雷電災(zāi)害是嚴(yán)重的自然災(zāi)害之一,全世界每年因雷電災(zāi)害造成的人員傷亡、財(cái)產(chǎn)損失不計(jì)其數(shù)。隨著電子、微電子集成化設(shè)備的大量應(yīng)用,雷電過電壓和雷擊電磁脈沖所造成的系統(tǒng)和設(shè)備的損壞越來越多。因此,盡快解決建筑物和電子信息系統(tǒng)雷電災(zāi)害防護(hù)問題顯得十分重要。

　　隨著相關(guān)設(shè)備對(duì)防雷要求的日益嚴(yán)格,安裝浪涌保護(hù)器(SurgeProtection Device, SPD)抑制線路上的浪涌和瞬時(shí)過電壓、泄放線路上的過電流成為現(xiàn)代防雷技術(shù)的重要環(huán)節(jié)之一。

　　1　雷電的特性

　　防雷包括外部防雷和內(nèi)部防雷。外部防雷以接閃器(避雷針、避雷網(wǎng)、避雷帶、避雷線)、引下線、接地裝置為主,其主要的功能是為了確保建筑物本體免受直擊雷的侵襲,將可能擊中建筑物的雷電通過避雷針(帶、網(wǎng)、線)、引下線等泄放入大地。內(nèi)部防雷包括防雷電感應(yīng)、線路浪涌、地電位反擊、雷電波入侵以及電磁與靜電感應(yīng)的措施。其基本方法是采用等電位聯(lián)結(jié),包括直接連接和通過SPD間接連接,使金屬體、設(shè)備線路與大地形成一個(gè)有條件的等電位體,將因雷擊和其他浪涌引起的內(nèi)部設(shè)施分流和感應(yīng)的雷電流或浪涌電流泄放入大地,從而保護(hù)建筑物內(nèi)人員和設(shè)備的安全。

　　雷電的特點(diǎn)是電壓上升非常快(10μs以內(nèi)),峰值電壓高(數(shù)萬至數(shù)百萬伏),電流大(幾十至幾百千安),維持時(shí)間較短(幾十至幾百微秒),傳輸速度快(以光速傳播),能量非常巨大,是浪涌電壓中具破壞力的一種。

　　2　浪涌保護(hù)器的分類

　　SPD是電子設(shè)備雷電防護(hù)中不可缺少的一種裝置,其作用是把竄入電力線、信號(hào)傳輸線的瞬時(shí)過電壓限制在設(shè)備或系統(tǒng)所能承受的電壓范圍內(nèi),或?qū)?qiáng)大的雷電流泄流入地,保護(hù)被保護(hù)的設(shè)備或系統(tǒng)不受沖擊。

　　2. 1　按工作原理分類

　　按其工作原理分類, SPD可以分為電壓開關(guān)型、限壓型及組合型。

　　(1)電壓開關(guān)型SPD。在沒有瞬時(shí)過電壓時(shí)呈現(xiàn)高阻抗,一旦響應(yīng)雷電瞬時(shí)過電壓,其阻抗就突變?yōu)榈妥杩?允許雷電流通過,也被稱為“短路開關(guān)型SPD”。

　　(2)限壓型SPD。當(dāng)沒有瞬時(shí)過電壓時(shí),為高阻抗,但隨電涌電流和電壓的增加,其阻抗會(huì)不斷減小,其電流電壓特性為強(qiáng)烈非線性,有時(shí)被稱為“鉗壓型SPD”。

　　(3)組合型SPD。由電壓開關(guān)型組件和限壓型組件組合而成,可以顯示為電壓開關(guān)型或限壓型或兩者兼有的特性,這決定于所加電壓的特性。

　　2. 2　按用途分類

　　按其用途分類, SPD可以分為電源線路SPD和信號(hào)線路SPD兩種。

　　2. 2. 1　電源線路SPD

　　由于雷擊的能量是非常巨大的,需要通過分級(jí)泄放的方法,將雷擊能量逐步泄放到大地。在直擊雷非防護(hù)區(qū)(LPZ0A)或在直擊雷防護(hù)區(qū)(LPZ0B)與防護(hù)區(qū)(LPZ1)交界處,安裝通過Ⅰ級(jí)分類試驗(yàn)的浪涌保護(hù)器或限壓型浪涌保護(hù)器作為級(jí)保護(hù),對(duì)直擊雷電流進(jìn)行泄放,或者當(dāng)電源傳輸線路遭受直接雷擊時(shí),將傳導(dǎo)的巨大能量進(jìn)行泄放。在防護(hù)區(qū)之后的各分區(qū)(包含LPZ1區(qū))交界處安裝限壓型浪涌保護(hù)器,作為二、三級(jí)或更高等級(jí)保護(hù)。第二級(jí)保護(hù)器是針對(duì)前級(jí)保護(hù)器的殘余電壓以及區(qū)內(nèi)感應(yīng)雷擊的防護(hù)設(shè)備,在前級(jí)發(fā)生較大雷擊能量吸收時(shí),仍有一部分對(duì)設(shè)備或第三級(jí)保護(hù)器而言是相當(dāng)巨大的能量