浪涌保護器（SPD）的工作原理如下：

在正常運行期間（例如，在沒有浪涌的情況下），電涌保護器對安裝它的電路系統沒有影響。它的作用類似于開路，并保持有源導體和大地之間的隔離。

當發生電壓浪涌時，地凱科技浪涌保護器會在幾納秒內降低其阻抗并轉移脈沖電流。電涌保護裝置的行為類似于閉合電路，過電壓短路并限制在下游連接的電氣設備的可接受值。

一旦脈沖浪涌停止，浪涌保護裝置將恢復到其原始阻抗并返回到開路狀態。

如果沒有電涌保護裝置，浪涌會到達電氣設備。如果浪涌超過電氣設備的脈沖耐受電壓，隔離度會降低，脈沖電流會自由流過設備，從而損壞設備。

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通過在有源導體和接地（TT網絡）之間使用電涌保護裝置，可以限制過電壓并安全地轉移放電電流，從而在相和大地之間建立等電位連接。

電涌保護裝置中使用的技術

電涌保護裝置包含至少一個非線性組件，其電阻隨施加在其上的電壓的功能而變化。

基于火花隙的浪涌保護裝置

它們被稱為開關浪涌保護裝置。火花隙是由兩個緊密靠近的電極組成的組件，它們將電路的一部分與另一部分隔離到一定的電壓水平。這些電極可以在空氣中或用氣體封裝。在系統正常運行期間（在額定電壓下），火花隙不會在兩個電極之間傳導電流。在存在電壓浪涌的情況下，隨著電極之間形成電弧，火花隙的阻抗迅速降低到0.1-1 Ω，通常在100 ns內。電涌結束時電弧熄滅，恢復隔離。

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壓敏電阻電涌保護裝置

壓敏電阻是阻抗由電壓控制的元件，具有連續但不線性的“U 與 I 的函數”。基于壓敏電阻的浪涌保護器件，也稱為電壓限制，其特點是當不存在浪涌時（通常高于1 MΩ）具有高阻抗。當發生浪涌時，壓敏電阻的阻抗在幾納秒內迅速降至1 Ω以下，允許電流流動。壓敏電阻在放電浪涌后恢復其隔離特性。壓敏電阻的一個特點是，流過壓敏電阻的電流可以忽略不計，稱為剩余電流IPE（100至200μA）。

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火花隙與壓敏電阻的比較

火花隙的主要特征是它們能夠管理來自直接雷擊的大量能量，而壓敏電阻的保護水平非常低（因此性能很高），并且動作迅速。我們現在將研究這兩種技術之間的區別。

隔離屬性

壓敏電阻雖然在靜止時具有非常高的阻抗，但始終具有流過它的最小連續電流Ic（例如，0.5 NA）。該電流會隨著壓敏電阻的磨損而增加，直到達到高水平。因此，壓敏電阻SPD必須始終具有短路保護，并且不能用于RCD上游的N-PE連接。 + 包括內部保護，保證安全的使用壽命。

火花隙在靜止時是真正的開路，確保在正常工作條件下或達到使用壽命時根本沒有電流流動;因此，只有在有源導體和接地之間的連接提供火花元件時，SPD 才能安裝在 RCD 的上游（因此保護其免受脈沖或放電電流的影響）。

導通時的電阻

即使在放電階段，壓敏電阻的電阻仍然明顯大于零，從而限制了將浪涌過電壓降低到額定電源電壓的3-4倍的可能性。

當電弧被點燃時，火花隙的阻力可以忽略不計。

響應時間

壓敏電阻的響應時間非常快，只有幾納秒。火花隙技術通常很慢，但電子設備會加速。

點火/限制電壓

由于響應時間快，壓敏電阻的點火/限制電壓很低。由于空氣具有出色的絕緣性能，火花隙的點火/限制電壓通常很高，但在電子設備的幫助下會降低。

短路的消除

壓敏電阻的特點是沒有后續短路電流，因為一旦浪涌停止，它們的阻抗就會恢復到非常高的值。具有火花隙技術的SPD必須設計成能夠中斷以下電流（例如滅弧室）

生命周期結束

壓敏電阻逐漸失去其隔離性能;因此，在其使用壽命結束時，它可能會成為低阻抗短路。火花隙在其使用壽命結束時不再能夠點燃電弧，這是由于其電極的磨損或電子點火電路已經褪色。因此，它成為一個永久開放的電路。

需要備份保護

為了確保短路報廢安全，備用保護是必要的。在壓敏電阻壽命終止短路的情況下，熱隔離開關通常無法斷開電路。

在所有情況下都應提供火花隙的備用保護，以確保SPD發生故障時的安全，并在安裝點中的短路電流大于SPD中斷短路跟蹤電流的性能（Isc>If）時中斷電弧。

審核編輯黃宇