本文討論浪湧保護器（spd）應用中的spd有關引數的選擇、spd的安裝、spd的協調配合、spd的自保護和後保護、spd的安裝時的引線問題。
1 spd的功用
在雷電防護中浪湧保護器（spd）廣泛應用於保護電氣電子裝置。通常這些裝置都置於雷電防護區（lpz）之內(高於lpz1)，少數裝置在lpz0b區。spd的功用是限制線路中的浪湧和與遮蔽體配合構築低電磁場的防護空間。
1.1 spd分流浪湧電流抑制浪湧電壓
spd的作用是將電氣、電子系統中的不能直接用導體進行等電位連線的帶電導體通過spd進行瞬態等電位連線，利用spd的非線性特性限制瞬態浪湧過電壓並分流浪湧電流，達到保護電氣、電子系統的目的。
1.2 spd與遮蔽體構築雷電防護區（lpz）
把進出遮蔽體的帶電導體（電源線、訊號線）用spd進行瞬態等電位連線。spd與三維遮蔽體共同構築了lpz，spd是lpz劃界的重要部件。lpz的導體中的浪湧在邊界得到分流，lpz空間中的電磁場得到衰減。
2 spd的選擇
2.1 spd的電壓保護水平up
spd的保護水平up是規定標稱放電電流（in）時的spd兩端的殘壓。要求spd的up必須小於或等於被保護裝置的定額衝擊耐受電壓uw.通常為1.
2up≤uw.實際上spd的有效保護電壓upf＝up+δu，δu為線路壓降。
uw適用於低壓供電系統，表徵了裝置耐受衝擊過電壓的絕緣性能。但不適合於通訊線路及其他微電子器件。對通訊線路和微電子器件，衝擊耐受電壓與低壓線路的uw不同，而是與電子電路的抗擾度和工作電壓相關聯，實驗證明衝擊耐受電壓通常為工作電壓uo的3倍左右。
一般對通訊線路和微電子電路up為工作電壓uo的2.5～3倍。表1所示為某些積體電路的衝擊耐受電壓值。
表1 積體電路的衝擊耐受電壓
2.2 spd的放電電流（iimp、in）
當直擊雷擊中實體和線路（低壓系統、通訊線路）都應選用iimp(10/350μs)測試的spd，例如lps中的雷電等電位連線的spd和在lpz0a區的架空線路使用的spd。
在lpz0b（lpz1或更高的防護區）之內的各種線路浪湧主要來自lemp感應產生的，就應選用in（8/20μs）測試的spd或用組合波（1.2/50μs, 8/20μs）測試的spd。
不同條件下低壓系統和通訊線纜雷電流浪湧預計值如表2、表3所示（**於iec62305-1.表e.2）。lpl為雷電防護等級。
表2 低壓系統雷電流浪湧的預計值
表3 通訊系統雷電流浪湧的預計值
對遮蔽線路，假設遮蔽層的阻抗與線纜導體併聯阻抗近似相等，那麼，表中給出的浪湧值減小一半。如線路穿入鐵管，**路中引起的過電流會更小。
從表2可見，當lpl－ⅰ峰值電流200ka（10/350μs）時，在低壓系統中的架空線上最大的浪湧電流為10ka（10/350μs）。如有架空地線保護或鎧裝線埋地其浪湧電流還要小。
為了構築lpz，在建築物的低壓系統進線入口 (lpz0a/lpz1邊界，供電線主配電盤mb上)應安裝用iimp測試的spd（10/350μs）。當線路完全在lpz0b進入建築物入口處（lpz0b/lpz1邊界mb上）則應安裝用in測試的spd（8/20μs）。
也就是說根據電磁環境不同在lpz1的邊界主配盤（mb）上可安裝開關型（10/350μs）spd，也可安裝限壓型（8/20μs）的spd。
