一、測控信號SPD防雷浪涌保護器的定義與作用

測控信號SPD防雷浪涌保護器是專門用于保護弱電系統(tǒng)中測量、控制、通訊及數(shù)據(jù)傳輸線路免受雷電感應(yīng)、電磁脈沖和操作過電壓影響的防雷裝置。它廣泛應(yīng)用于工業(yè)自動化系統(tǒng)、智能電網(wǎng)、石化監(jiān)控系統(tǒng)、水利監(jiān)測、交通信號、安防監(jiān)控、SCADA系統(tǒng)等場景中。

在防雷體系中，測控信號SPD屬于“弱電系統(tǒng)防雷”范疇，通常安裝于信號接口處、控制柜內(nèi)、數(shù)據(jù)采集模塊或通信設(shè)備前端。其主要作用是：當外部雷擊或電磁感應(yīng)引起瞬態(tài)高電壓（浪涌）侵入信號線路時，SPD能在納秒級內(nèi)導(dǎo)通，將浪涌電流泄放至地線，從而防止信號設(shè)備損壞、數(shù)據(jù)異常或通訊中斷。

二、測控信號SPD的工作原理

測控信號SPD主要基于壓敏電阻（MOV）+氣體放電管（GDT）+瞬態(tài)抑制二極管（TVS）的多級組合防護原理。

初級泄放階段（GDT）

當雷電或感應(yīng)浪涌侵入信號線路，氣體放電管首先動作，在高壓（通常為600~1000V）下?lián)舸?dǎo)通，將大部分浪涌能量迅速分流至地。它承擔(dān)了能量泄放的主要任務(wù)。

中級鉗位階段（MOV）

剩余的中等能量浪涌會由壓敏電阻進行二次鉗位，將電壓限制在幾十到幾百伏之間，保護后端電路不被過壓損傷。

精細保護階段（TVS）

瞬態(tài)抑制二極管用于對低電平信號進行精密鉗位，將電壓控制在安全范圍內(nèi)（通?！?V~±24V），確保信號不畸變、設(shè)備不受沖擊。

接地泄流通道

SPD的內(nèi)部三極或四極保護結(jié)構(gòu)使浪涌能量通過等電位連接的PE地線泄放。良好的接地系統(tǒng)（接地電阻≤4Ω）是SPD有效動作的關(guān)鍵條件。

其整體反應(yīng)時間約為1ns~25ns，能有效抑制浪涌電壓幅值并防止二次反擊。

三、地凱科技測控信號SPD防雷浪涌保護器的選型原則

依據(jù)信號類型選擇SPD類別

模擬信號（4-20mA、0-10V）→ 選用低壓鉗位、低泄漏電流型SPD；

開關(guān)量信號 → 選用中壓鉗位、響應(yīng)時間適中型SPD；

RS-485、CAN、Modbus通訊信號 → 選用雙向TVS結(jié)構(gòu)SPD；

網(wǎng)絡(luò)信號（RJ45）→ 選用以太網(wǎng)SPD，標稱速率應(yīng)≥傳輸速率（如100M/1G）。

地凱網(wǎng)絡(luò)關(guān)鍵參數(shù)建議值

工作電壓 (Un)：5V / 12V / 24V / 48V，與信號線路額定電壓匹配

最大持續(xù)運行電壓 (Uc)：1.2×Un 過高會影響信號，過低易誤動作

標稱放電電流 (In)：5kA (8/20μs) 代表SPD承受多次浪涌能力

最大放電電流 (Imax)：10kA (8/20μs)，表示SPD極限耐受浪涌能力

保護水平 (Up)：≤ 40V~800V（依型號），鉗位電壓越低保護越精確

響應(yīng)時間 (tA)：≤25ns 保證快速響應(yīng)

插入損耗：≤0.5dB，保持信號傳輸完整

接地電阻：≤4Ω，符合GB 50057《建筑物防雷設(shè)計規(guī)范》要求

接口形式選擇

接線端子式（適用于控制柜內(nèi)安裝）

RJ45/RJ11模塊式（適用于通訊接口）

BNC/螺紋式（適用于視頻與測控信號）

DIN導(dǎo)軌式（方便工業(yè)自動化系統(tǒng)集中安裝）

四、測控信號SPD的安裝與布線要求

安裝位置

在信號線路進入設(shè)備前端或機柜入口處安裝；

對于長距離傳輸（>50m）的信號，應(yīng)在兩端均安裝SPD形成“雙端保護”；

若有多級保護，應(yīng)遵循分級原則：外部浪涌→前級SPD→設(shè)備端SPD。

接地布線規(guī)范

SPD地線應(yīng)單獨引出，長度≤0.5m，截面積≥4mm2；

嚴禁多點接地回路；

與電源SPD的接地端應(yīng)共用等電位母排，避免電位差反擊。

安裝環(huán)境

運行溫度：-40℃~+85℃；

濕度：≤95%（無凝露）；

防護等級建議IP20~IP65（視現(xiàn)場環(huán)境而定）。

維護與檢測

定期檢測SPD接地連續(xù)性；

檢查SPD的失效指示窗口（若有紅色指示，則需更換）；

對雷暴頻發(fā)地區(qū)建議每年定期檢測SPD性能。

五、地凱科技測控信號SPD的行業(yè)應(yīng)用解決方案

電力與變電站自動化系統(tǒng)

在遠動RTU、智能終端FTU、監(jiān)控通訊模塊上安裝24V信號SPD，有效防止高壓感應(yīng)浪涌對信號接口的損壞，保障數(shù)據(jù)采集與控制命令可靠。

石油化工與過程控制系統(tǒng)

對DCS、PLC控制信號（4-20mA/24V）安裝防雷SPD模塊（In≥5kA，Up≤50V），防止雷擊感應(yīng)導(dǎo)致系統(tǒng)誤動作或停機。

水文水利與環(huán)保監(jiān)測系統(tǒng)

對傳感器信號、電磁閥控制線路和RS485通訊線路安裝信號SPD，確保野外測控站點在雷暴季節(jié)正常工作。

交通與軌道信號系統(tǒng)

在信號機、軌道控制器及通信傳輸單元配置信號SPD，可防止雷擊感應(yīng)造成信號燈誤閃或通信中斷。

通信與安防監(jiān)控系統(tǒng)

對視頻信號、以太網(wǎng)口、RS485總線安裝專用SPD模塊（Up≤30V、Imax≥10kA），防止雷擊導(dǎo)致攝像機、NVR損壞或網(wǎng)絡(luò)中斷。

地凱防雷測控信號SPD防雷浪涌保護器是弱電系統(tǒng)安全運行的關(guān)鍵屏障，它通過納秒級響應(yīng)的限壓與泄流技術(shù)，有效抑制雷電感應(yīng)、電磁干擾和操作浪涌。正確的選型、規(guī)范的安裝及良好的接地是保障防雷效果的核心。

依據(jù)GB/T 18802《浪涌保護器》、GB 50057《建筑物防雷設(shè)計規(guī)范》和IEC 61643系列標準，工程設(shè)計中應(yīng)將測控信號SPD與電源SPD、防雷接地系統(tǒng)有機結(jié)合，構(gòu)建全方位、分層次、系統(tǒng)化的雷電防護體系，以確保工業(yè)自動化、能源監(jiān)控、通信傳輸?shù)阮I(lǐng)域的長期安全穩(wěn)定運行。