2.浪涌保護器
也叫防雷器，是一種為各種電力設備、儀器儀表、通訊線(xiàn)路等提供安全防護的裝置。當電氣回路或者通信線(xiàn)路中因為外界的干擾突然產(chǎn)生尖峰電流或者電壓時(shí)，浪涌保護器能在極短的時(shí)間內導通分流，從而避免浪涌對回路中其他設備的損害。
從以下資料可以看出，浪涌保護器也是防雷器的一種，但是有很大的區別。
二、避雷器與浪涌保護器的比較
避雷器指建筑物避雷器，與避雷針、接地排等一起形成一個(gè)法拉第籠，防止建筑物被損壞，避雷器的基本原理是把雷擊電磁脈沖(LEMP)導入地進(jìn)行消解。但是為什么在安裝避雷器后仍有大量的建筑物及其里面的設備被雷擊損壞呢?
首先，避雷器的導線(xiàn)采用銅鐵合金，因此其導線(xiàn)性能是有限的，反應速度僅為200微妙(uS)。而LEMP的半峰速度(能量達到最大值)為20微妙(uS)，也就是說(shuō)LEMP的速度快于避雷器，這樣避雷器把第一次直擊雷導入地后，對于二次雷、三次雷往往反應不過(guò)來(lái)，直接泄漏打在設備上。也就是說(shuō)，避雷器對二次雷、三次雷幾乎不起作用。
其次，LEMP導入地后，會(huì )從地返回形成感應雷。感應雷會(huì )從所有含有金屬的導線(xiàn)上泄漏到設備(網(wǎng)線(xiàn)、電源線(xiàn)、信號線(xiàn)、傳輸線(xiàn)等)。由于避雷器是單向作用的，因此它對感應雷不起作用，感應雷可以直接打壞設備。更何況，導線(xiàn)部分往往不會(huì )安裝避雷器。
再次，浪涌只有20%來(lái)自雷擊等外部環(huán)境，80%來(lái)自系統內部運行，避雷器對這80%是不起任何作用的。
根據分析來(lái)回答電涌保護器(SPD，有的稱(chēng)浪涌保護器)和避雷器的區別：
1、應用范圍不同(電壓)：避雷器范圍廣泛，有很多電壓等級，一般從0.4kV低壓到500kV超高壓都有(詳見(jiàn)樓上分析)，而SPD一般指1kV以下使用的過(guò)電壓保護器;
2、保護對象不同：避雷器是保護電氣設備的，而SPD浪涌保護器一般是保護二次信號回路或給電子儀器儀表等末端供電回路。
3、絕緣水平或耐壓水平不同：電器設備和電子設備的耐壓水平不在一個(gè)數量級上，過(guò)電壓保護裝置的殘壓應與保護對象的耐壓水平匹配。
4、安裝位置不同：避雷器一般安裝在一次系統上，防止雷電波的直接侵入，保護架空線(xiàn)路及電器設備;而SPD浪涌保護器多安裝于二次系統上，是在避雷器消除了雷電波的直接侵入后，或避雷器沒(méi)有將雷電波消除干凈時(shí)的補充措施;所以避雷器多安裝在進(jìn)線(xiàn)處;SPD多安裝于末端出線(xiàn)或信號回路處。
5、通流容量不同：避雷器因為主要作用是防止雷電過(guò)電壓,所以其相對通流容量較大;而對于電子設備，其絕緣水平遠小于一般意義上的電器設備，故需要SPD對雷電過(guò)電壓和操作過(guò)電壓進(jìn)行防護，但其通流容量一般不大。(SPD一般在末端，不會(huì )直接與架空線(xiàn)路連接，經(jīng)過(guò)上一級的限流作用，雷電流已經(jīng)被限制到較低值，這樣通流容量不大的SPD完全可以起到保護作用，通流值不重要，重要的是殘壓。)
6、其它絕緣水平、對參數的著(zhù)眼點(diǎn)等也有較大差異。
7、浪涌保護器適用于低壓供電系統的精細保護，依據不同的交直流電源電床可選擇各種相應的規格。電源浪涌保護器一精細由于終端設備離前級浪涌保護器距離較大，從而使得該線(xiàn)路上容易產(chǎn)生振蕩過(guò)電壓或感應到其他過(guò)電壓。適用于終端設備的精細電源浪涌保護，與前級浪涌保護器配合使用，則保護效果更好。
