電涌保護器的作用及工作原理

電涌保護器（Surge Protective Device，簡稱SPD）是保護電氣設(shè)備免受瞬時電涌沖擊的重要裝置。電涌，亦稱浪涌，是指瞬間超出正常工作電壓的短時間過電壓或尖峰電流，通常由雷擊、設(shè)備開關(guān)操作、電力系統(tǒng)故障等原因引起。SPD的主要功能是限制瞬時過電壓，防止電氣設(shè)備損壞，提高設(shè)備的使用壽命和系統(tǒng)的可靠性。

電涌保護器的工作原理

電涌保護器通過其內(nèi)部的非線性元件，如壓敏電阻（MOV）、氣體放電管（GDT）或半導(dǎo)體器件（如TVS二極管），在電壓超過其限定值時迅速導(dǎo)通，將過電壓轉(zhuǎn)化為電流泄放到地，從而限制設(shè)備端的電壓峰值。具體而言：

壓敏電阻（MOV）：MOV在正常工作電壓下呈現(xiàn)高阻抗狀態(tài)，當電壓瞬時升高超過其閾值時，MOV阻抗迅速下降，形成導(dǎo)通通道，將電涌能量吸收并分散，保護后續(xù)設(shè)備。

氣體放電管（GDT）：GDT在正常工作電壓下處于高阻抗狀態(tài)，一旦電壓超過其擊穿電壓，GDT內(nèi)部氣體電離導(dǎo)通，形成低阻抗通道，將電涌電流泄放到地。

瞬態(tài)抑制二極管（TVS）：TVS二極管在正常工作電壓下處于高阻抗狀態(tài)，當電壓超過其擊穿電壓時，迅速導(dǎo)通，將過電壓鉗制在安全水平。

電涌保護器的種類

根據(jù)安裝位置和應(yīng)用場景，電涌保護器主要分為以下幾類：

電源電涌保護器（Power SPD）：用于電力系統(tǒng)保護，安裝在電力配電系統(tǒng)的各級，如配電箱、控制柜等。

信號電涌保護器（Signal SPD）：用于信號線路保護，適用于通訊線路、數(shù)據(jù)線路、視頻線路等，保護信號設(shè)備免受電涌干擾。

組合式電涌保護器（Combination SPD）：將電源和信號保護集成在一個裝置中，適用于需要同時保護電源和信號的場景。

地凱科技電源電涌保護器的分類

電源電涌保護器根據(jù)其安裝位置和保護對象，分為以下幾種類型：

一級電涌保護器（Type 1 SPD）：主要用于建筑物的進線端，保護整個電力系統(tǒng)，能夠承受直接雷擊電流，具有較高的電流泄放能力。

二級電涌保護器（Type 2 SPD）：安裝在配電柜內(nèi)，用于保護建筑物內(nèi)部的配電系統(tǒng)，承受雷擊感應(yīng)電流和操作過電壓。

三級電涌保護器（Type 3 SPD）：安裝在設(shè)備前端的插座或設(shè)備內(nèi)部，用于保護終端設(shè)備，針對殘余電壓進行進一步保護。

信號電涌保護器的分類

信號電涌保護器根據(jù)其保護的信號類型，分為以下幾種類型：

通訊線路電涌保護器：用于保護電話線路、ADSL線路、光纖線路等。

數(shù)據(jù)線路電涌保護器：用于保護計算機網(wǎng)絡(luò)線路、RS232/485接口、CAN總線等。

視頻線路電涌保護器：用于保護閉路電視（CCTV）系統(tǒng)、攝像頭、監(jiān)控設(shè)備等。

地凱科技電涌保護器類型：

開關(guān)型：其工作原理是當沒有瞬時過電壓時呈現(xiàn)為高阻抗，但一旦響應(yīng)雷電瞬時過電壓時，其阻抗就突變?yōu)榈椭担试S雷電流通過。用作此類裝置時器件有：放電間隙、氣體放電管、閘流晶體管等。

限壓型：其工作原理是當沒有瞬時過電壓時為高阻擾，但隨電涌電流和電壓的增加其阻抗會不斷減小，其電流電壓特性為強烈非線性。用作此類裝置的器件有：氧化鋅、壓敏電阻、三相電源防雷器抑制二極管、雪崩二極管等。

