SPD的选择原则方法

建筑物第一级低压电源SPD的选择顾俭（铁一院乌鲁木齐勘测设计院）摘要通过分析不同结构类型的电涌保护器（SPD）所具有的特点，依据相关规范，阐述了建筑物第一级低压电源SPD的选型原则，并给出了该处SPD的电涌能量承受能力和电压保护水平的校验计算过程。

关键词电压开关型SPD 电涌能量承受能力电压保护水平1 概述雷击电磁脉冲（LEMP）是由于闪电直接击在建筑物防雷装置上，导致与防雷装置相连的导体电位升高，并且对周围环境产生电磁辐射干扰，它对电子信息设备的危害最大。

雷电流的主要泄放通道是通过共用接地极、电源线路、各类信号传输线路和进入建筑物的金属管等导体。

雷击电磁脉冲的防护措施之一，是将以上通道和建筑物内所有金属物做等电位连接，减小建筑物内各金属物与各系统之间的电位差，从而达到保护电子设备的目的。

对于不能直接连接的带电体（如电力线和通信线等设施），应采用暂态连接的办法，即采用电涌保护器（SPD）连接。

正确的设计选型是使SPD对电子信息系统进行有效防护的必要前提，尤其是建筑物第一级低压电源SPD需要泄放掉进户低压电力线路上绝大多数的雷电流，作用至关重要。

然而在实际工程中经常出现建筑物内从室外引来的低压线路上安装的第一级SPD采用限压型金属氧化物压敏电阻产品、忽略了SPD的电涌能量承受能力和电压保护水平校验计算等错误做法。

本文将依据相关规范，阐述第一级低压电源SPD的选型原则和计算过程。

2 结构类型选择按照结构类型低压电源SPD 分为3种：电压开关型、限压型、复合型。

电压开关型SPD 具有在没有电涌时有很高阻抗，当出现电涌电压时能立即转变成低阻抗的特点，主要采用放电间隙类的非线形元件；限压型SPD具有没有电涌时具有很高的阻抗，随着电涌电流和电压的增加，其阻抗连续减小的特点，主要采用金属氧化物压敏电阻类的非线形元件；复合型SPD由电压开关型元件和电压限制型元件组成SPD，可表现出电压开关型或限压型特性或两者都有的特性，这决定于所加的电压的特性。

电涌保护器选型原则根据所选择的电涌保护器和预期的环境影响，保护系统的电源和设备所需的保护措施被分为三级。

分别对应国标GB50057-94（2000版）的耐冲击过电压类别的W类6KV、川类4KV、1类1.5KV 的I 级（B）、II 级（C）、III 级（D）电涌保护器（SPD）。

各级保护装置在浪涌放电能力水平和保护级别上有所不同。

在传统的三级保护概念情况下，其结构如下:IEC标准1024中10/350波型被定义为雷击电流波形，并且用于I级（B）分级试验产品的测试波形。

8/20波型定义为开关电磁脉冲的波形，并用于II级（C）分级试验产品的测试波形。

在同等幅值时两种冲击电流的库伦量的比及焦耳量之比：Q （10/350）〜20XQ （8/20）; E （10/350）〜200XE （8/20）。

能量配合在IEC 61312-3 （雷电电磁脉冲的保护第三部分：对电涌保护器的要求2000版）之7能量配合7.1能量配合的一般目的中指出“如果对0至Imax1（lpeak1）之间的每一个浪涌电流值，由SPD2耗散的能量低于或等于SPD2 的最大耐受能量（对去耦元件也是如此），则实现了能量的配合”。

这个最大耐受能量定义为SPD所能耐受的不致引起性能恶化的最大能量。

可以从试验结果获得（对I 级测试用Iimp ；对II级测试用Imax在工作状态试验中测出的能量）。

并且在IEC-61643-11标准中的（等同国际GB18802-1）“连接至低压配电系统的电涌保护器；第1部分；性能要求和试验方法（及2001年版修订件1号）”中的“电涌保护器的去耦”给出了“电压开关型SPD之间的配合及与电压限制型SPD的配合”指出去耦元件可采用分立设备，也可采用防雷区界面和设备之间的线缆的自然电阻和电感” 并给出了计算公式及结论－开关型与限压型之间线缆长度应为5-10 米，限压型SPD 之间线缆长度应为3-5 米，如达不到时，可串接足够电感量的去耦元件。

