一、含義
(surge protection device)是電子裝置雷電防護中不可缺少的
一種裝置，過去常稱為「避雷器」或「過電壓保護器」英文簡寫為
spd。電
湧保護器的作用是把竄入電力線、訊號傳輸線的瞬時過電壓限制在裝置或
系統所能承受的電壓範圍內，或將強大的雷電流洩流入地，保護被保護的
裝置或系統不受衝擊而損壞。指目的在於限制瞬態過電壓和分走電湧電流
的器件。它至少含有乙個非線性元件，過去常稱為「避雷器」或「過電壓
保護器」。
sd150電湧保護器的型別和結構按不同的用途有所不同，但它至少應包含乙個
非線性電壓限制元件。用於電湧保護器的基本元器件有：放電間隙、充氣
放電管、壓敏電阻、抑制二極體和扼流線圈等。
二、分類
按工作原理分：
1．開關型：其工作原理是當沒有瞬時過電壓時呈現為高阻抗，但一旦
響應雷電瞬時過電壓時，其阻抗就突變為低值，允許雷電流通過。用作此
類裝置時器件有：放電間隙、氣體放電管、閘流電晶體等。 2．限壓
型：其工作原理是當沒有瞬時過電壓時為高阻擾，但隨電湧電流和電壓的
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
抑制二極體、雪崩二極體等。
3．分流型或扼流型
分流型：與被保護的裝置併聯，對雷電脈衝呈現為低阻抗，而對正常工作頻
率呈現為高阻抗。
扼流型：與被保護的裝置串聯，對雷電脈衝呈現為高阻抗，而對正常的工作
頻率呈現為低阻抗。
用作此類裝置的器件有：扼流線圈、高通濾波器、低通濾波器、1/4波長短
路器等。
按用途分：
(1)電源保護器：交流sd150電源保護器、直流kd465電源保護器、開關電源保護器等。
·交流電源電湧保護器適用於配電室、配電櫃、開關櫃、交直流配電屏等系
統的電源保護；
·建築物內有室外輸入的配電箱、建築物層配電箱；
·用於低壓( 220/380vac)工業電網和民用電網；
直流kd電源電湧保護器
·在電力系統中，主要用於自動化機房、變電站主控制室電源屏內三相電源
輸入或輸出端。
直流電源電湧保護器適用於各種直流電源系統，如直流配電屏；
·直流供電裝置；
·直流配電箱；
·電子資訊系統櫃；
·二次電源裝置的輸出端。
(2)訊號保護器：低頻訊號保護器、高頻訊號保護器、天饋保護器等。
網路訊號電湧保護器適用範圍
·用於10/100mbps switch、hub、router等網路裝置的雷擊和雷電
電磁脈衝造成的感應過電壓保護；
·網路機房網路交換機防護；
·網路機房伺服器防護；
·網路機房其它帶網路介面裝置防護；
·24口整合防雷箱主要應用於綜合網路櫃、分交換機櫃內多訊號通道的
集中防護
網路sd150防雷器組合圖
**訊號電湧保護器器適用範圍：
主要用於**訊號裝置點對點的協擊保護，可保護各種**傳輸裝置免
受來自訊號傳輸線的感應雷擊和電湧電壓帶來的危害，對相同工作電壓下的
rf傳輸同樣適用。整合式多口**防雷箱主要應用於綜合控制櫃內硬碟錄影機、
**切割器等控制裝置的集中防護。
訊號防雷器安裝、接線
·防雷器串聯在被保護裝置與訊號通道之間；
·防雷器的輸入端(in)與訊號通道相連，輸出端(out)與被保護裝置相連
並緊靠被保護裝置安裝，不能接反；
·把防雷器的接地線與防雷系統接地排可靠連線，接線越短越好，最長
不能超過
1m。網路訊號防雷器使用、維護
·本產品無需特別維護。應定期對防雷器進行檢查，特別是在雷雨季節
前及整個雷雨期;
**訊號電湧保護器
·當系統工作出現故障懷疑kd445防雷器時，可拆除防雷器後再檢查，若還原到使用
前的狀態後系統恢復正常，則說明防雷器已經損壞，必須立即更換。
三、電湧保護器或
spd的基本元器件及其工作原理：
1．放電間隙
(又稱保護間隙
)：它一般由暴露在空氣中的兩根相隔一定間隙的金屬棒組成(如圖
15a)，
其中一根金屬棒與所需保護裝置的電源相線
l1或零線（n）相連，另一根金屬
棒與接地線(pe)相連線，當瞬時過電壓襲來時，間隙被擊穿，把一部分過電壓的
