摘要：浪涌保护器（SPD）能起到限制暂态过电压的作用，也能分流浪涌，以往被称为避雷器或过电压保护器，基于此，本文对浪涌所能产生的破坏性加以研究，讨论浪涌保护器的分类，探究如何做好浪涌保护器的选型和安装工作。
关键词：浪涌保护器；工作原理；注意事项
引言：SPD的作用是限制电源系统中由雷电所引起的瞬态过电压，同时也能对大部分的操作过电压起到限制作用，雷电电涌侵入电子设备的路径主要是电源以及信号线路，当有雷击产生时，电位也会发生变化，导致设备受到瞬态过电压的冲击。受到雷击的建筑物周边会因雷电路径产生脉冲电磁场，建筑物内部电缆和环路会产生感应过电压。
一、浪涌的危害
涌浪也被称作是电涌，指的是电路中持续时间大约为1ms的瞬态过电压，其本质是超出正常工作电压、电流的瞬间过电压和过电流。雷电或者电力线上的负荷切换，都有产生浪涌的可能性。综合布线系统设计通信线路，是按照统一的和简单的结构化方式，进行设计和建设，建构的内容主要是建筑物中的语音、数据、图像和多媒体业务综合网。综合布线系统能够与大量电子设备相连接，包括信息设施系统、信息化应用系统、公共安全系统、建筑设备管理系统，硬件设备有计算机、程控交换机、路由器、交换机[1]。在这些硬件设备内部有很多电子元器件对过电压、过电流十分敏感。尽管电涌仅在1ms的时间范围内瞬时发生，但仍能够对电气和电子装置中的电子电路、元器件造成直接破坏，使设备、装置短时间工作错乱；造成潜故障，使得电路和器件的性能下降，寿命缩短，提前失效；造成电路或器件的永久性损坏；导致起火，触电等安全事故。
二、浪涌保护器的分类
（一）按保护用途分类
从响应特性来看，浪涌保护器有软、硬之分，硬响应特性的放电元件有气体放电管，软响应特性的放电元件有压敏电阻和抑制二极管。对浪涌保护器进行分类，可按照其在电子信息系统中的保护用途进行，分为电源类浪涌保护器、天馈类浪涌保护器、信号类浪涌保护器。因此对于建筑物内电子信息系统的整体防雷保护，考虑到电子信息系统在运行时需用交流电源，需要使用电源类浪涌保护器；针对天馈系统，则需要用到天馈类浪涌保护器；针对通信网络系统，则需要使用信号类浪涌保护器。
（二）按不同工作原理分类
浪涌保护器有不同的工作原理，按照这一原则进行分类大致有三种，分别是电压开关型浪涌保护器、电压限制型浪涌保护器、分流型扼流型浪涌保护器。电压开关型浪涌保护器采用的是放电间隙、气体放电管、晶闸管、三端双向可控硅元件，没有瞬时过电压时为高阻抗，而如果有响应雷电瞬时过电压的需要，阻抗就会发生突变，成为低值，此时雷电流就可以通过SPD泄放至大地。电压限制型浪涌保护器采用的是压敏电阻器和抑制二极管组成的浪涌保护器。在无瞬时过电压的情况下，会产生高阻抗，而随着电涌电流和电压的不断升高，所增加的阻抗值会不断减小，所产生的电流特性属于强烈的非线性。分流型的浪涌保护器与被保护的设备相互之间为并联关系，对于雷电脉冲呈现为低阻抗，如果工作频率是正常的，就会呈现为高阻抗。扼流型的浪涌保护器与被保护的设备串联，对于雷电脉冲呈现为高阻抗的特征，如果是正常的工作频率则会呈现为低阻抗。通常情况下，分流型和扼流型的浪涌保护器被应用于扼流线圈、高通滤波器、低通滤波器、四分之一波长断路器。
三、浪涌保护器的选型和安装
对系统实施全面的防护方案，选择防雷浪涌保护器的型号和浪涌保护器是其中重要的一环，应当有综合的考量，应细致全面的完成这项工作，能综合的权衡取舍，做到选型得当，实现对系统和设备的有效保护，保证系统和设备能正常有效的运行。此时系统的运行风险也会有所降低，起到节约资源的作用。浪涌保护器是一种用于防护系统中的保护器件，完成选型工作，应当把可靠性、安全性、技术先进性作、调试简洁性、维护便利性作为选型的重要参考指标。
