浪涌保护器（SPD）是配电系统中重要的过电压防护设备，主要用于限制雷电过电压、操作过电压等瞬态电涌，将浪涌能量快速泄放到大地，从而降低设备端的过电压风险。

但在实际项目中，有些用户会遇到这样的情况：明明安装了浪涌保护器，雷雨天气设备还是损坏；SPD使用一段时间后出现失效；甚至SPD本身发生烧毁、短路或保护模块失效。

从天盾雷电的工程实践来看，SPD失效并不一定意味着产品本身质量有问题，更多时候与选型、安装、系统参数、雷电环境以及后期维护有关。下面从几个常见方面进行分析。

一、SPD选型不合理，是导致失效的常见原因

不同配电系统、不同雷电风险环境，对SPD的参数要求并不一样。

如果SPD的最大持续运行电压（Uc）选择不合理，例如系统正常运行电压长期接近甚至超过SPD的允许值，SPD内部压敏元件等保护组件可能长期承受较大电应力，导致老化加速，最终出现漏电流增大、热失控甚至失效。

另外，SPD的防护等级也不能简单按照“通流量越大越好”来选择。

例如，一级SPD主要承担较大的雷电流冲击，二级SPD主要用于进一步限制残余过电压。如果前后级SPD之间没有做好能量配合，后级SPD可能承受超出自身能力的冲击。

因此，SPD选型不能只看一个“Imax”参数，而应该综合考虑：

· 系统额定电压及接地形式；

· Uc最大持续运行电压；

· Iimp、In、Imax等放电能力；

· Up电压保护水平；

· 安装位置及雷电风险；

· 上下级SPD之间的能量配合。

IEC 61643-11:2025也进一步强调了SPD性能、安全及内部/外部脱离器等方面的要求。

解决方案：

在项目设计阶段，应根据配电系统实际参数和雷电风险进行选型，而不是单纯按照价格或最大放电电流选择SPD。对于重要配电系统，应建立一级、二级、三级分级防护体系，并做好级间协调。

 

二、SPD通流能力不足，遭遇大能量雷电冲击后失效

SPD本质上是一种“牺牲型”防护器件。

当雷电浪涌进入配电系统时，SPD需要在极短时间内导通，将浪涌电流泄放到接地系统。如果实际进入SPD的浪涌能量超过其设计承受能力，内部元件就可能出现永久性损伤。

例如：

实际雷电冲击能力 ＞ SPD设计承受能力

就可能造成SPD热击穿、压敏电阻老化甚至模块损坏。

尤其是在雷电活动频繁、架空线路较长、建筑物防雷等级较高或者存在雷电流直接入侵风险的场所，更需要合理配置一级SPD。

解决方案：

根据建筑物防雷类别、线路敷设方式以及雷电流分配情况确定SPD的通流能力。对于雷击风险较高的场所，可采用T1+T2+T3分级防护，使不同级别SPD分别承担不同的浪涌能量。

 

三、安装接线不规范，SPD“装了却没有发挥作用”

这是工程现场非常容易被忽略的问题。SPD的保护效果不仅取决于产品本身，还取决于接线方式。

雷电浪涌属于高频、快速变化的瞬态过程，连接导线本身存在电感。导线越长、弯曲越多，浪涌通过时产生的附加感应电压就越明显。GB 50057-2010明确提出，为获得较小的SPD有效电压保护水平，应采用合理接线，并缩短SPD连接导体长度。

简单来说：

SPD的Up很低，并不代表设备端最终承受的电压一定很低。

如果SPD距离设备较远，或者SPD进线、出线和PE线绕行很长，线路上的感应电压可能叠加到SPD残压上，导致设备端仍然出现较高的瞬态过电压。相关规范也特别关注SPD与被保护设备之间距离过大造成的振荡和感应过电压问题。

解决方案：

SPD连接线应尽可能短、直，减少不必要的弯曲和绕线。工程安装中通常需要重点控制SPD的连接导线长度，并根据具体系统采用合理的V形接线或其他适当接线方式。相关安装指导也强调SPD连接线应尽可能短。

 

四、接地系统不好，SPD泄流能力大打折扣

SPD的工作过程可以简单理解为：

“检测到浪涌 → 快速导通 → 将浪涌电流泄入接地系统。”

因此，SPD不是孤立工作的。

如果接地系统存在接地电阻偏大、接地连接不可靠、接地线过长、接地端子松动等问题，SPD泄放浪涌电流时就可能产生较大的地电位抬升和残余电压。

最终表现为：SPD动作了，但设备仍然受到过电压冲击。

严重情况下，SPD自身也可能因为泄流路径不合理而承受较大的电气应力。

解决方案：

SPD安装前，应检查接地系统状态，保证接地连接可靠，并尽量缩短SPD至接地端的连接路径。同时应做好等电位连接，避免不同接地系统之间产生较大的电位差。

 

五、SPD长期工作老化，也会导致最终失效

SPD并不是“安装一次，永久有效”。

在长期运行过程中，SPD可能反复承受：

· 雷电感应浪涌；

· 开关操作过电压；

· 电网波动；

· 暂时过电压；

· 高频瞬态干扰。

虽然单次冲击可能没有超过SPD的最大放电能力，但长期反复冲击会使内部保护元件逐渐老化。

以压敏型SPD为例，长期承受电应力后，压敏电阻性能可能发生变化，漏电流逐渐增加，最终触发热脱离机构。

因此，SPD的“失效”有时并不是突然发生，而是一个逐渐老化的过程。

解决方案：

对于重要配电系统，不能只依靠人工定期检查。可以采用带状态指示、遥信功能或智能监测功能的SPD，对SPD运行状态进行持续监测，及时发现异常。

 

六、没有配置合适的后备保护装置

SPD在发生严重故障时，需要通过内部或外部脱离保护实现安全退出。

如果后备保护配置不合理，可能出现SPD故障后无法及时脱离电网的问题，严重时甚至增加设备过热、短路或火灾风险。

现代SPD标准也越来越重视SPD的终止工作状态以及脱离保护能力。IEC 61643-11:2025对相关安全和脱离技术提出了新的要求。

解决方案：

应根据SPD产品技术参数配置匹配的后备保护装置，不能简单地认为普通断路器就一定适合作为SPD后备保护。选型时应综合考虑短路耐受能力、脱离特性以及SPD制造商的配套要求。

 

从天盾雷电的角度来看，判断一个浪涌保护系统是否可靠，不能只问：

“SPD是多少kA？”

更应该问：

“SPD选对了吗？装对了吗？接地可靠吗？前后级协调吗？运行状态是否可监测？”

一个真正有效的浪涌防护系统，需要形成从风险评估、方案设计、SPD选型、规范安装、接地与等电位连接，到运行监测和维护的完整闭环。

可以将SPD失效原因概括为：

选型不合理 → 通流能力不足 → 接线不规范 → 接地不可靠 → 级间不协调 → 长期老化 → 后备保护不合理。

因此，SPD防雷并不是简单地“买一个产品装上去”，而是一项系统工程。

对于电力、石化、通信、轨道交通、数据中心、工业自动化、光伏等重要场景，更应该根据实际雷电风险和配电系统结构进行针对性设计。

天盾雷电认为，好的防雷方案，不只是让SPD“能工作”，更重要的是让它在雷电真正到来时，能够安全、可靠、协调地工作，并在长期运行中保持可维护、可监测。

只有从“单一产品防护”走向“系统化防雷”，才能真正降低雷电浪涌对配电设备和电子系统造成的损害。