電荷引入大地，避免了被保護裝置上的電壓公升高。這種放電間隙的兩金屬棒之間
的距離可按需要調整，結構較簡單，其缺點時滅弧效能差。改進型的放電間隙為
角型間隙，它的滅弧功能較前者為好，它是*迴路的電動力
f作用以及熱氣流的
上公升作用而使電弧熄滅的。
2．氣體放電管：
它是由相互離開的一對冷陰板封裝在充有一定的惰性氣體(ar)的玻璃管
或陶瓷管內組成的。為了提高放電管的觸發概率，在放電管內還有助觸發劑。這
種充氣放電管有二極型的，也有三極型的，
氣體放電管的技術引數主要有：直流放電電壓
udc;衝擊放電電壓
up(一
般情況下
up≈(2～3)udc;工頻而授電流
in;衝擊而授電流
ip；絕緣電阻
r(>109ω)；
極間電容(1-5pf)
氣體放電管可在直流和交流條件下使用，其所選用的直流放電電壓
udc分別如下：在直流條件下使用：udc≥1.8u0（u0為線路正常工作的直流電壓）
在交流條件下使用：u dc≥1.44un(un為線路正常工作的交流電壓有效
值) 3．壓敏電阻：
它是以zno為主要成分的金屬氧化物半導體非線性電阻，當作用在其兩
端的電壓達到一定數值後，電阻對電壓十分敏感。它的工作原理相當於多個半導
體 p-n的串並聯。壓敏電阻的特點是非線性特性好（i=cuα中的非線性係數
α），通流容量大（～2ka/cm2），常態洩漏電流小（10-7～10-6a），殘壓低（取決於
壓敏電阻的工作電壓和通流容量），對瞬時過電壓響應時間快（～
10-8s），無續
流。壓敏電阻的技術引數主要有：壓敏電壓（即開關電壓）un，參考電壓
ulma；殘壓
ures；殘壓比
k(k=ures/un)；最大通流容量
imax；洩漏電流；響
應時間。
壓敏電阻的使用條件有：壓敏電壓：un≥[（√2×1.2）/0.7]u0（u0為工
頻電源額定電壓）
最***電壓：ulma≥（1.8～2）uac (直流條件下使用)
ulma≥（2.2～2.5）uac（在交流條件下使用，uac為交流工作電壓）
壓敏電阻的最***電壓應由被保護電子裝置的耐受電壓來確定，應使
壓敏電阻的殘壓低於被保護電子裝置的而損電壓水平，即(ulma)max≤ub/k，上
式中 k為殘壓比，ub為被保護裝置的而損電壓。
4．抑制二極體：
抑制二極體具有箝位限壓功能，它是工作在反向擊穿區（圖
19），由於
它具有箝位電壓低和動作響應快的優點，特別適合用作多級保護電路中的最末幾
級保護元件。抑制二極體在擊穿區內的伏安特性可用下式表示：i=cuα，上式中
α為非線性係數，對於齊納二極體
α=7～9，在雪崩二極體
α=5～7。
抑制二極體的技術引數主要有
（1）額定擊穿電壓，它是指在指定反向擊穿電流（常為
lma）下的擊穿
電壓，這於齊納二極體額定擊穿電壓一般在
2.9v～4.7v範圍內，而雪崩二極體
的額定擊穿電壓常在
5.6v～200v範圍內。
（2）最大箝位電壓：它是指管子在通過規定波形的大電流時，其兩端
出現的最高電壓。
（3）脈衝功率：它是指在規定的電流波形（如
10/1000μs）下，管子兩
端的最大箝位電壓與管子中電流等值之積。
（4）反向變位電壓：它是指管子在反向洩漏區，其兩端所能施加的最
大電壓，在此電壓下管子不應擊穿。此反向變位電壓應明顯高於被保護電子系統
的最高執行電壓峰值，也即不能在系統正常執行時處於弱導通狀態。
（5）最大洩漏電流：它是指在反向變位電壓作用下，管子中流過的最
大反向電流。
（6）響應時間：10-11s
5．扼流線圈：
扼流線圈是乙個以鐵氧體為磁芯的共模干擾抑制器件，它由兩個尺寸相
同，匝數相同的線圈對稱地繞制在同乙個鐵氧體環形磁芯上，形成乙個四端器件，
如圖 15e所示，要對於共模訊號呈現出大電感具有抑制作用，而對於差模訊號呈
現出很小的漏電感幾乎不起作用。扼流線圈使用在平衡線路中能有效地抑制共模
干擾訊號（如雷電干擾），而對線路正常傳輸的差模訊號無影響。
這種扼流線圈在製作時應滿足以下要求：
1）繞制**圈磁芯上的導線要相互絕緣，以保證在瞬時過電壓作用下
線圈的匝間不發生擊穿短路。