現有標準中低壓系統對spd衝擊放電電流（iimp）要求高的不合理，例如對第一級（mb上）的spd要求不管進線所在的lpz(lpz0a還是lpz0b)、進線型別（架空還是埋地遮蔽線）都要求採用i級分類試驗（10/350μs）的spd其值為20ka，比表2中的10ka高一倍，高於國際上所有標準的要求。這種高標準的過防護將會帶來兩個問題，一是防護成本提高，二是起不到防護功能，當雷電浪湧較小時，可能啟動不了第一級spd放電，那麼第二級spd要承受所有的浪湧或加到後邊的裝置上，以致第二級spd或裝置損壞。在我國昆明、武漢空管雷達站就發生過此類故障。
國際上許多標準中第一級spd都選用ⅱ級分類的試驗8/20μs波形的spd。例如：澳大利亞as1768-1991，選70ka（8/20μs）。
美國faa-std-19d-2002，選80 ka（8/20μs）等。在我國實踐也證明了限壓型spd（8/20μs）器件廣泛用於通訊局站、中南地區空管中心效果很好。因此，在放電電流選擇上要防止過防護。
2.3 spd的響應時間ta
常用的spd響應時間開關型（sg）的為100ns，限壓型（mov）為25ns。低壓系統的第一級spd要保護的大多是電磁型裝置，這些裝置對浪湧不敏感，因此無論是sg、mov的響應時間是可以達到保護的目的。
如貼近裝置安裝的spd，被保護的裝置是電子裝置或通訊系統。例如裝置的半導體元件對浪湧的響應時間為10ns或更小，對浪湧非常敏感，雖然spd的up滿足要求，而ta太長，spd還來不急放電，被保護的裝置已被損壞。所以保護電子裝置和通訊線路spd的響應時間ta要小於或等於被保護裝置的響應時間。
通常sg、mov的spd只用於低壓供電線路中。貼近電子裝置在訊號線路中的spd應選取ta更小的tvs或其他半導體抑制器件（例如雪崩二極體sas）.
spd的響應時間在級間配合中也很重要，現有很多標準規定第一級開關型spd與第二級限壓型spd的間距大於10m（其原因取決於浪湧在低壓線路的傳播速度1.5×108m/s兩級ta的時間差75ns）來保證在浪湧傳到第二級之前第一級必須導通放電，否則第二級將承受全部的浪湧。
目前廠商為了降低up值，生產了電子點火的開關型spd，up可小於1kv，但ta為1μs。也就是說浪湧加至spd點到spd響應浪湧而開啟的1μs的時間內，浪湧已**路中向下游傳了150m。150m之內的第二級spd等和被保護裝置就要承受這個浪湧。
因此，ta是spd選擇時的乙個重要引數，特別是在訊號線路中更為關鍵。
通訊線路中spd的選擇還應考慮工作電壓，最大持續工作電壓，傳輸速率、插入損耗、駐波比、相移和介面形式等因素。
3 spd的安裝
為了保護被保護裝置，不但要選擇適當的spd還取決於合理的安裝。
3.1 spd的安裝位置
第一級spd應安裝在外線進入建築物的入口處（lpz的介面）將浪湧電流在介面處洩放入大地，該spd能保護建築物內的所有裝置，會降低成本。
spd貼近被保護裝置安裝，這樣保護效果好，每個裝置都裝spd成本會提高。
在第一級spd與貼近裝置安裝的spd之間是否安裝spd取決於能量配合、線路長度和電磁環境。
3.2 振盪保護距離lpo
當spd與被保護裝置間線路太長，傳播中浪湧會產生振盪。最嚴酷時裝置終端過電壓為2up。2up可能會大於uw。
為了使裝置終端過電壓仍小於uw就要限制spd到裝置間線路最大的長度，這個長度就是振盪保護距離lpo.
