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现场管式并联SPD

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现场管式串联SPD

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产品特征			命名规则：KNF48i/C*□-□KNF----坤宁信号浪涌保护器;48----代表最大持续工作电压；C----表示串联□----表示几线制，有2,3；□----代表螺纹规格，I表示M20*1.5，N表示1/2NPT，NL表示3/4NPT，G表示G1/2，GL表示G3/4，P表示Pg13.5
● 本安和隔爆双认证● 多种螺纹规格可选● 多种外壳材料可选
技术参数
型号	KNF48i/C×2-I	KNF48i/C×3-I		KNF48i/C×2-N	KNF48i/C×3-N
标称电压Un	24VDC
最大持续工作电压Uc	48VDC
标称电流IN	600mA
冲击电流limp(10/350μs)	2.5kA
标称放电电流In(8/20μs)	10kA
最大放电电流Imax(8/20μs)	20kA
电压保护水平Up(线对线)	≤60V
电压保护水平Up(线对地)	≤600V
每线电阻	2.2Ω
响应时间（Ta）	≤1ns
插入损耗	≤0.5dB
带宽	10MHz
保护线数	2线	3线		2线	3线
螺纹规格	M20*1.5			1/2NPT
工作环境	温度:-40~+80°℃相对湿度：≤95%
测试标准	GB/T18802.21
外壳尺寸(不包括引线)	25mm×75mm
引线长度	200mm
引线截面积	1.5mm²
外壳防护等级(IEC 60529)	IP67
外壳材料/阻燃等级(UL94)	304或316
备注	标称电压Un值:5V,16V均可选。螺纹规格NL、G、GL、P型均可做。详细技术参数见产品说明书。
外形尺寸	产品图片
12NPT(T/F)) ÷ + M20*1.5,1/2NPT, Pg13.5
接线图
典型应用

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以太网SPD

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网络电源二合一SPD

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网络信号电源三合一SPD

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雷电知识与防护技术

INTRODUCTION TO LIGHTNING KNOWLEDGE

雷电是自然界最普遍的大气静电放电现象之一，地球每天约有四万多个雷暴中心形成，发生八百万次雷闪放电，平均每秒放电一百次左右，每次释放数百兆焦耳的能量。闪电的起源与大气电场有关，大气电场的变化使空气中的云团形成带电的雷云。雷云中不同部分之间聚集着不同极性的电荷，形成100万伏到100000万伏的高电位，当电位达到一定程度时，就会在云团的不同部分之间，不同云团之间以及云团与地面之间产生很强的电场，当空中的电场强度到达25-30kv/cm时，空气绝缘被击穿，在云与云之间，云与大地之间产生瞬间强火花放电，形成闪电。

雷电危害

LIGHTNING HAZARDS

随着现代科技的发展，大量精密电子设备如电力、通讯、网络设备、智能控制系统等微电子设备的应用越来越广泛，雷击及电涌会造成巨大的直接和间接经济损失。雷电对现代电子设备的安全构成极大威胁，其危害不仅在于受损设备的直接经济损失巨大，而且由此产生的间接损失和严重后果难以估量。雷电的危害可分为以下几种：

直击雷

直击雷是指雷电直击在建筑物构架、动植物上，因电效应、热效应和机械效应造成建筑物等损坏以及人员的伤亡。

闪电感应

闪电感应是雷电在雷云之间或雷云对地放电时，在附近户外传输信号线路、埋地电力线、设备间连接线或类似导体物上面产生强雷电的静电感应和电磁感应，并侵入设备，使串联在线路中间或终端的电子设备遭到损害。闪电感应虽然没有直击雷猛烈，但其发生的机率比直击雷高的多，闪电感应不论雷云对地闪击或雷云之间闪击，都可能发生并造成灾害。据有关资料介绍，当某处发生直击雷闪击时，以该点为中心，1.5KM为半径的圆内的电子设备，都可能遭受闪电感应的破坏，据统计80%以上设备的损坏是由闪电感应造成的。