浪涌保护器(SPD)上端的断路器或熔断器的选择浪涌保护器（spd）上端的断路器或熔断器的选择2021-02-1608:21:42|分类：电气|标签：|字号大中小订阅浪涌保护器后备维护元件可以使用熔断器和小型断路器或塑壳断路器，与spd协调后，应当可以维护在额定电涌电流促进作用时，后备维护元件不动作，确保电涌电流的正常A3C，同时其促进作用在两支路上的残压ur高于用电设立备的保护水平up。

以保证系统及用电设备安全。

具体的选用可参见下表：放电（冲出）电流熔断器额定电流a断路器额定电流a备注5ka（8/10）32gg6c型15ka（8/10）40gg10c型20ka（8/10）50gg16c型30ka（8/10）63gg25c型40ka（8/10）100gg40c型60ka（8/10）160gg100c型25ka（10/350）250gg采用塑壳断路器35ka（10/350）315gg施耐德常用技术问题解答50ka(10/350)断路器为160ans160ntm-d35ka(10/350)断路器为125anc125hc65ka(8/20)100ka断路器为50ac65-nc100c40ka(8/20)断路器为20ac65c8~20ka(8/20)断路器为10ac65c浪涌保护器上端开关或熔断器选择方法：根据（浪涌保护器的最小保险丝强度a）和（所互连配电线路最小供电电流b）来确定（开关或熔断器的断路电流c）。

确认方法：当：b>a时c小于等于a当：b＝a时c小于a或不安装c当：b浪涌保护器前加设熔断器与否合理？？本人曾经做过一个工程进线的低压配电柜加设了浪涌保护器，浪涌保护器的前面加设了断路器，本人就不太明白既然起保护作用，就该时时刻刻起保护作用，为什么加设断路器？现在本人搞的一个工程居然在浪涌保护器前面设置了熔断器（没有断路器），本人也不明白，熔断器不是电流很大时ERM吗，ERM了还起至什么维护促进作用？？恳请高手给予指点，不胜感激。

电源系统SPD装设的选用原则
如果电气设备由架空线供电，或由埋地电缆引入供电，应在电源线处装设SPD。

当有重要的电子设备安装于建筑物内时，应在电源进线处和电子设备供电处根据设备耐过压的能力装设多级SPD。

1、 SPD的标称放电电流参考值如下：
（1）LPZ0A区（表一）
2、信息系统电源线路雷电浪涌保护器标称放电电流的选择标准，可根据表三要求选型
电源线路浪涌保护器标称放电电流参数值（表三）
6、SPD应配有空气开关或熔断器，额定工作电流一般取SPD同流容量1/1000,同时比电源回路前一级的空气开关的额定电流小。

在实际工作中，第一级SPD前段配100A的空气开关或熔断器
7、为防止配电线由于雷电流引起的空开跳闸，SPD一般并联安装在各级配电柜（箱）空气开关的电源输入侧，二端子SPD的选择，应考虑其负载功率不能超过二端子，并留有一定的余量，
8、浪涌保护器连接导线应平直，其长度不宜大于0.5m,当电压开关型浪涌保护器至限压型浪涌保护器之间的线路长度小于10m,限压型浪涌保护器之间的线路长度小于5m时，在两极浪涌保护器之间应加装退耦装置。

当浪涌保护器具有能量自动配合能时，浪涌保护器之间的线路长度不受限制。

浪涌保护器应有过电流保护装置，并宜有劣化显示功能。

9、配电线路各种设备耐冲击过电压额定值见（表六）。

浪涌保护器SPD的后备保护选用原则浪涌保护器SPD的后备保护选用原则樀要：通过对建筑物的电子信息系统各级防雷的电源线路浪涌保护器标称放电电流的I2t及电压保护水平的分析，说明浪涌保护器SPD的后备保护宜采用熔断器，并提出于建筑物的电子信息系统各级防雷相对应的电源线路浪涌保护器后备保护熔体额定电流推荐值关键词浪涌保护器 SPD 后备保护选用涌保护器后备保护熔体额定电流推荐值随着我国经济、社会的快速发展，各种电子信息技术产品越来越多地渗入到社会和家庭生活的各个领域，雷电过电压产生的危害和损失也越来越大，人们对雷电过电压的防治也空前的重视。

