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浪涌保护器与防雷措施概述
防雷工作是现代建筑中尤其是高层建筑中的重要一环，做好防雷工作能够是建筑中的各种电子设备免受电涌或峰值电压的危害。
而浪涌保护器则是防雷工作中较为重要的元件。
下面是电工之家关于浪涌保护器与防雷措施的概述。
浪涌保护器又称SPD、防雷器、电涌保护器或避雷器，浪涌保护器的作用是将线路上出现的浪涌电压（瞬间过电压/浪涌电流）引导至接地装置，泄放到大地，保护电子设备免受“浪涌”的损害，从而达到保护设备的目的。
目前国内低压配电系统中所使用的浪涌保护器大多为金属氧化物避雷器也称氧化物避雷。
金属氧化物阀片是以氧化锌为主要成份，加入少量的铋、钴、铬、锰、锑等金属氧化物作为添加剂，经过混料、适粒、线型，在1000℃；以上的高温下烧制而成，形状呈圆饼形或环形，它有着优异的非线性物性，非线性系数α可低达0.01～0.04。
当正常工作时本身只有微安级的漏电流，它对过电压响应时间非常快，通流能力也很高。
整体来讲防雷工作可分为防直击雷和防感应雷，也可以理解为内部防雷和外部防雷。
过电压的保护也属防雷工作范畴，应涵盖在内部防雷工作当中去。
整体的防雷设计中主要有以下几项措施：避雷针、带；
引下线；
接地体；
屏蔽；
均压等电位；
减小接进耦合。
雷电与浪涌防护由于全球气候变暖，强雷电等极端天气频率和强度有所增强，城市化进程中雷电击穿空气的距离缩短，雷电对人类造成的经济损失也日趋严重。
我国每年因雷击造成的人员伤亡人数超过千人，财产损失超过5亿元。
《中国气象灾害年鉴2010》发布的统计数据： 2009年全国共发生雷电灾害13481起，其中造成火灾或爆炸121起，造成人身事故38起，导致371人死亡，310人受伤。
电力行业雷灾事故985起，石化行业117起，通信行业6125起。
我国每分钟约有70余次雷电发生，5%是云对地放电。
一个雷击点全球公认的危害半径大约是2公里。
电子产品则成了雷电间接袭击的对象。
雷电对电子设备造成破坏的途径是什么呢？一、通过导线直接传导：通过信号线，交、直流电源线等直接传导到电路中。
二、通过各种耦合途径：1.电阻耦合（地反击）：干扰源与工作回路之间存在一个公共阻抗，干扰源通过此阻抗所产生的电压，传导给工作回路。
2.电感耦合（电磁感应）：电感性耦合又称电磁耦合或电磁感应，它是由电路间磁场的相互作用而产生的。
产生这种耦合的主要原因是电路间存在着互感。
3.电容耦合（静电感应）：电容性耦合又称静电耦合或静电感应，它是由电路间电场的相互作用而产生的。
产生这种耦合的主要原因是电路间存在着分布电容。
那么如何减少或避免雷电对电子设备的损害呢？我们可以将被保护设备、系统所在的空间由外到内分为不同的雷电防护区以方便配置SPD等防雷器件，按照不同分区的具体要求安装相应等级的SPD，安装在线路由一个分区进入到另一个分区的位置。
只要有电气和电子设备，都有必要防雷击电磁脉冲，要安装SPD。
由于各类信息技术设备的集成度越来越高，抗电磁干扰及攻击的能力反而变差，雷电及人工产生的电磁环境危害日趋严重，越来越多的企业开始重视和应用防雷措施。
而安装电涌保护器在雷击对信息技术设备的破坏上起到了有效的防护作用。
避雷器和电涌保护器运用说明目录一、定义二、防雷器与浪涌保护器的比较三、线路避雷器运用及其说明四、浪涌保护器设计原理、特性、运用范畴五、参考依据与文献一、定义1.避雷器避雷器是变电站保护设备免遭雷电冲击波袭击的设备。
