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衝擊而損壞。
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。
一、spd的分類：1、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、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：交流電源保護器、直流電源保護器、開關電源保護器等。
(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。
二、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，它是靠迴路的電動力f作用以及熱氣流的上公升作用而使電弧熄滅的。
ps：保護間隙protective gap
帶電部分與地之間用以限制可能發生最大過電壓的間隙。
2.保護間隙概念所謂保護間隙，是由兩個金屬電極構成的一種簡單的防雷保護裝置。其中乙個電極固定在絕緣子上，與帶電導線相接，另乙個電極通過輔助間
隙與接地裝置相接，兩個電極之間保持規定的間隙距離。保護間隙構造簡單，維護方便，但其自行滅弧能力較差。其間隙的結構有棒型、球型和角型三種。
棒型間隙的伏秒特性較陡，不易與裝置的絕緣特性配合；球型間隙雖然伏秒特性最平坦，保護效能也很好，但它與棒型間隙一樣，都存在著間隙端頭易燒傷的缺點，燒傷後間隙距離增大，不能保證動作的準確性；角型間隙放電時，電弧會沿羊角迅速向上移動而被拉長，因而容易自行滅弧，間隙不會嚴重燒傷，所以，近年來角型間隙被廣泛用於配電線路和配電裝置的防雷保護。由於保護間隙的間隙距離較小(8～25mm)，易為昆蟲、鳥類或其他外物偶然碰觸而引起短路，因此常在接地引下線上串接乙個小角型輔助間隙。在正常情況下，保護間隙對地是絕緣的，並且絕緣強度低於所保護線路的絕緣水平，因此，當線路遭到雷擊時，保護間隙首先因過電壓而被擊穿，將大量雷電流洩入大地，使過電壓大幅度下降，從而起到保護線路和電氣裝置的作用。
為了使保護間隙與線路或裝置的絕緣水平相配合，間隙距離應符合表2所列值。表2
保護間隙的主間隙和輔助間隙的距離額定電壓(kv) 3 6 10 35 60 110
中性點直接接地中性點非直接接地主間隙距離(mm) 8 15 25 210 400 700 750
輔助間隙距離(mm) 5 10 10 20———
3.對防雷保護間隙的結構有哪些要求？防雷保護間隙的結構應滿足以下要求：
(1)間隙距離應符合要求，並穩定不變。(2)間隙放電時，應能夠防止電弧跳到其他裝置上。(3)能防止間隙的支援絕緣子損壞。
(4)間隙正常動作時，能防止電極燒壞。(5)電極應鍍鋅或採取其他防鏽蝕的措施。(6)主、輔間隙之間的距離應盡量小，最好三相共用乙個輔助間隙。
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，使某些應用受到限制。
三、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。下面僅列出一些電路供設計者參考。
電湧保護器的作用
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...
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...
漏電保護器工作原理
漏電電流動作保護器，簡稱漏電保護器，又叫漏電保護開關，主要是用來在裝置發生漏電故障時以及對有致命危險的人身觸電進行保護。目錄簡介 結構 工作原理 主要結構 裝設範圍 額定電流選擇 接線方式 技術引數 產品分類 選用原則 1.購買具有生產資質的廠家產品 2.根據要求確定 安裝執行 使用事項 簡介結構 ...