因此在民用和工业建筑中SPD（浪涌保护器）被大量的使用。

国标《建筑物电子信息系统防雷设计规范》（GB500343－2004）中根据建筑物电子信息系统所处的环境、重要性和使用性质以及遭受雷击的风险，把民用建筑物的电子信息系统防雷分为A、B、C、D四级，其中对SPD的通流容量也进行了规定。

详见下表：电源线路浪涌保护器标称放电电流参数值一问题的提出：《建筑物防雷设计规范》（GB-50057-94 2000年版）第6.4.4条规定“电浪涌保护器必须能承受预期通过它的雷电流，并应符合以下两个附加要求：通过电涌时的最大钳压，有能力熄灭在雷电流通过后产生的工频续流。

”但由于SPD的老化问题及检修方便，作为SPD故障短路的后备保护，SPD支路过流保护是必要的。

规范中只明确SPD后备保护器采用熔丝、断路器或剩余电流保护器，但没有明确多大通流容量的SPD，设置多大整定值的SPD支路过流后备保护。

各个SPD生产厂商的推荐标准也不一样，有的厂商甚至推荐不设置。

电气设计中究竟采用何种后备保护器以及整定值设为多少，也只能凭设计人员的经验值或厂商的推荐值来选取。

笔者查阅大量资料和结合工程实践提出以下几点不成熟的意见。

二SPD为什么要设置后备保护现在市场上可以购买的SPD主要可分为三种型式：电压开关型、电压限制型和复合型。

SPD的选择原则：首先划分建筑物内的雷电保护区，分为：LPZOA区、LPPB区、LPZl区及LPZn+l后续防雷区。

所有进入建筑物的外来导电物均在L—P20A或LP2PB与LPZl区交界处做等电位连接，并设置SPD，如有后续分区，一般也适用此原则。

然后，进行雷电流分流计算与雷击风险评估分级，并据此进行浪涌保护器的选择。

浪涌保护器从工作原理和性能上分为电压开关型、限压型和组合型。

(1)电压开关型SPD在无浪涌出现时为高阻抗，当浪涌电压达到一定值时突变为低阻抗，此类SPD通常采用放电间隙、充气放电管、闸流管和三端双向可控硅元件作为组件。

它的特点是放电能力强，但残压较高，通常为2—4kV，测试该器件一般采用10／350ps的模拟雷电：中击电流波形。

电压开关型SPD完全可以保护电气线路免遭雷电造成的涌流损害，特别适用于I级雷电过电压保护，所以，一般安装在建筑物LP20与LPZl区的交界处，可最大限度地消除电网后续电流，疏导10／350us的雷电冲击电流。

(2)限压型SPD在无浪涌出现时为高阻抗，随着浪涌电流和电压的增加，阻抗连续变小。

此类SPD通常采用压敏电阻、抑制二极管等作为组件，有时称这类SPD为钳制型SPD。

它的残压较低，测试该器件一般采用8／20us的模拟雷电：中击电流波形。

因其箝位电压水平比开关型SPD要低，故常用于II级或II级以下的雷电过电压和操作过电压保护。

它一般安装在雷电保护区建筑物内，疏导8／20us的雷电冲击电流，在过电压保护中具有逐级限制雷电过电压的功能。

(3)组合型SPD是由电压开关型组件和限压型组件组合而成，利用限压型组件对浪涌电压的反应速度非常快的特点，在一般雷电过电压的保护时，由它承受浪涌电流，其标称放电电流可达10—20kA；若遇到较大量级的雷电过电压，第一级由限压型组件组成的电路保险管自动断开，由第二级电压开关型组件进行雷电过电压保护。