8、避雷器主材質(zhì)多為氧化鋅（金屬氧化物變阻器中的一種），而浪涌保護器主材質(zhì)根據抗浪涌等級、分級防護（IEC61312）的不同是不一樣的，而且在設計上比普通防雷器精密得多。
9、從技術(shù)上來(lái)說(shuō)，避雷器在響應時(shí)間、限壓效果、綜合防護效果、抗老化特性等方面都達不到浪涌保護器的水平。
共同點(diǎn)：都能防止雷電過(guò)電壓
因為上述原因，SPD也就應運而生。
SPD的原理是把LEMP轉化為熱能進(jìn)行消解，由于不是導通式，反應速度非�？�，可低于納秒，可以有效防止二次雷和三次雷。SPD分為電源SPD，精密儀器SPD，數字線(xiàn)路SPD，而且也是雙向作用的，因此可以有效防止感應雷。因此，IEEE標準規定，在安裝避雷器的同時(shí)應該加上SPD，以形成防雷的雙保險。
此外，SPD對于內部的80%的浪涌也能起到有效抑制作用，這是避雷器所不能做到的。
總體上講，避雷器是專(zhuān)門(mén)針對電氣設備免受雷電沖擊波所設置的防護設備，而浪涌保護器是比避雷器更先進(jìn)的防護設備，除開(kāi)雷電沖擊波，還可以極大程度消弱電力系統自身所產(chǎn)生的其它破壞性浪涌沖擊。在用電單位高壓進(jìn)線(xiàn)系統（10KV及以上）已裝設避雷器的情況下，在低壓系統中就應裝設防護功能更精密的浪涌保護器。
三、避雷器運用與說(shuō)明
1、線(xiàn)路避雷器防雷的基本原理
雷擊桿塔時(shí)，一部分雷電流通過(guò)避雷線(xiàn)流到相臨桿塔，另一部分雷電流經(jīng)桿塔流入大地，桿塔接地電阻呈暫態(tài)電阻特性，一般用沖擊接地電阻來(lái)表征。
雷擊桿塔時(shí)塔頂電位迅速提高，其電位值為
Ut=iRd L.di/dt (1)
式中 i——雷電流；
Rd——沖擊接地電阻；
L.di/dt——暫態(tài)分量。
當塔頂電位Ut與導線(xiàn)上的感應電位U1的差值超過(guò)絕緣子串50的放電電壓時(shí)，將發(fā)生由塔頂至導線(xiàn)的閃絡(luò )。即Ut-U1＞U50，如果考慮線(xiàn)路工頻電壓幅值Um的影響，則為Ut-U1 Um＞U50。因此，線(xiàn)路的耐雷水平與3個(gè)重要因素有關(guān)，即線(xiàn)路絕緣子的50放電電壓、雷電流強度和塔體的沖擊接地電阻。一般來(lái)說(shuō)，線(xiàn)路的50放電電壓是一定的，雷電流強度與地理位置和大氣條件相關(guān)，不加裝避雷器時(shí)，提高輸電線(xiàn)路耐雷水平往往是采用降低塔體的接地電阻，在山區，降低接地電阻是非常困難的，這也是為什么輸電線(xiàn)路屢遭雷擊的原因。
加裝避雷器以后，當輸電線(xiàn)路遭受雷擊時(shí)，雷電流的分流將發(fā)生變化，一部分雷電流從避雷線(xiàn)傳入相臨桿塔，一部分經(jīng)塔體入地，當雷電流超過(guò)一定值后，避雷器動(dòng)作加入分流。大部分的雷電流從避雷器流入導線(xiàn)，傳播到相臨桿塔。雷電流在流經(jīng)避雷線(xiàn)和導線(xiàn)時(shí)，由于導線(xiàn)間的電磁感應作用，將分別在導線(xiàn)和避雷線(xiàn)上產(chǎn)生耦合分量。因為避雷器的分流遠遠大于從避雷線(xiàn)中分流的雷電流，這種分流的耦合作用將使導線(xiàn)電位提高，使導線(xiàn)和塔頂之間的電位差小于絕緣子串的閃絡(luò )電壓，絕緣子不會(huì )發(fā)生閃絡(luò )，因此，線(xiàn)路避雷器具有很好的鉗電位作用，這也是線(xiàn)路避雷器進(jìn)行防雷的明顯特點(diǎn)。