当沿线路传入变电站的雷电冲击波超过避雷器保护水平时，避雷器首先放电，并将雷电流经过良导体安全的引入大地，利用接地装置使雷电压幅值限制在被保护设备雷电冲击水平以下，使电气设备受到保护。
2.浪涌保护器也叫防雷器，是一种为各种电力设备、仪器仪表、通讯线路等提供安全防护的装置。
当电气回路或者通信线路中因为外界的干扰突然产生尖峰电流或者电压时，浪涌保护器能在极短的时间内导通分流，从而避免浪涌对回路中其他设备的损害。
➢从以下资料可以看出，浪涌保护器也是防雷器的一种，但是有很大的区别。
二、避雷器与浪涌保护器的比较避雷器指建筑物避雷器，与避雷针、接地排等一起形成一个法拉第笼，防止建筑物被损坏，避雷器的基本原理是把雷击电磁脉冲(LEMP)导入地进行消解。
但是为什么在安装避雷器后仍有大量的建筑物及其里面的设备被雷击损坏呢?首先，避雷器的导线采用铜铁合金，因此其导线性能是有限的，反应速度仅为200微妙(uS)。
而LEMP的半峰速度(能量达到最大值)为20微妙(uS)，也就是说LEMP的速度快于避雷器，这样避雷器把第一次直击雷导入地后，对于二次雷、三次雷往往反应不过来，直接泄漏打在设备上。
也就是说，避雷器对二次雷、三次雷几乎不起作用。
其次，LEMP导入地后，会从地返回形成感应雷。
感应雷会从所有含有金属的导线上泄漏到设备(网线、电源线、信号线、传输线等)。
由于避雷器是单向作用的，因此它对感应雷不起作用，感应雷可以直接打坏设备。
更何况，导线部分往往不会安装避雷器。
再次，浪涌只有20%来自雷击等外部环境，80%来自系统内部运行，避雷器对这80%是不起任何作用的。
根据分析来回答电涌保护器(SPD，有的称浪涌保护器)和避雷器的区别：1、应用范围不同(电压)：避雷器范围广泛，有很多电压等级，一般从0.4kV低压到500kV超高压都有(详见楼上分析)，而SPD一般指1kV以下使用的过电压保护器;2、保护对象不同：避雷器是保护电气设备的，而SPD浪涌保护器一般是保护二次信号回路或给电子仪器仪表等末端供电回路。
防雷工程中使用浪涌保护器的作用防雷工程是指为了保护建筑物、设备和人员免受雷电危害而采取的一系列技术措施。
防雷工程主要包括外部防雷和内部防雷两个方面。
外部防雷是指在建筑物外部设置避雷针、避雷带、避雷网等装置，以吸引或拦截雷电，并将其安全地导入地下。
内部防雷是指在建筑物内部设置接地系统、均压系统、屏蔽系统和浪涌保护系统，以消除或减小雷电感应电压、雷电侵入电压和静电放电对设备和人员的危害。
浪涌保护系统是内部防雷的重要组成部分,它的作用是限制或消除由雷电直击或感应引起的过电压和过电流对电气设备和信号线路的破坏地凯科技浪涌保护系统主要由浪涌保护器（SPD）和其连接线路组成。
浪涌保护器是一种非线性元件，它在正常情况下呈高阻态，不影响正常工作电压；当发生过电压时，它迅速变为低阻态，将过电压泄放到地或其他回路中，从而保护被保护设备。
地凯科技浪涌保护器的选择和安装应遵循国家标准《建筑物防雷设计规范》（GB50057-2010）1和《低压配电系统浪涌保护器的选择与应用》（GB/T18802.1-2011）2的规定。
根据不同的安装位置和功能，浪涌保护器分为一级、二级和三级三种类型。
一级浪涌保护器主要用于建筑物进线处或总配电箱处，用于承受直接雷击或感应雷击引起的大电流冲击；二级浪涌保护器主要用于分配电箱处或重要负荷处，用于承受由一级浪涌保护器未能完全限制的过电压冲击；三级浪涌保护器主要用于终端设备处或敏感负荷处，用于承受由二级浪涌保护器未能完全限制的过电压冲击。