2）當線圈流過瞬時大電流時，磁芯不要出現飽和。
3）線圈中的磁芯應與線圈絕緣，以防止在瞬時過電壓作用下兩者之間
發生擊穿。
4）線圈應盡可能繞制單層，這樣做可減小線圈的寄生電容，增強線圈
對瞬時過電壓的而授能力。
6． 1/4波長短路器
1/4波長短路器是根據雷電波的頻譜分析和天饋線的駐波理論所製作的
微波訊號電湧保護器，其結構如圖
21所示。這種保護器中的金屬短路棒長度是
根據工作訊號頻率（如
900mhz或
1800mhz）的
1/4波長的大小來確定的。此
併聯的短路棒長度對於該工作訊號頻率來說，其阻抗無窮大，相當於開路，不影
響該訊號的傳輸，但對於雷電波來說，由於雷電能量主要分布在
n+khz以下（如
圖 22所示），此短路棒對於雷電波阻抗很小，相當於短路，雷電能量級被洩放入
地。由於
1/4波長短路棒的直徑一般為幾公釐，因此耐衝擊電流效能好，可
達到 30ka（8/20μs）以上，而且殘壓很小，此殘壓主要是由短路棒的自身電感
所引起的，其不足之處是工頻帶較窄，頻寬約為
2％～20％左右，另乙個缺點是
不能對天饋設施加直流偏置kd，使某些應用受到限制。
四、spd的基本電路
電湧保護器的電路根據不同需要，有不同的形式，其基本元器件就是上
面介紹的幾種，乙個技術精通的防雷產品研究工作者，可設計出五花八門的電路，
好似一盒積木可搭出不同的結構圖案。研製出既有效又效能**比好的產品，是
防雷工作者的重任。
五、電湧保護器的主要引數
1、標稱電壓
un：被保護系統的額定電壓相符，在資訊科技系統中此參
數表明了應該選用的保護器的型別，它標出交流或直流電壓的有效值。
2、額定電壓
uc：能長久施加在保護器的指定端，而不引起保護器特性
變化和啟用保護元件的最大電壓有效值。
3、額定放電電流
isn：給保護器施加波形為
8/20μs的標準雷電波衝擊
10次時，保護器所耐受的最大衝擊電流峰值。
4、最大放電電流
imax：給保護器施加波形為
8/20μs的標準雷電波衝擊
1次時，保護器所耐受的最大衝擊電流峰值。
5、電壓保護級別
up：保護器在下列測試中的最大值：1kv/μs斜率的
跳火電壓；額定放電電流的殘壓。
6、響應時間
ta：主要反應在保護器裡的特殊保護元件的動作靈敏度、
擊穿時間，在一定時間內變化取決於
du/dt或
di/dt的斜率。
7、資料傳輸速率
vs：表示在一秒內傳輸多少位元值，單位：bps；是數
據傳輸系統中正確選用防雷器的參考值，防雷保護器的資料傳輸速率取決於系統
的傳輸方式。
8、插入損耗
ae：在給定頻率下保護器插入前和插入後的電壓比率。
9、回波損耗
ar：表示前沿波在保護裝置（反射點）被反射的比例，是
直接衡量保護裝置同系統阻抗是否相容的引數。
10、最大縱向放電電流：指每線對地施加波形為
8/20μs的標準雷電波衝
電湧保護器的工作原理及結構
電湧保護器 surge protection device 是電子裝置雷電防護中不可缺少的一種裝置，過去常稱為 避雷器 或 過電壓保護器 英文簡寫為spd。電湧保護器的作用是把竄入電力線 訊號傳輸線的瞬時過電壓限制在裝置或系統所能承受的電壓範圍內，或將強大的雷電流洩流入地，保護被保護的裝置或系統不受...
電湧保護器的效能要求和使用原則
引言spd surge protective device 是國際電工委員會 iec 標準中對電湧保護器的英文縮寫。過去國內大多數生產廠商使用避雷器 低壓避雷器 電子防雷器等名稱均不夠準確，使用避雷器一詞易與使用於高壓供電系統的避雷器相混淆，特別是國家標準已頒布了避雷器的內容和設有專門的檢測單位，它...
漏電保護器的作用
1.什麼是漏電保護器?答 漏電保護器 漏電保護開關 是一種電氣安全裝置。將漏電保護器安裝在低壓電路中，當發生漏電和觸電時，且達到保護器所限定的動作電流值時，就立即在限定的時間內動作自動斷開電源進行保護。2.漏電保護器的結構組成是什麼?答 漏電保護器主要由三部分組成 檢測元件 中間放大環節 操作執行機...