以往輸電線(xiàn)路防雷主要采用降低塔體接地電阻的方法，在平原地帶相對較容易，對于山區桿塔，則往往在4個(gè)塔腳部位采用較長(cháng)的輻射地線(xiàn)或打深井加降阻劑，以增加地線(xiàn)與土壤的接觸面積降低電阻率，在工頻狀態(tài)下接地電阻會(huì )有所下降。但遭受雷擊時(shí)，因接地線(xiàn)過(guò)長(cháng)會(huì )有較大的附加電感值，雷電過(guò)電壓的暫態(tài)分量L.di/dt會(huì )加在塔體電位上，使塔頂電位大大提高，更容易造成塔體與絕緣子串的閃絡(luò )，反而使線(xiàn)路的耐雷水平下降。因為線(xiàn)路避雷器具有鉗電位作用，對接地電阻要求不太嚴格，對山區線(xiàn)路防雷比較容易實(shí)現。
2 線(xiàn)路避雷器使用及動(dòng)作情況
淄博電業(yè)局管轄的110kV龍博1線(xiàn)和35kV南黑線(xiàn)、炭謝線(xiàn)位于丘陵和山地，多年來(lái)經(jīng)常發(fā)生雷擊跳閘故障，據統計110kV龍博1線(xiàn)在1989～1996年共發(fā)生5次雷擊掉閘，35kV南黑線(xiàn)、炭謝線(xiàn)分別在1994～1997年各發(fā)生6次雷擊掉閘，雖然采取了各種措施，效果均不明顯。1997年在易遭雷擊的龍博1線(xiàn)62～64號和南黑線(xiàn)87、89、90號及炭謝線(xiàn)51號分別裝設了7組共20只線(xiàn)路型氧化鋅避雷器，安裝方式是在龍博1線(xiàn)和南黑線(xiàn)各懸掛3組9只，在炭謝線(xiàn)51號上相和下相各懸掛1只(該桿不久前遭雷擊)，經(jīng)過(guò)2個(gè)雷雨季節的考驗，線(xiàn)路未發(fā)生故障及掉閘事故。
3 避雷器的選型及安裝維護
線(xiàn)路避雷器有2種類(lèi)型，即帶串聯(lián)間隙和無(wú)串聯(lián)間隙2種，因運行方式不同和電站避雷器相比在結構設計上也有所區別。
線(xiàn)路避雷器安裝時(shí)應注意：(1)選擇多雷區且易遭雷擊的輸電線(xiàn)路桿塔，最好在兩側相臨桿塔上同時(shí)安裝；(2)垂直排列的線(xiàn)路可只裝上下2相；(3)安裝時(shí)盡量不使避雷器受力，并注意保持足夠的安全距離；(4)避雷器應順桿塔單獨敷設接地線(xiàn)，其截面不小于25mm2，盡量減小接地電阻的影響。
投運后進(jìn)行必要的維護：(1)結合停電定期測量絕緣電阻，歷年結果不應明顯變化；(2)檢查并記錄計數器的動(dòng)作情況；(3)對其緊固件進(jìn)行擰緊，防止松動(dòng)；(4)5a拆回，進(jìn)行1次直流1mA及75參考電壓下泄漏電流測量。
四、 浪涌保護器設計原理、特性、運用范疇
設計原理
在最常見(jiàn)的浪涌保護器中，都有一個(gè)稱(chēng)為金屬氧化物變阻器（Metal Oxide Varistor，MOV）的元件，用來(lái)轉移多余的電壓。如下圖所示，MOV將火線(xiàn)和地線(xiàn)連接在一起。
MOV由三部分組成：中間是一根金屬氧化物材料，由兩個(gè)半導體連接著(zhù)電源和地線(xiàn)。
這些半導體具有隨著(zhù)電壓變化而改變的可變電阻。當電壓低于某個(gè)特定值時(shí)，半導體中的電子運動(dòng)將產(chǎn)生極高的電阻。反之，當電壓超過(guò)該特定值時(shí)，電子運動(dòng)會(huì )發(fā)生變化，半導體電阻會(huì )大幅降低。如果電壓正常，MOV會(huì )閑在一旁。而當電壓過(guò)高時(shí)，MOV可以傳導大量電流，消除多余的電壓。隨著(zhù)多余的電流經(jīng)MOV轉移到地線(xiàn)，火線(xiàn)電壓會(huì )恢復正常，從而導致MOV的電阻再次迅速增大。按照這種方式，MOV僅轉移電涌電流，同時(shí)允許標準電流繼續為與浪涌保護器連接的設備供電。打個(gè)比方說(shuō)，MOV的作用就類(lèi)似一個(gè)壓敏閥門(mén)，只有在壓力過(guò)高時(shí)才會(huì )打開(kāi)。
