浪涌保护器（SPD）常见的几种抑制器件特点及应用

浪涌保护器，Surge protection Device，是一种为各种电子设备、仪器仪表、通讯线路提供安全防护的电子装置，适用于交流50/60HZ，额定电220V/380V的供电系统中。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，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。

浪涌保护器（SPD）的类型和结构按不同的用途有所不同，但它至少应包含一个非线性电压限制元件，其按工作原理可分为电压开关型、限压型及组合型三类。

（1）电压开关型：SPD在没有瞬时过电压时处于高阻抗状态，当浪涌出现时突变为低阻抗状态，有效地将浪涌电流分流到地，保护设备免受过电压的损害。

（2）限压型SPD：在没有浪涌出现时表现为高阻抗状态，但随电涌电流和电压的增加，阻抗会不断减小，将电压限制在一个安全的水平，其电流电压特性为强烈非线性，从而避免过电压对设备造成损害。

（3）组合型SPD：将电压开关型和限压型两种SPD组合在一起，既有电压开关的功能，又有限压的功能，可以同时限制瞬态过电压和泄放电涌电流，保护效果更好。

不同类型的浪涌保护器（SPD），所使用的抑制器件也有所不同，下面一起来看看几种常见的抑制器特点及应用。（1）金属氧化物压敏电阻（Metal oxide varistor）：压敏电阻由金属氧化物(主要是氧化锌)材料组成，属箝位型器件，其特性与两只背对背联接的稳压管非常相似，有着毫微秒级的响应速度。压敏电阻对瞬变信号的吸收能力与其体积成正比：其厚度正比于电压；面积正比于电流，是目前在电子产品中使用最广泛的浪涌抑制器件。当压敏电阻上的电压超过一定幅度时，电阻的阻值大幅度降低，从而将浪涌能量泄放掉。

压敏电阻的特点：电压范围很宽，可从几伏到几千伏；吸收浪涌电流可从几十到几千安培，反应速度快，无极性，无续流，峰值电流承受能力较大，价格实惠。

适用场合：直流电源线、低频信号线，或者与气体放电管串联起来用在交流电源线上。

（2）硅瞬变电压吸收二极管（Transient voltage suppressor）：TVS为电压箝位型工作方式，亚纳秒级的响应速度。TVS有多种封装方式，可满足不同场合的需要。当TVS上的电压超过一定的幅度时，器件迅速导通，通过PN结反向过压雪崩击穿将浪涌能苣泄放掉。

硅瞬变电压吸收二极管的特点：响应时间短，漏电流小，击穿电压偏差小，箝位电压低（相对于工作电压）动作精度高，无跟随电流（续流），体积小，每次经受瞬变电压后其性能不会下降，可靠性高。

适用场合：浪涌能量较小的场合，如果浪涌能量较大，要与其它大功率浪涌抑制器件一同使用，则把它作为后级防护。

（3）气体放电管（Gas discharge tube）：气体放电管采用陶瓷密闭封装，内部由两个或数个带间隙的金属电极，充以惰性气体（氩气或氖气）构成。当加到两电极端的电压达到使气体放电管内的气体击穿时，气体放电管便开始放电，器件变为短路状态，使电极两端的电压不超过击穿电压。气体放电管一旦导通后，它两端的电压会很低。气体放电管有两极和三极之分，可分别用于线间和线-地间的保护。

气体放电管的特点：受电流大，绝缘电阻高，漏电流小，寄生电容小。

适用场合：信号线或工作电压低于导通维持电压的直流电源线上（一般低于10 V）；与压敏电阻组合起来用在交流电源线上。它具有很强的冲击电流吸收能力，但有着较高的起弧电压，所以比较适合做一级粗保护。

作为一种保护措施，浪涌保护系统及保护器配置关系到用电场所的人身、财务、设备安全，在实际应用中，通过采用组合式保护方案能发挥不同保护器件的各自特点，从而取得最好的保护效果。在LPZ0区与LPZ1区交界处应安装限压型Ⅰ级浪涌保护器作为第一级保护，入户电力变压器低压侧安装的Ⅰ级SPD应为三相电压开关型电源防雷器，将大量的浪涌电流分流到大地；在LPZ1区与LPZ2区交界处应安装Ⅱ级限压型电源防雷器，将通过第一级防雷器的残余浪涌电压进一步限制；在设备前端安装Ⅲ级浪涌保护器，对LEMP和通过第二级防雷器的残余雷击能量进行保护。

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