作为组合型SPD，其电压型组件能随冲击电流容量一般>lOOkA。

SPD标称放电电流 In的选择2、电涌保护器称放电电流In值的选择原则对于在建筑物中所使用的电涌保护器（SPD）设备GB 50057-94（2000版）《建筑物防雷设计规范》这本国家强制执行标准做了如下要求：标准第6.4.4条规定“电涌保护器必须能承受预期通过它们的雷电流，并应符合以下两个附加要求：通过电涌时的最大箝压，有能力熄灭在雷电流通过后产生的工频续流。

”在建筑物进线处和其它防雷区界面处的最大电涌电压，即电涌保护器的最大箝压加上其两端引线的感应电压应与所属系统的基本绝缘水平和设备允许的最大电涌电压协调一致。

为使最大电涌电压足够低，其两端的引线应做到最短。

在不同界面上的各电涌保护器还应与其相应的能量承受能力相一致。

当无法获得设备的耐冲击电压时 220/380V 三相配电系统的设备可按表6.4.4选用。

220/380V三相系统各种设备耐冲击过电压额定值表6.4.4注：Ⅰ类──需要将瞬态过电压限制到特定水平的设备；Ⅱ类──如家用电器、手提工具和类似负荷；Ⅲ类──如配电盘，断路器，包括电缆、母线、分线盒、开关、插座的布线系统，以及应用于工业的设备和永久接至固定装置的固定安装的电动机等一些其他设备；Ⅳ类──如电气计量仪表、一次线过流保护设备、波纹控制设备。

GB 50057-94（2000版）《建筑物防雷设计规范》标准的表6.4.4同GB 50343-2004《建筑物电子信息系统防雷技术规范》标准的表5.4.1-1是一样的，后者引用前者，表中的数据都来自于IEC标准。

可见二者在对电涌保护器的选择和保护目的上是一致的。

都是依据线路中设备所能承受的冲击过电压值来进行选择。

IEC标准将由电网供电的电气设备按其耐雷电脉冲过电压水平划分为四级，以便合理地确定不同的防护措施。

雷电脉冲过电压可随雷电传导方向衰减，但调查表明这种衰减并不明显，更合理和实用的确定过电压水平的方法是概率统计法。

上述表中装置的标称电压为各国通用的标称电压。

电源系统电涌保护器（SPD）选用（2013版）一、主要依据《建筑物电子信息系统防雷技术规范》 GB50343-2012《建筑物防雷设计规范》 GB50057-2010二、按建筑物电子信息系统的重要性和使用性质，确定本单位目前的设计的建筑物（主要为住宅）的雷电防护等级为D级。

经计算当第一级浪涌保护器保护的线路长度大于100m 时，需设第二级浪涌保护器，当第二级浪涌保护器保护的线路长度大于50m时，需在被保护设备处设第三级浪涌保护器；在具有重要终端设备或精密敏感设备处，可安装第三级SPD。

三、SPD的选用原则及主要参数1、第一级SPD （主要安装在建筑物380V低压配电柜（箱）总进线处）1.1、在IPZ0A或LPZ0B区与LPZ1区交界处，在电源引入的总配电箱出应装设Ⅰ级试验的电涌保护器。

主要参数需满足以下要求：波形 10/350μS最大持续运行电压Uc≥253V电压保护水平Up≤2.5KV冲击电流Iimp≥12.5KA1.2、当进线完全在LPZ0B或雷击建筑物和雷击与建筑物相连接的电力线路或通信线上的失效风险可以忽略时，可采用Ⅱ级试验的电涌保护器。

主要参数需满足以下要求：波形 8/20μS最大持续运行电压Uc≥253V电压保护水平Up≤2.5KV标称放电电流In≥50KA1.3、过电流保护器（熔断器和断路器，优先使用熔断器），选用100A2、第二级SPD （主要安装在动力配电柜、楼层配电箱、水泵房、中央控制室、消防、电梯机房、屋面用电设备等）。

2.1、主要参数需满足以下要求：波形 8/20μS最大持续运行电压Uc≥253V电压保护水平Up≤2KV标称放电电流In≥10KA2.2、过电流保护器（熔断器和断路器，优先使用熔断器），选用32A3、第三级SPD （主要安装在重要的终端设备或精密敏感设备处，如信息机房、办公室入室配电箱等）。