另一種常見(jiàn)的浪涌保護裝置是氣體放電管。這些氣體放電管的作用與MOV相同 ——它們將多余的電流從火線(xiàn)轉移到地線(xiàn)，通過(guò)在兩根電線(xiàn)之間使用惰性氣體作為導體實(shí)現此功能。當電壓處于某一特定范圍時(shí)，該氣體的組成決定了它是不良導體。如果電壓出現浪涌并超過(guò)這一范圍，電流的強度將足以使氣體電離，從而使氣體放電管成為非常良好的導體。它會(huì )將電流傳導至地線(xiàn)，直到電壓恢復正常水平，隨后它又會(huì )變成不良導體。
這兩種方法都是采用并聯(lián)電路設計——多余的電壓從標準電路流入另一個(gè)電路。有幾種浪涌保護器產(chǎn)品使用串聯(lián)電路設計抑制電涌——它們不是將多余的電流分流到另一條線(xiàn)路，而是通過(guò)降低流過(guò)火線(xiàn)的電量�；旧险f(shuō)，這些抑制器在檢測到高電壓時(shí)會(huì )儲存電能，隨后再逐漸釋放它們。制造這種保護器的公司解釋說(shuō)該方法可以提供更好的保護，因為它反應速度更快，并且不會(huì )向地線(xiàn)分流，但另一方面，這種分流可能會(huì )干擾建筑物的電力系統。
抑制二極管：抑制二極管具有箝位限壓功能，它是工作在反向擊穿區，由于它具有箝位電壓低和動(dòng)作響應快的優(yōu)點(diǎn)，特別適合用作多級保護電路中的最末幾級保護元件。抑制二極管在擊穿區內的伏安特性可用下式表示：I=CUα，上式中α為非線(xiàn)性系數，對于齊納二極管α=7～9，在雪崩二極管α=5～7.
抑制二極管的技術(shù)參數主要有 ：
（1）額定擊穿電壓，它是指在指定反向擊穿電流（常為lma）下的擊穿電壓，這于齊納二極管額定擊穿電壓一般在2.9V～4.7V范圍內，而雪崩二極管的額定擊穿電壓常在5.6V～200V范圍內。
（2）最大箝位電壓：它是指管子在通過(guò)規定波形的大電流時(shí)，其兩端出現的最高電壓。
（3）脈沖功率：它是指在規定的電流波形（如10/1000μs）下，管子兩端的最大箝位電壓與管子中電流等值之積。
（4）反向變位電壓：它是指管子在反向泄漏區，其兩端所能施加的最大電壓，在此電壓下管子不應擊穿。此反向變位電壓應明顯高于被保護電子系統的最高運行電壓峰值，也即不能在系統正常運行時(shí)處于弱導通狀態(tài)。
（5）最大泄漏電流：它是指在反向變位電壓作用下，管子中流過(guò)的最大反向電流。
（6）響應時(shí)間：10-11us
作為輔助元件，有些浪涌保護器還配有內置保險絲。保險絲是一種電阻器，當電流低于某個(gè)標準時(shí)，它的導電性能非常好。反之，當電流超過(guò)了可接受的標準，電阻產(chǎn)生的熱量會(huì )燒斷保險絲，從而切斷電路。如果MOV不能抑制電涌，過(guò)高的電流將燒斷保險絲，保護連接的設備。該保險絲只能使用一次，一旦燒斷就需要更換。
SPD前端熔斷器應根據避雷器廠(chǎng)家的參數安裝。
如廠(chǎng)家沒(méi)有規定，一般選用原則：
根據（浪涌保護器的最大保險絲強度A）和（所接入配電線(xiàn)路最大供電電流B）來(lái)確定（開(kāi)關(guān)或熔斷器的斷路電流C）。
確定方法：
當：B>A時(shí) C小于等于A(yíng)
當：B＝A時(shí) C小于A(yíng)或不安裝C
當：B