分流型：與被保護的設(shè)備并聯(lián)，對雷電脈沖呈現(xiàn)為低阻抗，而對正常工作頻率呈現(xiàn)為高阻抗。

扼流型：與被保護的設(shè)備串聯(lián)，對雷電脈沖呈現(xiàn)為高阻抗，而對正常的工作頻率呈現(xiàn)為低阻抗。

地凱科技不同行業(yè)的電涌保護器應(yīng)用

電力行業(yè)

在電力行業(yè)，電涌保護器主要用于變電站、配電站、電力線路和終端用戶的電力設(shè)備保護。電力系統(tǒng)中的電涌保護器需要具有高電流泄放能力和高耐壓水平，以應(yīng)對雷擊和操作過電壓。通常選用一級和二級電源電涌保護器。

通信行業(yè)

通信行業(yè)需要保護電話交換機、基站、光纖設(shè)備等關(guān)鍵設(shè)備。信號電涌保護器是通信系統(tǒng)的首選，用于保護通信線路免受雷擊感應(yīng)和電涌干擾。同時，配電系統(tǒng)中的電源電涌保護器也至關(guān)重要，以保證通信設(shè)備的電源安全。

石化行業(yè)

石化行業(yè)對電涌保護有嚴格要求，防止電涌引起爆炸和火災(zāi)。需要在控制室、配電室、現(xiàn)場儀表和信號線路上安裝電源和信號電涌保護器，確保系統(tǒng)的可靠運行。

數(shù)據(jù)中心

數(shù)據(jù)中心對電涌保護要求極高，需要在供電系統(tǒng)、服務(wù)器、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備等關(guān)鍵位置安裝電涌保護器。通常采用三級電源電涌保護器和數(shù)據(jù)線路電涌保護器，以保證數(shù)據(jù)中心的持續(xù)運行和數(shù)據(jù)安全。

電涌保護器的安裝接線和參數(shù)作用

安裝接線

電涌保護器的安裝接線需要遵循以下原則：

接地良好：電涌保護器必須可靠接地，以確保電涌能量迅速泄放到地。接地電阻應(yīng)盡可能低，通常要求小于10歐姆。

線路布置合理：電涌保護器應(yīng)盡可能靠近被保護設(shè)備，減少連接線路的長度，避免引入額外的電感，影響保護效果。

多級保護：采用多級保護方案，通過在進線端、配電柜、終端設(shè)備前端分別安裝不同級別的電涌保護器，形成分級保護體系，提高整體防護效果。

電涌保護器的參數(shù)作用

最大持續(xù)運行電壓（Uc）：指電涌保護器在長期運行時能夠承受的最高電壓。選擇時應(yīng)保證Uc大于電力系統(tǒng)的最高工作電壓。

電壓保護水平（Up）：指電涌保護器在特定電涌電流下限制的電壓值。選擇時應(yīng)盡量選擇Up較低的保護器，以提供更好的保護效果。

標稱放電電流（In）：指電涌保護器在標準沖擊電流（通常為8/20μs波形）下的放電能力。In越大，保護器的耐沖擊能力越強。

最大放電電流（Imax）：指電涌保護器能夠承受的最大電涌電流。選擇時應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場的雷電強度和系統(tǒng)重要性選擇合適的Imax值。

相關(guān)國家標準

電涌保護器的設(shè)計、制造、測試和應(yīng)用均需遵循相關(guān)國家標準，主要包括：

GB 18802.1-2011：低壓配電系統(tǒng)的電涌保護器（SPD）第1部分：性能要求和試驗方法。

GB 50057-2010：建筑物防雷設(shè)計規(guī)范。

GB 50343-2012：建筑物電子信息系統(tǒng)防雷技術(shù)規(guī)范。

這些標準規(guī)定了電涌保護器的性能指標、測試方法和安裝要求，為電涌保護器的選型和應(yīng)用提供了依據(jù)。

地凱科技電涌保護器在現(xiàn)代電氣和電子設(shè)備的保護中扮演著至關(guān)重要的角色。通過正確選型和合理安裝，可以有效防止電涌對設(shè)備的損害，提高系統(tǒng)的可靠性和安全性。在不同行業(yè)中，根據(jù)應(yīng)用場景和保護需求，選擇合適的電涌保護器類型和參數(shù)，遵循相關(guān)國家標準，才能發(fā)揮電涌保護器的最大效能，保障設(shè)備和人員的安全。