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引言 21世纪是计算机技术、微电子技术、通信技术迅猛成长的时代信息通信系及电子设备间的信息交流都是通过数据及高频信号进行传递。随着近代高科技的成长。

尤其是微电子技术的高速成长，雷电灾害越来越频繁，损失越来越大，仅靠避雷针已没法保护建筑物、人和电器设备。微电子设备及信息系统的电磁兼容能力低。

抗雷电、电磁浪涌的能力弱，而雷电浪涌又无处不在，因此浪涌防护器是现代化的大厦、银行、证交所、航空航天、船舶铁路、石油化工只要是具备计算机系统、微电子设备、通信系统的场所必备的防护器件。近期屡次、多处的通信暂停事故、设备损坏、油管油库起火爆炸事故。

不少是由雷电浪涌引起的线路过电压 过电流酿成的，因此必须为建筑物、设备及系统安装浪涌防护器。核相仪浪涌保护器(Surge protective device, SPD , 也称电涌保护器、避雷器等, 浪涌保护器并联在被保护设备两端，通过泄放浪涌电流、限制浪涌电压来保护电子设备。

泄放雷电流、限制浪涌电压这两个作用都是由其非线性元件（一个非线性电阻，或是一个开关元件）完成的。在被保护电路正常工作。瞬态浪涌未到来以前。

此元件呈现极高的电阻，对被保护电路没有影响；而当瞬态浪涌到来时，此元件迅速转变成很低的电阻，将浪涌电流旁路，并将被保护设备两段的电压限制在较低的水平。

到浪涌结束，该非线性元件又迅速、自动地恢复为极高电阻。它的作用是保证电子设备免受浪涌过电压(雷电过电压、操作过电压等 的破坏, 既不影响设备的正常工作, 又将过电压限制在相应设备的耐压等规模内, 目的在于限制瞬态过电压和分走电涌电流, 也是等电位连接的一种编制。浪涌防护系统最常用的防护器件主要有氧化金属压敏电阻（MOV）、硅瞬变电压接收二极管（TVS）、放电管等。

不同特点的SPD应用于不同的雷电防护环境，并通过级联组合阐扬作用。1 SPD的成因和地位 SPD主要是保护电子设备免受雷电浪涌的危害 ,也兼而使电子设备免受大部分操作浪涌的危害。1.1 浪涌的成因 浪涌是指瞬态电冲击 ,包括浪涌冲击、电流冲击和功率冲击。

此处所谓瞬态是指持续时间大大低于工频周期(0.02s的瞬变过程。对地闪击的雷电流波形的特点是上升时间极短(0.1～几个s ,而下降时间相对较长(几十到几百μs的单极性波。典型操作浪涌波形是叠加在工频波形上的几百Hz到上百kHz的振荡波 ,全部持续时间不过几个工频周期。

雷电和操作电涌的峰值与很多因素有关 ,出现在建筑物内的电涌从近kV到几十kV,如不加以限制会损坏电子设备。电子设备蒙受雷害会引起电子设备的误动电源设备和贵重的计算机及各种硬件设备的损坏 ,造成直接经济损失引起电子设备正常工作的间断 ,对社会造成不良影响和巨大的间接经济损失还可能在微电子芯片中留下潜伏性的隐患 ,使电子设备运行不不变和加速老化 ,给有关系统的工作造成无穷的麻烦。

雷电途径和综合防雷措施如图1所示。可以看出浪涌的成因有以下几个方面： 图1 雷电途径和综合防雷措施 1.1.1 直击雷引起的还击。信息系统一般不暴露在可能直接蒙受雷击的场所 ,直击雷直接破坏电子设备几无可能。

雷害破坏电子设备的编制可能是由直击雷电流通过接地装置时酿成的高电压使电子设备的薄弱环节击穿。这类雷害编制称为还击。1.1.2 侵进波。

雷电击中与电子设备连接的户外架空线(交流配电线、信号线、德律风线 ,则雷电波就会沿线传进。这类编制称为侵进波。由于户外线延伸很广 ,因此雷电侵进的可能性较大。

1.1.3 雷电感应。直击雷电流通过引下线 (如建筑物结构钢筋 时在室内引起电磁感应。虽然感应电压不如前述几种高 ,却也足以破坏电子元件 ,并且它最接近电子设备 ,在建筑物内部各处都可能出现。设备越是接近雷电流引下线 ,感应电压越高。

另一种情况是雷击建筑物四周地面 ,雷击通道的强电流产生的磁场也能在建筑物内部引起电磁感应。如雷电流较大 ,建筑物四周1.5～2 km的雷击就有可能影响室内的电子设备。1.2 浪涌保护在综合防雷体系中的地位 浪涌保护通过泄放雷电流、限制浪涌电压来保护电子设备 ,是电子设备防雷的主要手段 ,也是内部防雷保护的主要措施,从而成为综合防雷体系（图2）中的主要组成部分。

仅有接闪器、接地装置 ,并不能避免雷电波沿线路的进侵也不能在实际可能的低接地电阻值下避免还击。为了保护电子设备还需要电涌保护。反过来讲,浪涌保护也以外部防雷保护为前提 ,浪涌保护也应与内部防雷保护其他措施(等电位连接 ,屏蔽 密切配合。

除非本建筑物受到四周其他更高建构筑物供给的直接雷防护 ,包含电子设备的建筑物应具备一定的外部防雷保护措施。没有接闪器 ,建筑物的安全都不能保证,何谈内部设备的安全。

建筑物的接地电阻值过大,易于产生还击,还击时大部分雷电流不是向地下泄放而是经SPD流向配电变压器 ,加重了SPD的承担。作为一种保护措施 ,浪涌保护器的配置和浪涌保护系统的设计应与人身保护措施(直接接触保护和间接接触保护 ……漏电保护、短路保护等协调 ,共同保证人身安全、设备安全和系统(如供电工作的连续性。

有些设备 ,如医疗急救设备 ,设备安全与人身安全密切相关。图2 现代综合防雷体系构成 2 常见的浪涌抑制器件特点及应用 2.1 金属氧化物压敏电阻（Metal oxide varistor） 压敏电阻由金属氧化物（主要是氧化锌）材料组成，属箝位型器件。

其特点与两只背对背联接的稳压管很是相似，有着毫微秒级的响应速度。压敏电阻对瞬变信号的接收能力与其体积成正比：其厚度正比于电压；面积正比于电流。压敏电阻是目前在电子产品中使用最广泛的浪涌抑制器件。

当压敏电阻上的电压超过一定幅度时，电阻的阻值大幅度降低，从而将浪涌能量泄放失落。在浪涌电压作用下，导通后的压敏电阻上的电压（一般称为箝位电压），等于流过压敏电阻的电流乘以压敏电阻的阻值。

因此在浪涌电流的峰值处箝位电压达到最高[1]。每一块压敏电阻从制成时就有它的一定的开关电压，当加在压敏电阻两端的电压低于该数值时，压敏电阻呈现高阻值状态。

如果把它并联在电路上，该阀片呈现断路状态；当加在压
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