在電子設計中，浪涌主要指的是電源(只是主要指電源)剛開(kāi)通的那一瞬息產(chǎn)生的強力脈沖,由于電路本身的非線(xiàn)性有可能有高于電源本身的脈沖;或者由于電源或電路中其它部分受到本身或外來(lái)尖脈沖干擾叫做浪涌。它很可能使電路在浪涌的一瞬間燒壞,如PN結電容擊穿,電阻燒斷等等。 而浪涌保護就是利用非線(xiàn)性元器件對高頻(浪涌)的敏感設計的保護電路,簡(jiǎn)單而常用的是并聯(lián)大小電容和串聯(lián)電感。
浪涌保護器（SPD）的分類(lèi)
按工作原理分：
（1）開(kāi)關(guān)型：其工作原理是當沒(méi)有瞬時(shí)過(guò)電壓時(shí)呈現為高阻抗，但一旦響應雷電瞬時(shí)過(guò)電壓時(shí)，其阻抗就突變?yōu)榈椭�，允許雷電流通過(guò)。用作此類(lèi)裝置時(shí)器件有：放電間隙、氣體放電管、閘流晶體管等。
（2）限壓型：其工作原理是當沒(méi)有瞬時(shí)過(guò)電壓時(shí)為高阻擾，但隨電涌電流和電壓的增加其阻抗會(huì )不斷減小，其電流電壓特性為強烈非線(xiàn)性。用作此類(lèi)裝置的器件有：氧化鋅、壓敏電阻、抑制二極管、雪崩二極管等。
（3）分流型或扼流型
分流型：與被保護的設備并聯(lián)，對雷電脈沖呈現為低阻抗，而對正常工作頻率呈現為高阻抗。
扼流型：與被保護的設備串聯(lián)，對雷電脈沖呈現為高阻抗，而對正常的工作頻率呈現為低阻抗。 用作此類(lèi)裝置的器件有：扼流線(xiàn)圈、高通濾波器、低通濾波器、1/4波長(cháng)短路器等。
按用途分：
（1）電源保護器：交流電源保護器、直流電源保護器、開(kāi)關(guān)電源保護器等。
（2）信號保護器：低頻信號保護器、高頻信號保護器、天饋保護器等。
浪涌保護器及其應用
1、浪涌電壓
電路在遭雷擊和在接通、斷開(kāi)電感負載或大型負載時(shí)常常會(huì )產(chǎn)生很高的操作過(guò)電壓，這種瞬時(shí)過(guò)電壓（或過(guò)電流）稱(chēng)為浪涌電壓（或浪涌電流），是一種瞬變干擾：例如直流6V繼電器線(xiàn)圈斷開(kāi)時(shí)會(huì )出現300V～600V的浪涌電壓；接通白熾燈時(shí)會(huì )出現8～10倍額定電流的浪涌電流；當接通大型容性負載如補償電容器組時(shí)，常會(huì )出現大的浪涌電流沖擊，使得電源電壓突然降低；當切斷空載變壓器時(shí)也會(huì )出現高達額定電壓8～10倍的操作過(guò)電壓。浪涌電壓現象日趨嚴重地危及自動(dòng)化設備安全工作，消除浪涌噪聲干擾、防止浪涌損害一直是關(guān)系到自動(dòng)化設備安全可靠運行的核心問(wèn)題�，F代電子設備集成化程度在不斷提高，但是它們的抗御浪涌電壓能力卻在下降。在多數情況下，浪涌電壓會(huì )損壞電路及其部件，其損壞程度與元器件的耐壓強度密切相關(guān)，并且與電路中可以轉換的能量相關(guān)。
為了避免浪涌電壓擊毀敏感的自動(dòng)化設備，必須使出現這種浪涌電壓的導體在非常短的時(shí)間內同電位均衡系統短接（引入大地）。在其放電過(guò)程中，放電電流可以高達幾千安，與此同時(shí)，人們往往期待保護單元在放電電流很大時(shí)也能將輸出電壓限定在盡可能低的數值上。因此，空氣火花間隙、充氣式過(guò)電壓放電器、壓敏電阻、雪崩二極管、TVS（Transientvoltagesuppressor）、FLASHTRAB、VALETRAB、SOCKETTRAB、MAINTRAB等元器件，是單獨或以組合電路形式被應用到被保護電路中，因為每個(gè)元器件有其各自不同的特性，并且具有不同的性能：放電能力；響應特性；滅弧性能；限壓精度。根據不同的應用場(chǎng)合以及設備對浪涌電壓保護的要求，可根據各類(lèi)產(chǎn)品的特性來(lái)組合出符合應用要求的過(guò)電壓保護系統。