浪涌保护器的选择应根据被保护设备的耐冲击水平、供电系统的类型、接地方式、额定工作电压、标称放电电流、最大连续工作电压、最大放电能力、最小响应时间等参数进行。
一般来说，一级浪涌保护器应具有较高的最大放电能力（不小于60kA）,二级浪涌保护器应具有较低的电压保护水平（不大于2.5kV）,三级浪涌保护器应具有较快的响应时间（不大于25ns）。
此外，还应考虑浪涌保护器的可靠性、安全性、可视化指示、远程信号输出等功能。
浪涌保护器和避雷器的区别对于电力系统中的电气设备而言，浪涌和雷击都是常见的问题。
浪涌和雷击会对电气设备造成不同程度的损坏，甚至可能导致设备的短路、火灾等安全事故。
为了保护电气设备的安全运行，我们通常会使用浪涌保护器和避雷器。
浪涌保护器和避雷器都属于电力系统的过电压保护装置。
它们的主要作用是为了保护电气设备免于过电压的侵害。
然而，它们在工作原理、适用范围、使用方法以及应用场合上都存在很大的差异。
浪涌保护器工作原理浪涌保护器是通过快速隔离和限制浪涌过电压，将过电压的能量释放到地线上，保护电气设备不受过电压侵害。
浪涌保护器相当于一种“消弧器”，它可以在电气设备中引入一个小的不规则电容，利用这个电容来消除过度电压。
适用范围浪涌保护器一般用于保护电气设备不受瞬态过电压和电磁脉冲的影响，比如对于机器人、医疗设备、工业设备等高敏感电子产品使用浪涌保护器可以有效的保护设备免受过电压伤害。
使用方法浪涌保护器的安装位置通常设置在供电线路与受电设备之间，可以直接与设备的输入端口相连，可以在电源线或信号线上安装，视具体的应用场景而定。
需要注意的是，浪涌保护器的工作原理需要保证地线的良好使用，因此在使用时需要注意地线的连接和接地。
避雷器工作原理避雷器是一种用来抵抗雷击过电压的设备。
其主要是通过引导电纹波的能量，将电纹波的能量放到地球上，以达到防雷的目的。
避雷器的工作原理类似于一台变压器，其主要是根据不同的电场和电荷性质之间的相互作用，将电纹波能量导入地线上。
适用范围避雷器主要用于通讯、计算机及各种电气设备中，其主要作用是防止雷击、雷电波等异常电压的伤害。
使用方法避雷器可以分为外避雷器和内避雷器两种，其安装位置的选择要根据具体的应用场合而定，对于高压变压器室、电子设备室、通讯设施等设备，通常都需要安装避雷器。
避雷器需要经过质检认证，使用时一定要严格按照厂商的安装说明、技术规范及安全操作规程等使用。
浪涌保护器与避雷器的区别总体来看，浪涌保护器和避雷器的主要区别在于：1.工作原理不同：浪涌保护器是通过限制浪涌过电压，将能量释放到地线上以保护设备；避雷器是通过引导电纹波的能量，将电纹波的能量导入地线。
雷电浪涌防护器培训资料第一部分：雷电浪涌的危害雷电是一种自然现象，它产生的能量极大，能够造成严重的危害。
雷电对设备和设施的影响主要表现在以下几个方面：1. 烧毁设备：雷电的高能量会导致设备的烧毁，使得设备无法正常工作。
2. 数据丢失：雷电对数据存储设备也会造成损坏，导致重要数据丢失。
3. 安全隐患：雷电的冲击可能会引发火灾等安全隐患。
为了有效减少雷电对设备和设施的危害，需要使用雷电浪涌防护器进行防护。
接下来我们将详细介绍雷电浪涌防护器的功能和使用方法。
第二部分：雷电浪涌防护器的功能雷电浪涌防护器是一种电子设备，主要用于抵御雷电产生的浪涌电压，保护设备和设施不受雷电的影响。