當upf＜uw/2時,lpo可以無限長；
當upf＞uw/2時，lpo＝〔uw-upf〕/ k(m)；其中k=25(v/m)
3.3 感應保護距離lpi
在雷擊時lemp的磁場會在spd與被保護裝置構成的迴路內感應過電壓，感應的過電壓和up之和可能會大於uw。感應保護距離lpi是spd與被保護裝置間的最大長度，保證其感應過電壓加上up小於裝置的uw。
當建築物的第一層遮蔽即做lps的引下線又做lemp防護的柵格時，建築物電磁環境極為嚴酷，必須考慮lpi.
lpi可以用下列公式估算：
lpi＝〔uw-upf〕/ h(m)
h=300 k1×k2×k3（v/m）雷擊建築物附近（s2）；
h=30000 k0×k2×k3（v/m）雷擊中建築物（s1）；
k1：lpz0-lpz1介面lps或其他空間遮蔽；
k2：lpz1-lpz2或更高介面的空間遮蔽；
k3：內部佈線的特性；
k0：lpz0-lpz1介面lps遮蔽；
k0＝0.5×w0.5，w為柵格寬度；
k0=kc無柵格時：kc分流系統。
從上式可知，雷擊建築物附近時lpi要比雷擊建築物長的多。因此，建築物採用分離的外部lps要比建築物的lps與遮蔽柵格共用自然構件（如鋼筋）在雷擊時建築物內的電磁環境要好的多。當建築物和線路有很好的遮蔽就可以不考慮感應保護距離lpi.
4 spd的協調配合
在一條線路上級聯安裝兩個以上的spd時，應根據各個spd的能量吸收能力共同分擔施加在它們上面的能量。
通常每一級用的spd都是單埠的，即spd與被保護裝置併聯，乙個埠將輸入與輸出分開。單埠spd又稱無串聯阻抗的spd。使用單埠spd系統便於維修。
級聯安裝時級間配合必須根據各個spd特性，承受的電荷和位置來確定，這些工作大多基於實際經驗、軟體和實驗分析，目前缺乏明了的現場分析和量化估算公式。
採用兩端口多級整合的spd（imp）――即spd有兩組輸入和輸出端子，在這些端子之間有特殊的串聯阻抗。
多級整合的spd是級聯的spd與串聯阻抗在內部協調配合好的，可以保證輸出到被保護裝置的能量最小並且響應速度快。多級整合的兩端口spd緊貼被保護裝置安裝特別適用於重要裝置的保護和訊號線路。使兩端口spd因與負載串聯連線，所以spd需要承受滿負荷電流。
5 spd的自保護和後保護
為了保護裝置，spd與裝置併聯組成乙個系統，系統中增加了spd就增加了乙個單元。如spd是開路故障則對系統無影響，如spd是短路故障，那麼，從功能邏輯上spd是系統中的乙個串聯單元，在串連系統中spd單元故障系統就故障。所以應盡量避免spd發生短路故障。
spd自保護：在低壓系統中為了防止spd發生短路故障，spd器件本身應具有熱脫扣裝置。當電壓波動或spd劣化時，spd電流增大而發熱，當達到1200c時，熱脫扣裝置動作，使spd器件開路保護系統正常執行，這就是自保護。
spd後保護：在spd通道串連後保護器件，後保護器件可用熔斷器或斷路器。這些後保護器件在低於spd標稱放電電流（in）時不動作，只有當通過的浪湧大於imax或spd短路後工頻電流通過時才啟動。
後保護器件熔斷器和斷路器不同點是兩端實際限制電壓upf相差很大。例如：當in＝20ka，imax＝40ka時——串聯rt14-63熔斷器，在19.
8ka電流（8/20μs）衝擊時，測得upf為2674v；串聯dz47-63熔斷器，在18.29ka（8/20μs）電流衝擊時，測得upf為5014v。串聯斷路器之所以限制電壓高是因為斷路器的電感線圈產生的壓降所致。
串聯斷路器限制電壓高於串聯熔斷器的電壓，這樣就影響了spd的限壓效果，甚至會損壞被保護裝置。
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