雷电波侵入

由于雷电流有极大峰值和陡度，在它周围的空间出现瞬变电磁场，处在瞬变电磁场中的导体会感应出较大的电动势，而此瞬变电磁场，会在空间不定期产生电磁作用，也可以是电磁脉冲波辐射，而这种空间雷电电磁脉冲波(LEMP)是在三维空间范围里即雷电波对一切电子设备发生作用，因瞬变时间极短或感应电压很高，以致产生电火花。

地电位反击

地电位反击通常是指建筑物的外部防雷系统(如接闪针、接闪网等)遭受直接雷击，在接地电阻两端产生危险的过电压，此过电压由设备的接地线、建筑物、附近的其他建筑物的外部防雷系统或其他自然接闪物(各种管道、电缆屏蔽等)引入设备，造成设备的损坏现象。地电位的反击通常存在两种形式：

⚠雷电流流入大地时，由于接地电阻的存在，产生较大的压降，使地电位抬高，反向击穿设备；

B两个地网之间，由于没有离开足够的安全距离，其中一个地网接受了雷电流，产生高电位，则向没有接受雷击的地网产生反击，使得该接地系统上带有危险的电压。

地电位反击

电涌是如何产生的？

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电涌，也被称为瞬态过电压，是电路中出现的短暂的、异常高的电压或电流脉冲。电涌的产生原因主要包括外部因素和内部因素。

内部因素

大型设备启停

电动机启动：大型电动机在启动时，会从电网中吸取大量的启动电流，通常是其额定电流的数倍甚至更高。这会导致电网电压瞬间下降，而当电动机启动完成进入稳定运行状态后，电压又会恢复正常，这种电压的波动会在电网中产生电涌。

大型设备停机：大型设备停机时，其内部的电磁能量会迅速释放，可能会在设备的供电线路上产生反向的电动势，形成电涌。

感性和容性负载切换

感性负载：如变压器、电抗器等感性负载，在断开电路时，由于电感中的电流不能突变，会产生自感电动势，与电源电压叠加，形成很高的过电压，产生电涌。

容性负载：电容器等容性负载在投入或切除时，会引起电路中电场和磁场的急剧变化，导致电压和电流的突变，产生电涌。

电气故障

绝缘击穿：电气设备内部的绝缘材料由于老化、受潮、过电压等原因发生绝缘击穿时，会导致短路故障，瞬间产生大电流和高电压，形成电涌。

电弧放电：在一些电气设备中，如开关、接触器等，当触头在分断或闭合过程中，如果产生电弧，电弧的不稳定燃烧会导致电路中的电压和电流出现波动，产生电涌。

雷电保护分区LIGHTNING PROTECTION ZONE

电子信息系统和装置发生故障对于操作者来说是一件令人很不愉快的事，这就要求设备在一般情况下和雷击情况下都能正常地工作。一个综合的保护概念能帮助解决这个问题，雷电保护分区概念需要设计师、建筑师与操作员去计划、执行和控制保护措施，从而使所有相关的设备、装置和系统能被经济有效地保护。

即使在直击雷的情况下，也要保证复杂电气系统和信息系统的持续可用性，那么在建筑物防雷电保护系统基础上对电气和电子系统进行电涌保护是必须的。考虑到电涌产生的所有可能性是很重要的，基于这个目的，依据IEC62305-4:2024中描述的雷电保护分区概念(下图)可以把一个建筑物划分为不同的危险区，建立一个完整雷电保护系统。

EMC的雷电保护分区概念

雷电防护的基本原则

THE BASIC PRINCIPLES OF LIGHTNING PROTECTION

1、系统防护原则

信息系统防雷需遵循系统防护原则，将系统及运行环境视为整体，避免局部防护。系统防护主要包括线路与电子设备，二者紧密关联。线路防护可降低过电压、过电流风险，电子设备防护则防止雷击损坏。