雷电浪涌防护器的功能主要包括以下几个方面：1. 吸收浪涌电压：雷电浪涌防护器能够迅速吸收雷电产生的浪涌电压，避免其传导到设备和设施上。
2. 分流浪涌电流：当雷电产生浪涌电流时，雷电浪涌防护器能够将其分流到地线或其他安全通道上，避免浪涌电流对设备造成损害。
3. 快速响应：雷电浪涌防护器能够在很短的时间内响应雷电产生的浪涌电压和浪涌电流，有效保护设备和设施。
综上所述，雷电浪涌防护器的功能主要是在雷电产生浪涌电压和浪涌电流时，迅速吸收和分流，保护设备和设施不受损害。
第三部分：雷电浪涌防护器的使用方法雷电浪涌防护器的使用方法主要包括以下几个步骤：1. 安装位置选择：雷电浪涌防护器应该安装在设备和设施的电源输入端，以最大限度地降低雷电浪涌对设备和设施的影响。
2. 接地保护：雷电浪涌防护器必须接地使用，确保浪涌电压和浪涌电流能够迅速传导到地线上，避免对设备造成危害。
3. 定期检查：雷电浪涌防护器应该定期进行检查和维护，确保其正常工作。
4. 经常测试：在雷电季节或频繁雷电的环境中，应该经常对雷电浪涌防护器进行测试，确保其能够有效工作。
通过正确的安装和使用方法，雷电浪涌防护器能够有效防护设备和设施不受雷电的影响。
结语雷电浪涌防护器是一种非常重要的设备，它能够有效防护设备和设施不受雷电的危害。
浪涌保护器和避雷器的区别1、避雷器有多个电压等级，从0.38KV低压到500KV特高压均有，而浪涌保护器一般只有低压产品；2、避雷器多安装在一次系统上，防止雷电波的直接侵入，而浪涌保护器大多安装在二次系统上，是在避雷器消除了雷电波的直接侵入后，或避雷器没有将雷电波消除干净时的补充措施；3、避雷器避雷器是保护电气设备的，而浪涌保护器大多是为保护电子仪器或仪表的；4、避雷器由于接于电气一次系统上，要有足够的外绝缘性能，外观尺寸比较大，而浪涌保护器由于接于低压，尺寸制作的可以很小。
浪涌保护器1、变频控制柜必须加2、使用真空断路器的控制柜必须加3、供电系统的进线开关必须加4、其它控制柜可以不加，当然如果为了保险起见有预算空间的话可以都加上浪涌保护器总体分为两类：电机保护型、电站保护型在选择时必须注意！1•主要结构及工作原理电涌保护器的工作原避雷器理见示意图，两个电极分别与L(或者N)和PE线相联，两个电极之间形成一个电气间隙。
电网在不超过最大持续运行电压的情况下运行时，两个电极之间呈高阻状态。
女口果电网因雷击或者操作过电压使两个电极之间的电压超过点火电压时，间隙被击穿，通过弧光放电将过电压能量释放。
冲击波过后，电弧将被由分弧片和灭弧室组成的灭弧系统熄灭，恢复到高阻状态。
图1原理示意图2•作用BY系列电涌保护器采用了一种非线性特性极好的压敏电阻，在正常情况下，电涌保护器外于极高的电阻状态，漏流几乎为零，保证电源系统避雷器正常供电。
当电源系统出现上述情况的过电压时,不锈钢装饰，电涌保护器立即在纳秒级的时间内迅速导通，将该过电压的幅值限止在设备的安全工作范围内。
同时把该过电压的能量释放掉。
随后，保护器又迅速的变为高阻状态，因而不影响电源系统的正常供电。
电涌保护器(SurgeprotectionDevice)是电子设备雷电防护中不可缺少的一种装置，过去常称为"避雷器"或“过电压保护器”英文简写为SPD。
防雷和浪涌保护知识
1、浪涌保护器应用
浪涌保护器和被保护设备的接地
将被保护设备的接地线或外壳和浪涌保护器接地线之间用导线直接连接起来,并使连接导线尽可能缩短。
在浪涌保护器接地端单点接地。