3.1、主要参数需满足以下要求：波形 8/20μS最大持续运行电压Uc≥253V电压保护水平Up≤1.2KV标称放电电流In≥3KA3.2、过电流保护器（熔断器和断路器，优先使用熔断器），选用16A四、产品选用要求（需在说明中注明）选用的浪涌保护器（SPD）须经过北京雷电防护装置测试中心或上海防雷产品测试中心的检测通过，并经过当地防雷装置主管机构的备案。

SPD选择原则：（1）在电源引入的总配电箱处应装设Ⅰ级实验的电涌保护器：电压保护水平U p≤2.5KV；当无法计算确定时，冲击电流I imp≥12.5KA当采用GB50057-2010表J1.2（P89）中的接线形式2（3P+N接线）时，N线和PE线间电涌保护器的冲击电流为：I imp≥12.5KAx4=50KA（三相系统）；I imp≥12.5KAx2=25KA（单相系统）常常采用接线形式1，即N线和PE线间电涌保护器的冲击电流为：I imp≥12.5KA一类、二类、三类防雷建筑均按此规定装设，详见规范4.2.4-9一类（P18），4.3.8-4二类（P25）,4.4.7-2三类（P29）条款。

（2）当Yyn0或Dyn11型接线的配电变压器设在本建筑物内或外墙处，应在变压器高压侧装设避雷器，在低压侧的配电屏上也应装设电涌保护器。

a．当有线路引出本建筑物至其他独自敷设接地装置的配电装置时，应在母线上装设Ⅰ级实验的电涌保护器；电压保护水平U p≤2.5KV；当无法计算确定时，冲击电流I imp≥12.5KAb．当无线路引出本建筑物时应在母线上装设Ⅱ级实验的电涌保护器；电压保护水平U p≤2.5KV；当无法计算确定时，冲击电流I imp≥5KA；二类、三类防雷建筑均按此规定装设。

详见4.3.8-5二类（P25），4.4.7-2三类（P29）.（3）固定在建筑物上的节日彩灯，航空障碍标志灯等的配电箱应在开关的电源侧装设Ⅱ级实验的电涌保护器；电压保护水平U p≤2.5KV；标称放电电流In应根据具体情况计算确定，详见4.5.4-3（P32）二类防雷建筑物时，标称放电电流I n≥20KA；三类防雷建筑物时，标称放电电流I n≥15KA；屋顶风机配电箱内电涌保护器装设类同，只是电源开关一般为接通状态。

雷电流为高频电流，沿建筑物表面流走，屋顶配电线路分流电流很小，故采用Ⅱ级试验电涌保护器就可以了。

（4）靠近需要保护的设备处，即LPZ2区和更高处的界面处，当需要装设电涌保护器时，对电气系统宜选用Ⅱ级或Ⅲ级试验的电涌保护器；电涌保护器应与同一线路上游的电涌保护器在能量上配合，电涌保护器在能量上配合的资料应由制造商提供，若无此资料，Ⅱ级试验的电涌保护器应为：I n≥5KA，Ⅲ级试验的电涌保护器应为：I n≥3KA，详见6.4.5-2（P57）电涌保护器的电压保护水平的确定详见6.4.6（P57）（5）电子系统线路分金属线路和光缆两种情况按一类、二类、三类防雷建筑物分别装设不同类别的电涌保护器，详见一类4.2.4-11（P19）,二类12,4.3.8-7,8（P25），三类4.4.7-3,4（P29），即：金属线路分别选D1高能试验类型电涌保护器，短路电流分别为：2KA、1.5KA、1KA；光缆进线分别选B2类慢上升试验类型的电涌保护器，短路电流分别为：100A、75A、50A；这里的电子系统指敏感电子组合不见构成的系统。

1. 背景SPD在低压配电中的应用是非常广泛的，同时对低压测控装置的冲击耐压值是直接相关的，因此对 SPD的原理，选择与配合原则进行分析，对理解测控装置的冲击耐压要求很有必要，同时SPD因为存在失效的可能性，因此这也是电力运维的一部分。