2、浪涌電壓吸收器
浪涌噪聲常用浪涌吸收器進(jìn)行抑制，常用的浪涌吸收器有：
（1）氧化鋅壓敏電阻
氧化鋅壓敏電阻是以氧化鋅為主體材料制成的壓敏電阻，其電壓非線(xiàn)性系數高，容量大、殘壓低、漏電流小、無(wú)續流、伏安特性對稱(chēng)、電壓范圍寬、響應速度快、電壓溫度系數小，且具有工藝簡(jiǎn)單、成本低廉等優(yōu)點(diǎn)，是目前廣泛使用的浪涌電壓保護器件。適用于交流電源電壓的浪涌吸收、各種線(xiàn)圈、接點(diǎn)間浪涌電壓吸收及滅弧，三極管、晶閘管等電力電子器件的浪涌電壓保護。
（2）R、C、D組合浪涌吸收器
R、C、D組合浪涌吸收器比較適用于直流電路，可根據電路的特性對器件進(jìn)行不同的組合，如圖1（a）適用于高電平直流控制系統，而圖1（b）中采用齊納穩壓管或雙向二極管，適用于正反向需要保護的電路。
圖1R、C、D浪涌保護器 (a)單向保護(b)雙向保護
圖2TVS電壓（電流）時(shí)間特性
（3）瞬態(tài)電壓抑制器（TVS）
當TVS兩極受到反向高能量沖擊時(shí)，它能以10－12s級的速度，將其兩極間的阻抗由高變低，吸收高達數kW的浪涌功率，使兩極的電位箝位于預定值，有效地保護自動(dòng)化設備中的元器件免受浪涌脈沖的損害。TVS具有響應時(shí)間快、瞬態(tài)功率大、漏電流低、擊穿電壓偏差小、箝位電壓容易控制、體積小等優(yōu)點(diǎn)，目前被廣泛應用于電子設備等領(lǐng)域。
①TVS的特性
其正向特性與普通二極管相同，反向特性為典型的PN結雪崩器件。圖2是TVS的電流－時(shí)間和電壓－時(shí)間曲線(xiàn)。在浪涌電壓的作用下，TVS兩極間的電壓由額定反向關(guān)斷電壓VWM上升到擊穿電壓Vbr而被擊穿。隨著(zhù)擊穿電流的出現，流過(guò)TVS的電流將達到峰值脈沖電流IPP，同時(shí)在其兩端的電壓被箝位到預定的最大箝位電壓VC以下。其后，隨著(zhù)脈沖電流按指數衰減，TVS兩極間的電壓也不斷下降，最后恢復到初態(tài)，這就是TVS抑制可能出現的浪涌脈沖功率，保護電子元器件的過(guò)程。
②TVS與壓敏電阻的比較
目前，國內不少需要進(jìn)行浪涌保護的設備上應用壓敏電阻較為普遍，TVS與壓敏電阻性能比較如表1所示：
表1TVS與壓敏電阻的比較
參數 TVS 壓敏電阻
反應速度 10－12s 50×10－9s
是否老化 否 是
最高使用溫度 175℃ 115℃
器件極性 單雙極性 單極性
反向漏電流 5μA 200μA
箝位因子VC/Vbr 不大于15 最大7～8
封閉性質(zhì) 密封 透氣
價(jià)格 較貴 便宜
3、綜合浪涌保護系統組合
3.1三級保護
自動(dòng)控制系統所需的浪涌保護應在系統設計中進(jìn)行綜合考慮，針對自動(dòng)控制裝置的特性，應用于該系統的浪涌保護器基本上可以分為三級，對于自動(dòng)控制系統的供電設備來(lái)說(shuō)，需要雷擊電流放電器、過(guò)壓放電器以及終端設備保護器。數據通信和測控技術(shù)的接口電路，比各終端的供電系統電路顯然要靈敏得多，所以必須對數據接口電路進(jìn)行細保護。
自動(dòng)化裝置的供電設備的第一級保護采用的是雷擊電流放電器，它們不是安裝在建筑物的進(jìn)口處，就是在總配電箱里。為保證后續設備不承受太高的殘壓，必須根據被保護范圍的性質(zhì)，在下級配電設施中安裝過(guò)電壓放電器，作為二級保護措施。第三級保護是為了保護儀器設備，采取的方法是，把過(guò)電壓放電器直接安裝在儀器的前端。自動(dòng)控制系統三級保護布置如圖3所示。在不同等級的放電器之間，必須遵守導線(xiàn)的最小長(cháng)度規定。供電系統中雷擊電流放電器與過(guò)壓放電器之間的距離不得小于10m，過(guò)壓放電器同儀器設備保護裝置之間的導線(xiàn)距離則不應小于5m（即一級SPD與二級SPD連接線(xiàn)路間距至少10米，二級SPD與三級SPD連接線(xiàn)路間距至少5米）。