这样可避免浪涌保护器与被保护设备的地线之间产生高电压，从而有效地起到保护作用。
本安型浪涌保护器安装和布线
当用本安型浪涌保护器(SPD)保护安全栅及连接的设备时，应将浪涌保护器与安全栅分开安装（如下图），以满足危险侧与安全侧接线端子之间50mm的间隔要求，同时可使得布线更加整齐。
2、多级组合保护电路原理
当浪涌电压加在保护电路的输入端时，响应时间速度最快的瞬态抑制二极管TVS首先动作。
通过选择适当耦合元件(电感或电阻)参数使线路设计为在抑制二极管可能损坏之前，随着放电电流的增加使其在L2上产生的压降加上在TVS上的压降达到MOV的击穿电压，这时MOV开始放电。
同样，随着放电电流进一步增加使其在L1上的压降加上MOV击穿电压达到GDT的动作电压，最终由GDT释放更大的浪涌电流，见图8。
例如：当浪涌电压以1KV/us的标准速率上升，峰值为6KV 的脉冲电压加在一个24V组合保护电路时，通过气体的放电管后电压大约被限制在700V。
此电压通过耦合元件（电感或电阻）的衰减和压敏电阻的抑制，电压大约被限制在150V左右。
再经抑制二极管箝位使输出电压限制在40V左右。
这样被保护的电子设备只需承受其额定1.5倍的瞬间过电压。
3、防雷元件
雷击电涌保护器(SPD) 的基本要求是响应时间快，放电电流大，输出残余电压低和使用寿命长。
要想达到上述要求需采用不同的保护元件构成多级保护电路。
常用的保护元件有三种：陶瓷（或玻璃）气体放电管（GDT）、金属氧化物压敏电阻（MOV）、瞬态抑制二极管（TVS）。
气体放电管
其结构是在陶瓷外壳内部（两端有金属电极）充入惰性气体，比如氩气或氖气。
当外部电压(两极)增大到使两极间的电场超过气体的绝缘强度，两极发生间隙击穿。
两极间呈低阻状态。
气体间隙击穿电压与过电压的上升速度有关（如图5所示）。
从图5可以看出，当电压上升速率小时，如100V/us，则保护动作电压Uz2为气体放电管额定击穿电压。
当瞬变电压上升速率很大时，如1000V/us时，则响应时间变小，动作电压可达额定击穿电压10倍。
如气体放电管直流击穿电压为90V，
1KV/us瞬变击穿电压可达900V。
气体放电管的主要特点是放电电流大。
最大可达100KA。
它的缺点是输出残压大约700V（当1KV/us）和响应时间相对较慢约在ns 至s之间。
还有一个缺点是可能出现的续流问题。
放电管击穿后电弧两端的电压很低，只有外部电压低于该值时，电弧才会熄灭。
否则气体放电管将吸收线路中的电能直至烧坏。
这里电源保护电路应重点考虑而信号线路保护可不考虑。
压敏电阻
压敏电阻是一种以氧化锌为主要成份的金属氧化物半导体, 非线性电阻,当作用在两端的电压高于他的额定电压时,它的电阻将迅速减小而尽拟短路（如图6所示）。
浪涌电压通过压敏电阻被泻放到大地。
它作为多级保护电路的中间级对过电压进一步箝位。
压敏电阻具有中等的放电能力，在信号线路保护中采用的压敏电阻放电能力为5KA以下，它的响应时间也是中等约25ns左右。
而残压比气体放电管小许多
和没有续流问题。
但它有两个缺点即，容易老化和电容较大，约1000－10000PF。
老化是漏电流造成的。
因此，压敏电阻不适合用在较高灵敏度的测量电路和较高频率（100KHz以上）的通讯电路中。
特别是在本安防爆型SPD中不宜采用。
瞬态抑制二极管
瞬态抑制二极管有单极性和双极性两钟。
其最大特点是响应时间非常短，为ps级，箝位电压低。
但泄流能力不够大。
一般小于1500W（10/1000μs 波形)。