2. 防雷分区其定义见下表， 这里需要注意的是装置的天线如果装在室外就属于LPZ0B。

装置做浮地系统不利于防雷击安全。

3.SPD的类型和指标SPD的类型分为下面3类：电压开关型：通流能力强，比较适用于LPZ0A，LPZ0B与LPZ1区交界处的雷电浪涌保护。

电压限制型：电压限制水平比电压开关型低，因此适用于LPZ0B与LPZ1以上的区。

复合型：综合以上两种的特点。

SPD的主要参数如下：最大持续工作电压Uc：允许施加于SPD两端的最大电压的有效值，Uc的最小值按照下面确定，注意Uc越大的，限制电压Up也会越大。

限制电压Up：表征SPD限制接线端子间电压的性能参数，对于电压开关型指的是规定陡度下的最大放电电压，对于电压限制型是指在规定电流波形下的最大残压，这个应该从电压的优先级列表中选择，优先级列表电压为2.5kV，2kV，1.8kV，1.5kV，1.2kV，1.0kV。

SPD 残压指的是当流过放电电流时电涌保护器指定端的峰值电压，也可以叫做雷电放电电流通过防雷设备时，其端子间呈现的电压，在不同电流作用下出现的最大残压值为电涌保护器的限制电压；电压保护水平为制造厂家规定的参数，此参数应大于电涌保护器的限制电压。

SPD的特点：（1）SPD是有泄露电流的，一般为微安级别。

（2）SPD有配合的波形，10/350μs波是模拟直击雷的波形，波形能量大； 8/20μs波是模拟雷电感应和雷电传导的波形。

电压开关型SPD主要泄放的是10/350μs电流波，限压型SPD主要泄放的是8/20μs电流波，因此安装在0区和1区交界处的SPD，应该选择10/350μs的。

4.SPD的配合和选择(1) 保护和测控装置过电压等级相关等级请看GB14598.3的下表，其中过电压类别I是指采取了特别措施，将冲击电压限制要额定冲击电压以下。

浪涌保护器的选用原则什么是浪涌保护器浪涌保护器（Surge Protector），英文简称SPD，又称过电压保护器（Overvoltage Protector），是一种用于保护电子设备、电视机、电脑、电话线路、电话交换机、电线等电力和通信设备的电气器材。

浪涌保护器的主要功能是对设备进行保护，防止因过电压等因素而造成的瞬间损坏或持续性损坏。

选用浪涌保护器的原则正确选择和应用浪涌保护器，可以大大提高电力和通信设备的使用寿命，减少因各种因素产生的损坏。

以下是选用浪涌保护器的原则：1. 合理的额定电压浪涌保护器的额定电压应与被保护设备的额定电压相一致，不能因为价格问题而缩小额定电压，否则会影响保护效果；也不能因随便选用超过被保护设备额定电压的浪涌保护器，这样做会导致保护器内的元器件发生短路并造成电路烧毁。

2. 安全性能好浪涌保护器的安全性能是防止由于保护器烧坏或损坏而导致的损失，所以必须确保浪涌保护器的安全性能要好。

3. 额定电流大浪涌保护器的额定电流要比被保护设备所需的电流大，这样才能保证在短时间内承受浪涌电流，对被保护设备进行保护。

4. 快速响应在保护电路中使用快速响应的浪涌保护器，可以保护设备免受过热或电路损坏的危险，并且可以帮助保持设备的正常工作状态。

5. 对设备不会产生负面影响浪涌保护器的设计要贴近设备的使用环境，避免不必要的破坏，否则会对设备产生负面影响，进而影响设备的工作正常。

如何正确使用浪涌保护器在正确选用浪涌保护器的基础上，正确使用浪涌保护器也非常重要：1. 与设备相连浪涌保护器必须与被保护设备相连，避免使用过长的电缆或滤波器等附加装置，否则会影响保护效果。

2. 良好的接地浪涌保护器对地的接线必须良好，避免失效或电流过高的问题。

3. 定期测试定期测试浪涌保护器的保护效果，可以确保浪涌保护器的正确使用和保护效果。

4. 及时更换浪涌保护器具有一定的使用寿命，在使用一定时间后，应及时对其进行更换，以确保设备的安全与正常运行。

以下是电源系统SPD选择的要点：1、根据被保护线路制式，例如：单相220V、三相220/380V TNC/TNS/TT等，选择合适制式SPD2、根据被保护设备的耐冲击电压水平，选择SPD的电压保护水平Up。

