浪涌保護器（Surge Protection Device，SPD）是一種為各種電子設備、儀器儀表、通訊線路提供安全防護的電子裝置，適用于交流50/60Hz，額定電壓220V/380V的供電系統中。當電氣回路或者通信線路中因為外界的干擾突然產生尖峰電流或者電壓時，浪涌保護器能在極短的時間內導通分流，從而避免浪涌對回路中其他設備的損害，對間接雷電和直接雷電影響或其他瞬時過壓的電涌進行保護，適用于家庭住宅、第三產業以及工業領域電涌保護的要求。

一、浪涌保護器的分類和工作原理

浪涌保護器的類型和結構按不同的用途有所不同，但它至少應包含一個非線性電壓限制元件，其按工作原理可分為電壓開關型、限壓型及組合型三類。

（1）電壓開關型：SPD在沒有瞬時過電壓時處于高阻抗狀態，當浪涌出現時突變為低阻抗狀態，有效地將浪涌電流分流到地，保護設備免受過電壓的損害。

（2）限壓型SPD：在沒有浪涌出現時表現為高阻抗狀態，但隨電涌電流和電壓的增加，阻抗會不斷減小，將電壓限制在一個安全的水平，其電流電壓特性為強烈非線性，從而避免過電壓對設備造成損害。

（3）組合型SPD：將電壓開關型和限壓型兩種SPD組合在一起，既有電壓開關的功能，又有限壓的功能，可以同時限制瞬態過電壓和泄放電涌電流，保護效果更好。

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二、常見的幾種抑制器件特點及應用領域

不同類型的浪涌保護器（SPD），所使用的抑制器件也有所不同，下面一起來看看幾種常見的抑制器特點及應用。

（1）金屬氧化物壓敏電阻（Metal oxide varistor，MOV）：壓敏電阻由金屬氧化物（主要是氧化鋅）材料組成，屬箝位型器件，其特性與兩只背對背聯接的穩壓管非常相似，有著毫微秒級的響應速度。壓敏電阻對瞬變信號的吸收能力與其體積成正比：其厚度正比于電壓；面積正比于電流，是目前在電子產品中使用最廣泛的浪涌抑制器件。當壓敏電阻上的電壓超過一定幅度時，電阻的阻值大幅度降低，從而將浪涌能量泄放掉。

壓敏電阻的特點：

電壓范圍很寬，可從幾伏到幾千伏；

吸收浪涌電流可從幾十到幾千安培，反應速度快，無極性，無續流，峰值電流承受能力較大，價格實惠。

適用場合：

直流電源線、低頻信號線，或者與氣體放電管串聯起來用在交流電源線上。

（2）瞬態電壓抑制二極管（Transient voltage suppressor，TVS）：TVS為電壓箝位型工作方式，亞納秒級的響應速度。TVS有多種封裝方式，可滿足不同場合的需要。當TVS上的電壓超過一定的幅度時，器件迅速導通，通過PN結反向過壓雪崩擊穿將浪涌能苣泄放掉。

瞬態電壓抑制二極管的特點：

響應時間短，漏電流小，擊穿電壓偏差小，箝位電壓低（相對于工作電壓）動作精度高，無跟隨電流（續流），體積小，每次經受瞬變電壓后其性能不會下降，可靠性高。

適用場合：

浪涌能量較小的場合，如果浪涌能量較大，要與其它大功率浪涌抑制器件一同使用，則把它作為后級防護。

（3）氣體放電管（Gas discharge tube，GDT）：氣體放電管采用陶瓷密閉封裝，內部由兩個或數個帶間隙的金屬電極，充以惰性氣體（氬氣或氖氣）構成。當加到兩電極端的電壓達到使氣體放電管內的氣體擊穿時，氣體放電管便開始放電，器件變為短路狀態，使電極兩端的電壓不超過擊穿電壓。氣體放電管一旦導通后，它兩端的電壓會很低。氣體放電管有兩極和三極之分，可分別用于線間和線-地間的保護。

氣體放電管的特點：

受電流大，絕緣電阻高，漏電流小，寄生電容小。

適用場合：- 信號線或工作電壓低于導通維持電壓的直流電源線上（一般低于10 V）；

與壓敏電阻組合起來用在交流電源線上。

它具有很強的沖擊電流吸收能力，但有著較高的起弧電壓，所以比較適合做一級粗保護。

（4）壓敏電阻（Metal oxide varistor，MOV）：壓敏電阻由金屬氧化物（主要是氧化鋅）材料組成，屬于限壓型器件，其特性與兩只背對背聯接的穩壓管非常相似，有著毫微秒級的響應速度。壓敏電阻對瞬變信號的吸收能力與其體積成正比：其厚度正比于電壓；面積正比于電流，是目前在電子產品中使用最廣泛的浪涌抑制器件。當壓敏電阻上的電壓超過一定幅度時，電阻的阻值大幅度降低，從而將浪涌能量泄放掉。

壓敏電阻的特點：

電壓范圍很寬，可從幾伏到幾千伏；

吸收浪涌電流可從幾十到幾千安培，反應速度快，無極性，無續流，峰值電流承受能力較大，價格實惠。

適用場合：

直流電源線、低頻信號線，或者與氣體放電管串聯起來用在交流電源線上。

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三、地凱科技浪涌保護器的選型和安裝方法

浪涌保護器的選型和安裝應根據不同的應用場合和保護需求進行，一般應遵循以下原則：

根據被保護設備的工作電壓、電流、頻率等參數，選擇合適的浪涌保護器類型和規格，避免選用過大或過小的浪涌保護器，影響保護效果或造成浪涌保護器損壞；

根據被保護設備的重要程度和浪涌危害的可能性，選擇合適的浪涌保護器級別，一般分為一級、二級和三級浪涌保護器，分別用于不同的保護區域，形成分級保護，提高保護效率和可靠性；