以过程控制系统为例，防雷体系由外部与内部防雷系统构成，功能互补：

2、概率防护原则

雷电防护是概率保护，我们不可能提供100%的防护。

(1)雷电放电本身就有一定的随机性，雷电参数具有一定的统计性质，这就决定了建立在这些具有统计特性的雷电参数之上的所有防护措施不能提供100%的防护。如：直击雷防护绕击特性；雷电流幅值、波形等都具有统计特性。

(2)防雷装置不能阻止雷闪的形成。

(3)防雷器件不能理想地消除所有干扰电压/电流。采取保护措施的根本目的在于保护由干扰引起的大部分能量不扩散到装置的易损部件以及工作人员。

3、多级防护原则

多级防护的原则是基于防雷区的划分原则而定的。

从0级保护区到电内层保护区，必须实行分级保护。对于电源系统，可将其分为-IV级保护，从而将过电压降到设备能承受的水平。对于信号、信息系统，则分为粗保护和精细保护。粗保护量级根据所属保护区的级别。而精细保护则要根据电子设备的敏感度来选择。

雷电防护对策LIGHTNING PROTECTION COUNTERMEASURES

1、外部防雷

接闪针或接闪带、接闪网引下线和接地系统构成外部防雷系统，主要是为了保护建筑物免受雷击引起火灾事故及人身安全事故。

2、内部防雷

内部防雷系统则是防止雷电和其它形式的过电压侵入设备中造成损坏，这是外部防雷系统无法保证的。为了实现内部防雷，需要对进出保护区的电缆、金属管道等都要连接防雷及过压保护器，并实行等电位连接。

3、等电位连接

为了彻底消除雷电引起的毁坏性电位差，就特别需要实行等电位连接，电源线、信号线、金属管道等都要通过过电压保护器进行等电位连接，各个内层保护区的界面处同样要依此进行局部等电位连接，各个局部等电位连接棒互相连接，并最后与主等电位连接棒相连。

等电位连接图

4、接地处理

(1)接地种类：除防雷接地外，还包括交流工作接地、保护接地、直流工作接地等多种类型。

(2) 接地方式：

a.独立接地：防雷与电子设备接地分设，接地电阻一般不大于4Ω，采用汇流一点接地，与电子设备接地系统间距不宜小于20米；

b. 合设接地：防雷与电子设备接地共设，接地电阻不宜大于 { \bf 1 0 _ { \circ } }

技术名词解释

TECHNICAL TERM EXPLANATION

一、电涌保护器分类

1.电涌保护器：简称SPD,SurgeProtection Device的缩写，也称为浪涌保护器、防雷器、防雷栅、过电压保护器等。用于限制瞬态过电压和泄放电涌电流的电器，它至少包含一非线性的元件。

2.电压开关型SPD:没有电涌时具有高阻抗，当对电涌电压响应时能突变成低阻抗的SPD。电压开关型SPD常用的元件有放电间隙、气体放电管、晶闸管(可控硅整流器)和双向三极晶闸管。

3.电压限压型SPD：没有电涌时具有高阻抗，但是随着电涌电流和电压的上升，其阻抗将持续减小的\mathsf { S P D } _ { \mathsf { c } } 常用的非线性元件是：压敏电阻和抑制二极管。

4.复合型SPD:由电压开关型元件和电压限制型元件组成的SPD。其特性随所加电压的特性可以表现为电压开关型、电压限制型或两者皆有。

5.一级浪涌保护器：用于直接雷击或强感应雷击防护的设备，对应I类(Type1)SPD，主要用于LPZ0A→LPZ1区的雷电防护。测试波形：通过10/350μS电流波试验，雷击冲击电流(limp)：≥12.5kA。主要用在建筑总配电柜或进线端(如变压器低压侧、主开关柜入口)。

6.二级浪涌保护器：用于感应雷击、操作过电压雷击防护的设备，对应II类(Type2)SPD,主要用于LPZ1→LPZ2区的雷电防护。测试波形：通过8/20μs电流波试验，标称放电电流In≥20kA。主要用在楼层分配电柜中。