而也有较大的电容100pF－10000pF，箝位电压越低，结电容越大。
它一般用在最后一级做精箝位，图7压敏电阻特性曲线。
4、防雷对策
建筑物的电子信息系统遭受雷击的影响是多方面的，既有直接雷击，也有从电源线、信号线路入侵的雷电电磁脉冲（电容耦合），还有在建筑物附近落雷形成的电磁场感应（电感耦合），以及接闪器接闪后由接地装置引起的地电位反击（电阻耦合）。
因此，电子信息系统应采用外部和内部相结合的防雷措施进行综合防护。
外部防雷采用传统的避雷针、避雷网等防护设备将雷击电流引至大地，但通常只有50％的雷电能量直接进入大地，其余50％的能量将通过各种方式传入建筑物中电子信息系统中。
为实现内部防护，一方面建筑物内的所有金属管道及电子设备地线必须实现等电位接地，另一方面在电子信息系统中各种与外部通信传输线路端口安装与之适配的浪涌保护器，见图4。
5、雷击和电压浪涌产生及危害
电压浪涌
是指电子系统额定工作电压瞬时升高，其幅度达到额定工作电压的几倍～几百倍。
电压浪涌可能引起通信系统的数据失真和丢失，甚至造成电子设备损坏。
产生电压浪涌的原因有：雷击、设备开关、静电放电和线路故障。
雷击发生的频率相对其它原因要少得多，但危害最大。
雷电
是一种常见的自然现象，雷云中的电荷累积到一定程度，云与云之间或云与地之间就会发生空气击穿而引起静电放电。
这种通过大地上的建筑物、高架输电线
或通信电缆直接放电而产生的电压浪涌称直接雷击，其放电电流可达3～200KA。
在建筑物、高架输电线或通信电缆附近发生的静电放电通过地电位变化或电磁耦合引起的雷击电压浪涌称为间接雷击。
一个距离数据电缆或建筑物100m的雷击放电，可能在该数据电缆上感应6KV、3KA的电压浪涌。
雷击和电压浪涌的危害
我国地域辽阔，大部分地区属雷暴日多发地区。
除了西北地区雷暴日较少外，其他地区如东北地区年均雷暴日有30天左右，华北地区40～50天，长江以南大部分地区都在40～80天，而福建、广东、广西、云南、海南等地区长达80天以上。
在我国主要经济活动地区如长三角及长江经济带、珠三角地区，都处于雷暴多发地区，不管是直接雷击还是间接雷击，它除了危及到人身安全外还将对电子设备造成巨大损害。
在这些地区计算机控制系统及电子信号产品使用量最大，遇到雷击造成的危害也最大。
由于科学技术的进步，电子信息系统集成度的不断提高，但同时其耐受电涌冲击的能力却在下降，导致因雷击电涌引起的电子信息系统数据丢失或损坏而造成的损失逐年增多。
6、雷击感应电压浪涌途径
直接雷击可造成巨大破坏。
在直接雷击附近的电源线和数据线上感应的电压浪涌也会造成损害。
由雷击感应电压浪涌称雷击二次效应。
其主要的耦合途径有三种：1）电阻耦合，2）电感耦合，3）电容耦合。
电阻耦合
当雷击发生在某一建筑物A 接闪器上或附近大地上时，会引起建筑物附近地电位急剧升高。
由于存在大地电阻，在A、B两地间将会产生巨大的电势差。
这个
电势差通过电子接地系统，A、B内电子设备连接导线会产生巨大的浪涌电流，对电子设备造成损害（如图1所示）。
电感耦合
当雷击通过建筑物外防雷系统（如避雷针）放电时，巨大的雷电流产生的电磁场会在建筑物内电子设备连接电缆线上感应出破坏性的电压浪涌（如图2所示）。
电容耦合
当雷电击中一根架空电线时，就会和附近电缆线之间产生很强的电场。
由于它的高频特性，通过电缆线之间的分布电容耦合，会在低电位电缆线上产生电压浪涌，从而对电子设备造成破坏（如图3所示）。