根據被保護設備的數量和位置，選擇合適的浪涌保護器安裝方式，一般有集中安裝和分散安裝兩種，集中安裝是指將浪涌保護器安裝在電源進線端或配電箱內，對整個電源系統或分支進行保護，分散安裝是指將浪涌保護器安裝在被保護設備的近端，對單個設備進行保護；

根據被保護設備的特殊要求，選擇合適的浪涌保護器附加功能，如遙信報警、熱斷路、故障指示等，以便于監測和維護浪涌保護器的工作狀態，及時發現和排除故障。

浪涌保護器的安裝應按照產品說明書和相關標準進行，一般應注意以下事項：

浪涌保護器應安裝在被保護設備的進線端，與被保護設備之間的連接線應盡量短小，以減少分布電感和阻抗，提高保護效果；

浪涌保護器應與地線牢固連接，地線應盡量短粗，以減少地線阻抗，提高泄放能力；

浪涌保護器應與被保護設備的工作電壓相匹配，避免過壓或欠壓造成浪涌保護器誤動作或失效；

浪涌保護器應定期檢查和測試，以確保其正常工作，如發現浪涌保護器損壞或老化，應及時更換。

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四、地凱科技浪涌保護器的應用案例

下面給出幾個浪涌保護器的應用案例，以便于讀者更好地理解浪涌保護器的作用和原理。

（1）電力系統的浪涌保護

電力系統是最容易受到雷電和其他瞬態過電壓的影響的系統，因此需要采用浪涌保護器對電力設備進行保護，避免設備損壞或火災事故。電力系統的浪涌保護器一般分為三級。

一級浪涌保護器：安裝在電力系統的進線端，主要用于承受雷電直擊或間接雷電引入的大電流沖擊，一般采用電壓開關型的浪涌保護器，如氣體放電管、金屬氧化物避雷器等，其額定放電電流應不小于20 kA，最大持續工作電壓應不大于1.1倍的電源電壓；

二級浪涌保護器：安裝在電力系統的分支線上，主要用于承受一級浪涌保護器泄放后的殘余浪涌電壓，一般采用限壓型的浪涌保護器，如壓敏電阻、瞬態抑制二極管等，其額定放電電流應不小于10 kA，最大持續工作電壓應不大于1.15倍的電源電壓；

三級浪涌保護器：安裝在電力系統的末端，主要用于對重要的電力設備進行精細保護，一般采用組合型的浪涌保護器，如壓敏電阻和瞬態抑制二極管的組合，其額定放電電流應不小于5 kA，最大持續工作電壓應不大于1.2倍的電源電壓。

（2）通信系統的浪涌保護

通信系統是最容易受到雷電和其他瞬態過電壓的影響的系統之一，因此需要采用浪涌保護器對通信設備和通信線路進行保護，避免設備損壞或數據丟失。通信系統的浪涌保護器一般分為兩級。

通信系統的浪涌保護器分級

一級浪涌保護器：安裝在通信系統的進線端，主要用于承受雷電直擊或間接雷電引入的大電流沖擊，一般采用電壓開關型的浪涌保護器，如氣體放電管、金屬氧化物避雷器等，其額定放電電流應不小于10 kA，最大持續工作電壓應不大于1.1倍的信號電壓；

- 二級浪涌保護器：安裝在通信系統的末端，主要用于對敏感的通信設備和通信線路進行精細保護，一般采用限壓型或組合型的浪涌保護器，如瞬態抑制二極管、半導體放電管、壓敏電阻等，其額定放電電流應不小于5 kA，最大持續工作電壓應不大于1.2倍的信號電壓。

（3）工業控制系統的浪涌保護

工業控制系統是由各種傳感器、執行器、控制器、通訊設備等組成的復雜系統，其對電源和信號的穩定性和可靠性要求很高，因此需要采用浪涌保護器對其進行保護，避免浪涌造成設備故障或數據丟失。工業控制系統的浪涌保護器一般分為兩級。

工業控制系統的浪涌保護器分級

一級浪涌保護器：安裝在工業控制系統的電源進線端，主要用于承受雷電直擊或間接雷電引入的大電流沖擊，一般采用電壓開關型的浪涌保護器，如氣體放電管、金屬氧化物避雷器等，其額定放電電流應不小于20 kA，最大持續工作電壓應不大于1.1倍的電源電壓；

二級浪涌保護器：安裝在工業控制系統的各個分支線上，主要用于對各種傳感器、執行器、控制器、通訊設備等進行精細保護，一般采用限壓型或組合型的浪涌保護器，如瞬態抑制二極管、半導體放電管、壓敏電阻等，其額定放電電流應不小于10 kA，最大持續工作電壓應不大于1.15倍的電源或信號電壓。

地凱科技浪涌保護器SPD是一種有效的防止浪涌危害的電子裝置，它可以根據不同的工作原理和抑制器件，對不同的電源系統、通信系統、工業控制系統等進行分級保護，提高設備的安全性和可靠性。在選用和安裝浪涌保護器時，應根據被保護設備的參數、重要程度、數量和位置等因素，選擇合適的浪涌保護器類型、規格、級別、安裝方式和附加功能，以達到最佳的保護效果。同時，應定期檢查和測試浪涌保護器的工作狀態，及時發現和更換損壞或老化的浪涌保護器，保證浪涌保護器的正常工作。

審核編輯 黃宇