔斷器類似，In 為 30kA 的 T2 類 SPD，需要額定電流為 100A 或 125A 的斷路器作為后備保護(hù)裝置，很可能超過了上游相線上過流保護(hù)裝置的額定值。
因此，斷路器無法直接與 T1 類 SPD 配合使用，或者因上下游過流保護(hù)參數(shù)倒置而導(dǎo)致 T2 類 SPD 的后備保護(hù)裝置無效?？梢姡瑹o論是熔斷器還是斷路器，要想
成為 SPD 合格的后備保護(hù)器，電涌電流耐受能力的提升刻不容緩。
2 電涌電流耐受能力的提升
目前常見的熔斷器或斷路器不能作為 SPD 專用后備保護(hù)器的矛盾點(diǎn)在于電涌電流的耐受能力和工頻過電流分?jǐn)嗄芰χg的矛盾。如果并聯(lián)一個(gè)電涌電流耐受能力相對(duì)較高的元件，使電涌電流流過該元件，而工頻電流仍然流過熔斷器或斷路器，這樣就提升了產(chǎn)品的整體電涌電流耐受能力，同時(shí)又能分?jǐn)喙ゎl過電流。氣體放電管（GDT）正好符合這個(gè)特性：在它未擊穿前，由于阻抗非常大，對(duì)工頻電流相當(dāng)于開路；而在電涌電流下會(huì)瞬間擊穿（響應(yīng)時(shí)間相對(duì)較快，在 ns 級(jí)別）， 擊穿后相當(dāng)于短路，會(huì)分流大部分的電涌電流。
由此可見，無論是熔斷器還是斷路器，并聯(lián)一個(gè)氣體放電管后均可以提升電涌電流耐受能力，斷路器的電涌電流耐受能力提升得尤為明顯，這是因?yàn)閿嗦菲鞯淖杩贡热蹟嗥鞯淖杩挂?，氣體放電管擊穿后，根據(jù)并聯(lián)電路的分流原理，電流和電阻成反比，導(dǎo)致并聯(lián)后，流經(jīng)熔斷器的電流大于流經(jīng)斷路器的電流，因此， 并聯(lián)后的熔斷器的電涌電流耐受能力不如斷路器。同時(shí)，由于氣體放電管存在續(xù)流，當(dāng) SPD 短路劣化、熔斷器熔斷后，如果續(xù)流不能遮斷，很容易引起火災(zāi)。對(duì)斷路器而言，可以將氣體放電管的一個(gè)極并聯(lián)在斷路器的動(dòng)觸頭回路上，當(dāng)斷路
器動(dòng)作后，自然也將氣體放電管從電路切斷了，這就避免了由于續(xù)流不能遮斷引起的火災(zāi)。
3 結(jié)論
民用建筑電氣設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn):GB51348-2019,對(duì)后備保護(hù)裝置使用提出具體要求： 1、分?jǐn)?/span> SPD 安裝線路的預(yù)期短路電流；
2、耐受通過 SPD 的電涌電流不斷開
3、分?jǐn)?/span> SPD 內(nèi)置熱保護(hù)所不能斷開的工頻電流。
專用的后備保護(hù)器就能很好的解決目前熔斷器和斷路器不能成為 SPD 合格的后備保護(hù)器。