7.三级浪涌保护器：用于设备端精细防护的设备，对应III类(Type3)SPD,主要用于LPZ2区之后的雷电防护。测试波形：通过组合波(1.2/50μs+8/20μs)试验，电压保护水平U \mathsf { \Pi } \mathsf { I p } { <=slant } 1 0 0 0 \mathsf { V } _ { \circ } 主要用在终端设备前端。

8.电涌保护器前端的保护熔丝(后备保险熔丝)：在所有的电涌保护器的前端都必须安装前级保险丝。如果电路中的熔丝的额定值高于电涌保护器元件的最大容许熔丝，电涌保护器必须选择符合要求的前级熔丝串联在前端进行保护。

二、电涌保护器参数说明

1.标称电压U.：指与被保护系统的额定电压相符的电压，它标出的是交流或直流电压的有效值

2.最大持续工作电压U:允许持久地施加在SPD上的最大交流电压有效值或直流电压。

3.冲击电流 \mid _ { _ { { i m p } } } :它由电流峰值Ipeak、和电荷量Q确定，其试验应根据动作负载试验的程序进行。这是用于I级试验的SPD分类试验。

4.标称放电电流I:流过SPD具有8/20波形的电流峰值，用于Ⅱ类试验的SPD分类以及Ⅰ类、Ⅱ类试验的SPD的预处理试验。

5.最大放电电流 \boldsymbol { \mathsf { I } } _ { \mathsf { m a x } } :流过SPD,具有8/20μs波形电流的峰值，其值按Ⅱ类动作负载试验的程序确定。
\boldsymbol { \mathsf { I } } _ { \mathsf { m a } } , 应大于In。

6.电压保护水平 \mathbf { \nabla } * \mathbf { U } _ { \mathsf { P } } :表征SPD限制接线端子间电压的性能参数，其值可从优先值的列表中选择。该值应大于限制电压的最高值。

7.残压Ures:放电电流流过SPD时，在其端子间的电压峰值。

8.续流If：冲击放电电流以后，由电源系统流入SPD的电流。

9.保护模式：SPD保护元件可以连接在相对相、相对地、相对中线、中线对地及其组合。这些连接方式称为保护模式。

10.响应时间t：主要反应在防雷保护器里的特殊保护元件的动作灵敏度、击穿时间，在一定时间内变化取决于du/dt(电压上升速度)或di/dt(电流上升速度)的斜率。

11.传输频率 \mathbf { \mathop { f } } _ { \mathsf { G } } :信号线路电涌保护器的插入损耗<3db时的频率.

12.插入损耗A:在给定频率下保护器插入前和插入后的电压比率.

三、防雷技术术语说明

1.直击雷：闪电直接击于建(构)筑物、其他物体、大地或外部防雷装置上，产生电效应、热效应和机械力者。

2.闪电感应：闪电放电时，在附近导体上产生的雷电静电感应和雷电电磁感应，它可能使金属部件之间产生火花放电。

3.闪电电涌：闪电击于防雷装置或线路上以及由闪电静电感应或雷击电磁脉冲引发，表现为过电压、过电流的瞬态波。

4.闪电电涌侵入：由于雷电对架空线路、电缆线路或金属管道的作用，雷电波，即闪电电涌，可能沿着这些管线侵入屋内，危及人身安全或损坏设备。

5.防雷装置：用于减少闪击击于建(构)筑物上或建(构)筑物附近造成的物质性损害和人身伤亡，由外部防雷装置和内部防雷装置组成。

6.外部防雷装置：由接闪器、引下线和接地装置组成。

7.内部防雷装置：由防雷等电位连接和外部防雷装置的间隔距离组成。

8.防雷等电位连接(LEB):将分开的诸金属物体直接用连接导体或经电涌保护器连接到防雷装置上以减小雷电流引发的电位差。

9.接地装置：接地体和接地线的总合，用于传导雷电流并将其散入大地。

10.接地体：埋入土壤中或混凝土基础中作散流用的导体。

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