一般终端设备的耐冲击电压1.5kV，具体可参照GB 50343-5.4。

Up值小于其耐冲击电压即可。

3、根据线路引入方式，有无因直击雷击中而传到雷电流的风险，选择一级或者二级SPD。

一级SPD是有雷电流泄放参数的10/350波形的。

4、根据GB 50057-6.3.4里的分流计算，计算线路所需的泄放电流强度，选择合适放电能力的SPD，需要SPD标称放电电流参数大于线路的分流电涌电流即可。

至于型号，不同厂家型号不一，没什么参考价值。

建议选择知名品牌，现在防雷市场鱼龙混杂，不要贪图便宜而使用劣质产品。

浪涌保护器设计原理、特性、运用范畴设计原理在最常见的浪涌保护器中，都有一个称为金属氧化物变阻器（Metal Oxide Varistor，MOV）的元件，用来转移多余的电压。

如下图所示，MOV将火线和地线连接在一起。

MOV由三部分组成：中间是一根金属氧化物材料，由两个半导体连接着电源和地线。

这些半导体具有随着电压变化而改变的可变电阻。

当电压低于某个特定值时，半导体中的电子运动将产生极高的电阻。

反之，当电压超过该特定值时，电子运动会发生变化，半导体电阻会大幅降低。

如果电压正常，MOV会闲在一旁。

而当电压过高时，MOV可以传导大量电流，消除多余的电压。

随着多余的电流经MOV转移到地线，火线电压会恢复正常，从而导致MOV的电阻再次迅速增大。

按照这种方式，MOV仅转移电涌电流，同时允许标准电流继续为与浪涌保护器连接的设备供电。

打个比方说，MOV的作用就类似一个压敏阀门，只有在压力过高时才会打开。

另一种常见的浪涌保护装置是气体放电管。

这些气体放电管的作用与MOV相同——它们将多余的电流从火线转移到地线，通过在两根电线之间使用惰性气体作为导体实现此功能。

电涌保护器的性能要求和使用原则引言SPD （Surge Protective Device ）是国际电工委员会（IEC ）标准中对电涌保护器的英文缩写。

过去国内大多数生产厂商使用避雷器、低压避雷器、电子防雷器等名称均不够准确，使用避雷器一词易与使用于高压供电系统的避雷器相混淆，特别是国家标准已颁布了避雷器的内容和设有专门的检测单位，它们主要应用于高压系统。

行业标准GA173把SPD 定名为防雷保安器是与国家制定电器安全标准的规定相矛盾的，该标准对使用“安全”一词有特定规定，不允许把“安全”及类似含意的词与某元件联用，而且SPD 除具备有防雷的功能外，还有抑制投切过电压的作用。

在IEC61312、IEC61643和IEC60364等相关标准中对SPD 性能和安装使用提出了一系列要求，简要归纳出要点，以供讨论。

一、SPD 的定义：在GB50057-94《建筑物防雷设计规范》中，SPD 定名是过电压保护器：“用以限制存在于某两物体之间的冲击过电压的一种设备，如放电间隙，避雷器或半导体器具”。

近日标准起草人林维勇先生在为中国气象局组织起草的某标准草案讨论稿上郑重的将“过电压保护器”易名为“电涌保护器”，并以近期颁布的国际标准和美国标准做了更名的文字说明。

SPD 的定义应是，电涌保护器（SPD ）：用以限制瞬态过电压和引导电涌电流的一种器具，它至少应包括一种非线性元件。

这一观点将在林维勇先生执笔对GB50057-94局部修订条文征求意见稿中做为强制性国家标准出现。

二、SPD 的分类：SPD 可按几种不同方法进行分类：1．按使用非线性元件的特性分类：（设计电路拓朴）电压开关型SPD ：当没有浪涌出现时，SPD 呈高阻状态；当冲击电压达到一定值时（即达到火花放电电压），SPD 的电阻突然下降变为低值。