（一）浪涌保护器的选择
将被保护负载的特性作为选型的重要依据，需要考虑到的因素有设备的冲击耐受电压、电网的最高运行电压、接地系统的类型，选择出合适的SPD以及合适有效的保护方式。在选择SPD的工作中，确定保护系统中需要安装的SPD的数量，应保证符合雷电防护区的要求，把被保护设备的抗扰能力和雷电防护的分级作为确定的依据。在建筑物进线配电箱选择Ⅰ级分类开关型的SPD，位置在LPZ0区与LPZ1区交界处，能起到雷电流直接窜入输电线的保护作用。在建筑物配电箱输出端口安装Ⅱ级分类限压型的SPD，位置在LPZ1区与LPZ2区的交界处，实现层级保护，进一步减小电涌强度。连接SPD使用的导线应该是短而直的，长度不应大于0.5米。对于层级并联的保护器，要能够形成良好的能量配合局面，实现保护线路安全的目标。同时应考虑当SPD使用过程中发生老化情况，因此SPD宜选用带有劣化显示功能，并在SPD的线路上串联安装过电流保护装置，避免发生短路引发火灾。
（二）选用SPD的注意事项
以光伏逆变器为例，逆变器是一种大功率的半导体器件，呈现出非线性的特点。逆变器的作用是能避免桥路上下壁直通造成设备损坏的不良情况。把功率器件的驱动脉冲插入到死区时间中，此时逆变器交流输出的波形对地有较大的含量。在选用SPD的工作中，不宜选择有开关的产品，直流或者是续流都不应关断，交流侧选用限压型的产品是不合适的。在SPD性能退化的情况下，随着SPD寿命结束，就有可能发生短路，对系统的正常运行产生不利影响。把过流保护器装设在SPD前，或者是在SPD内部装设脱离器。为了良好监视SPD的老化以及运行状态，最好为SPD配置老化显示，配置过载热分段装置和失效指示功能，监控辅助触头的SPD比较适用。
（三）正确安装浪涌保护器
将浪涌保护器安装在建筑物内部，实现对综合布线系统各种通信线缆连接电子设备的有效保护，需要把浪涌保护器安装在通信线路的总进户处，还要安装在建筑物处装设通信线与PE线之间。把持续工作电压25V、涌流为1kA的浪涌保护器安装在通信线和PE线之间，使得电子设备内部的雷电残压得到有效限制，保证达到电子设备所能承受的水平[2]。将信号线路浪涌保护器连接在被保护设备的信号端上，使得浪涌保护器SPD输出端能够与被保护设备的端口相互连接。把浪涌保护器SPD输出端安装在机柜内部，并将其固定在设备的机架上，也可固定在附近的支撑物上。使用横截面积大于1.5平方毫米的铜芯导线把信号线路浪涌保护器SPD接地端与设备机房内的局部电位接地端子板相互连接起来，保证接地线处于平直的状态。确保信号线浪涌保护器处于牢固状态，同时保证安装位置和布线的正确性，系统会受到线路感应电压的影响，在一级浪涌保护器与被保护设备相互之间的距离超过30米时，则需要设置二级浪涌保护器。
总结：综上所述，浪涌所能产生的破坏性主要是作用在建筑物内那些对过电流、过电压十分敏感的元器件上，分类浪涌保护器可按照按保护用途和工作原理进行，做好浪涌保护器的选型和安装工作应明确选型的注意事项，把被保护设备的抗扰能力和雷电防护的分级作为确定的依据。
参考文献：
[1]周鹏.AC660 V变频系统中电涌保护器的选型应用[J].机电信息,2020(18):13-14.
[2]胡倩.浅谈电涌保护器在仪表中的应用[J].数字通信世界,2020(03):181+262.