3.2三級保護器件
（1）充有惰性氣體的過(guò)電壓放電器是自動(dòng)控制系統中應用較廣泛的一級浪涌保護器件。充有惰性氣體過(guò)電壓放電器，一般構造的這類(lèi)放電器可以排放20kA（8/20μs）或者2.5kA（10/350μs）以?xún)鹊乃沧冸娏�。氣體放電器的響應時(shí)間處于ns范圍，被廣泛地應用于遠程通信范疇。該器件的一個(gè)缺點(diǎn)是它的觸發(fā)特性與時(shí)間相關(guān)，其上升時(shí)間的瞬變量同觸發(fā)特性曲線(xiàn)在幾乎與時(shí)間軸平行的范圍里相交。因此保護電平將同氣體放電器額定電壓相近。而特別快的瞬變量將同觸發(fā)曲線(xiàn)在十倍于氣體放電器額定電壓的工作點(diǎn)相交，也就是說(shuō)，如果某個(gè)氣體放電器的最小額定電壓90V，那么線(xiàn)路中的殘壓可高達900V。它的另一個(gè)缺點(diǎn)是可能會(huì )產(chǎn)生后續電流。在氣體放電器被觸發(fā)的情況下，尤其是在阻抗低、電壓超過(guò)24V的電路中會(huì )出現下列情況：即原來(lái)希望維持幾個(gè)ms的短路狀態(tài)，會(huì )因為該氣體放電器繼續保持下去，由此引起的后果可能是該放電器在幾分之一秒的時(shí)間內爆碎。所以在應用氣體放電器的過(guò)電壓保護電路中應該串聯(lián)一個(gè)熔斷器，使得這種電路中的電流很快地被中斷。
圖3放電器分布圖
（2）壓敏電阻被廣泛作為系統中的二級保護器件，因壓敏電阻在ns時(shí)間范圍內具有更快的響應時(shí)間，不會(huì )產(chǎn)生后續電流的問(wèn)題。在測控設備的保護電路中，壓敏電阻可用于放電電流為2.5kA～5kA（8/20μs）的中級保護裝置。壓敏電阻的缺點(diǎn)是老化和較高的電容問(wèn)題，老化是指壓敏電阻中二極管的PN部分，在通常過(guò)載情況下，PN結會(huì )造成短路，其漏電流將因此而增大，其值的大小取決于承載的頻繁程度。其應用于靈敏的測量電路中將造成測量失真，并且器件易發(fā)熱。壓敏電阻大電容問(wèn)題使它在許多場(chǎng)合不能應用于高頻信息傳輸線(xiàn)路，這些電容將同導線(xiàn)的電感一起形成低通環(huán)節，從而對信號產(chǎn)生嚴重的阻尼作用。不過(guò)，在30kHz以下的頻率范圍內，這一阻尼作用是可以忽略的。
（3）抑制二極管一般用于高靈敏的電子電路，其響應時(shí)間可達ps級，而器件的限壓值可達額定電壓的1.8倍。其主要缺點(diǎn)是電流負荷能力很弱、電容相對較高，器件自身的電容隨著(zhù)器件額定電壓變化，即器件額定電壓越低，電容則越大，這個(gè)電容也會(huì )同相連的導線(xiàn)中的電感構成低通環(huán)節，而對數據傳輸產(chǎn)生阻尼作用，阻尼程度與電路中的信號頻率相關(guān)。
五、 參考依據與文獻
1. IEC61643-12：2002 電涌保護器(SPD)第12部分：連接于低壓電力系統的電涌保護器——選型和應用原則。
2. IEC61643-1:1998，IDT ：低壓配電系統的電涌保護器（SPD）第一部分：性能要求和試驗方法
3.建筑物防雷設計規范（GB50057-94）工程建設標準局部修訂公告 第24號
4.中國氣象局第3號令《防雷減災管理辦法》
