电气元器件解析—SPD浪涌保护器

　　一、SPD浪涌保护器简述

　　浪涌保护器（电涌保护器）又称防雷器（简称SPD），适用于交流50/60HZ，额定电压220V至380V的供电系统（或通信系统）中，对间接雷电和直接雷电影响或其他瞬时过压的电涌进行保护，适用于家庭住宅、第三产业以及工业领域电涌保护的要求，具有相对相，相对地，相对中线，中线对地及其组合等保护模式。

　　二、防雷元件及工作原理

　　2.1 压敏电阻（方形包封片）

　　“压敏电阻'是一种具有非线性伏安特性的电阻器件，主要用于在电路承受过压时进行电压钳位，吸收多余的电流以保护敏感器件，压敏电阻器的电阻体材料是半导体，所以它是半导体电阻器的一个品种。现在大量使用的'氧化锌'（ZnO）压敏电阻器，它的主体材料有二价元素锌（Zn）和六价元素氧（O）所构成。

　　常用的压敏电阻型号：5D、7D、10D、14D、20D、32D等型号，压敏电阻还有防暴的功能

　　2.2 放电管

　　放电管是一种使用于设备输入端的高压保护元件。若其两端的电压高过其保护规格值时，其内部会出现短路现象，并吸收掉输入的过高压。

　　气体放电管具有载流能力大、响应时间快、电容小、体积小、成本低、性能稳定及寿命长等特点;缺点是点燃电压高，在直流电压下不能恢复截止状态，不能用于保护低压电路，每次经瞬变 电压作用后，性能还会下降。

　　2.3放电间隙

　　放电间隙，又称保护间隙，它一般由暴露在空气中的两根相隔一定间隙的金属棒组成，其中一根金属棒与所需保护设备的电源相线L1或零线（N）相连，另一根金属棒与接地线（PE）相连接，当瞬时过电压袭来时，间隙被击穿，把一部分过电压的电荷引入大地，避免了被保护设备上的电压升高。这种放电间隙的两金属棒之间的距离可按需要调整，结构较简单，其缺点是灭弧性能差。改进型的放电间隙为角型间隙，它的灭弧功能较前者为好，它是靠回路的电动力F作用以及热气流的上升作用而使电弧熄灭的。

　　2.4抑制二极管

　　瞬变电压抑制二极管简称TVS管.是一种高性能的保护器件,当TVS二极管承受高瞬态能量冲击,它能以微秒的速度吸收浪涌电流.电压.保护电器设备.TVS管体积小.反应时间快等特点.在防雷击.防过压.防静电.抗干扰的家用电器.仪器仪表.通讯设备.计算机.安防.卫星导行等设备中广泛使用.

　　2.5退耦器

　　退耦器对瞬时高能雷电流的极佳的电感特性在雷电来临时保证电涌保护器的可靠操作，如果电网中有几个电涌保护器，它们将会互相影响，这就意味着，并联的保护器之间必须达到能量的配合。配合的效果是当由雷电形成一个浪涌过电压时，电涌保护器（B级）将可靠地响应，带走高能量的电流，以保护其它电涌保护器（C级或D级）。

　　三、浪涌保护器分类及作用

　　3.1开关型（防护10/350 μs ）

　　开关型SPD为间隙放电型器件，其雷电能量泻放能力大，在线路上使用的主要作用是泄放雷电能量；

　　3.2限压型（防护8/20μs ）

　　限压型SPD为氧化锌压敏电阻器件，其雷电能量泻放能力小，但其过电压抑制能力好，在线路上使用的主要作用是限制过电压

　　3.3组合型（开关型&限压型）

　　3.4混合型

　　四、交流供电系统SPD的应用

　　4.1 I类浪涌保护器（SPDI）

　　I类浪涌保护器（Surge protective devices ）

　　用于实现等电位联接并防止雷电沿线侵入。 这类浪涌保护器用(10/350 μs)的模拟雷电波测试。

　　4.2 II类浪涌保护器

　　II类浪涌保护器 用于实现室内设备等电位联接并防止感应雷电波的侵入。与I类浪涌保护器配合使用。

　　这类浪涌保护器用 (8/20 μs)模拟雷电波测试。

　　4.3 III类浪涌保护器

　　III类浪涌保护器 安装在电子设备接口处，用于实现等电位联接，进一步限制残余过电压。

　　该类浪涌保护器用1.2/50 μs的开路电压及 8/20 μs 的短路电流模拟波形进行测试。

　　五、安装SPD的要求

　　SPD的使用安装应对低压电气线路和设备起到电涌保护作用，同时不应因SPD的安装造成低压电气系统的故障和事故。因此，有如下三项基本要求：

　　a. 安装SPD之后，在无电涌发生的情况下，SPD不应对低压电气系统正常运行产生影响。

　　b. 安装SPD之后，在有电涌发生的情况下，SPD应能承受预期通过它们的雷电流而不损坏并能箝制电涌电压和分走电涌电流。

　　c. 在电涌电流通过后，SPD应迅速恢复到高阻状态，切断可能经SPD流到PE线的工频续流。