常用的非线性元件有放电间隙，气体放电管等。

开关型SPD 具有大通流容量（标称通流电流和最大通流电流）的特点，特别适用于易遭受直接雷击部位的雷电过电压保护。

国内S P D近十年来的市场规模⏹中国S P D行业2001-2004年市场整体年平均增长速度达不到25%；⏹2005-2006两年市场整体增长速度均超过40%的水平；可见在近两年的整体市场增长速度相比前几年显著加快，并且增长速度也较为稳定，2006年，中国电涌保护器市场规模在14亿元左右；⏹2007-2010年国内S P D产品市场年均增长速度已达到45%左右；⏹预计到2011年，中国S P D市场规模将可能达到六十多亿元。

S P D市场地理分布差异较大主要集中于东部经济发达雷击较频繁的南方地区，尤其是广东省、广西省、福建省、贵州省等省份，南方S P D厂商众多，竞争较为激烈，现在一些南方发达地区的二三级城市S P D的应用都已经比较普及；北方很多城市尚未开发，众多厂商在北方市场只重点开发了北京、天津、河北等北京周边地区，而东北、山西、内蒙，以及西部的大部分地区的S P D市场基本没有被开发出来。

S P D主要应用领域⏹电信、石油石化、铁路、建筑、自动化、交通、环境工程（如水处理）等领域；不同应用领域市场特点迥异，矿山、铁路、军队等应用领域对产品安全性要求高，而价格敏感度相对较弱，尽管单是铁路领域占S P D应用市场份额就接近10%，但目前没有那家厂商在中国铁路应用领域占据明显优势；⏹国外S P D品牌厂商近几年也试图对这几大领域将会持续关注，都在寻求市场介入。

⏹目前国产S P D主要应用于电信和建筑电气两大领域，也是国内大部分S P D厂商参与瓜分的领域；⏹在建筑电气领域，由于地方关系的影响因素较大，相对国外品牌企业来说客户开发会有一定难度；⏹在自动化领域由于市场门槛要求较高，目前只有少数国外主流品牌。

未来几年国内S P D市场发展前景分析国内市场将进一步被瓜分，各企业的市场份额会更加分散，几大品牌所占份额也将降低。

目前国内S P D市场主要由中光、思博、D E H N、雷安等十多家企业占领。

配电箱浪涌保护器的选用原则1)SPD的电压保护水平Up应始终小于被保护设备的冲击耐受电压daoUchoc,并且大于根据接地类型得出的电网最高运行电压Usmax,即Usmax<Up<Uchoc,若线路无屏蔽,尚应计入线路感应电压,Uchoc宜按其值的80%考虑;(2)SPD与被保护设备两端引线应尽可能短,控制在0.5m以内;(3)如果进线端SPD的Up加上其两端引线的感应电压以及反射波效应与距其较远处的被保护设备的冲击耐受电压相比过高,则需在此设备处加装第二级SPD,其标称放电电流In不宜小于8/20μs3kA;当进线端SPD距被保护设备不大于10m 时,若该SPD的Up加上其两端引线的感应电压小于设备的Uchoc的80%,一般情况在该设备处可不装SPD;(4)当按上述第3点要求装的SPD之间设有配电盘时,若第一级SPD的Up加上其两端引线的感应电压保护不了该配电盘内的设备,应在该配电盘内安装第二级SPD,其标称放电电流In不宜小于8/20μs5kA;(5)当在线路上多处安装SPD时,电压开关型SPD与限压型SPD之间的线路长度不宜小于10m,限压型SPD之间的线路长度不宜小于5m。

例如:被保护设备与配电中心距离较近,在线路敷设上可特意多绕一些导线;(6)当进线端的SPD与被保护设备之间的距离大于30m时,应在离被保护设备尽可能近的地方安装另一个SPD,通流容量可为8kA;(7)选择SPD时应注意保证不会因工频过压而烧毁SPD,因SPD是防瞬态过电压(μs级),工频过电压是暂态过电压(ms 级),工频过电压的能量是瞬态过电压能量的几百倍,因此,应注意选择较高工频工作电压的SPD;(8)SPD的保护:每级SPD都应设保护,可采用断路器或熔断器进行保护,保护器的断流容量均大于该处最大短路电流;(9)此外,选用SPD时还应注意:响应时间尽可能快;使用寿命的长短、价格因素、可维护性要好、通流容量的大小、耐湿性能等方面。