浪涌保护器（Surge Protection Device)也叫防雷器，是一种为各种电子设备、仪器仪表、通讯线路提供安全防护的电子装置，过去常称为“避雷器”或“过电压保护器”英文简写为SPD。浪涌保护器的作用是把窜入电力线、信号传输线的瞬时过电压限制在设备或系统所能承受的电压范围内，或将强大的雷电流泄流入地，保护被保护的设备或系统不受冲击而损坏。浪涌保护器适用于交流50/60HZ，额定电压220V/380V的供电系统中，对间接雷电和直接雷电影响或其他瞬时过压的电涌进行保护，适用于家庭住宅、第三产业以及工业领域电涌保护的要求。浪涌保护器工作示意图如下：

浪涌保护器基本元件

浪涌保护器的类型和结构按不同的用途有所不同，但它至少应包含一个非线性电压限制元件。用于浪涌保护器的基本元器件有：放电间隙、充气放电管、压敏电阻、抑制二极管和扼流线圈等。

1、放电间隙（又称保护间隙）：

      它一般由暴露在空气中的两根相隔一定间隙的金属棒组成，其中一根金属棒与所需保护设备的电源相线L1或零线（N）相连，另一根金属棒与接地线（PE）相连接，当瞬时过电压袭来时，间隙被击穿，把一部分过电压的电荷引入大地，避免了被保护设备上的电压升高。这种放电间隙的两金属棒之间的距离可按需要调整，结构较简单，其缺点是灭弧性能差。改进型的放电间隙为角型间隙，它的灭弧功能较前者为好，它是靠回路的电动力F作用以及热气流的上升作用而使电弧熄灭的。

⒉、气体放电管：

它是由相互离开的一对冷阴板封装在充有一定的惰性气体（Ar）的玻璃管或陶瓷管内组成的。为了提高放电管的触发概率，在放电管内还有助触发剂。这种充气放电管有二极型的，也有三极型的，气体放电管的技术参数主要有：

       a、直流放电电压Udc；

       b、冲击放电电压Up（一般情况下Up≈（2～3）Udc；

       c、工频耐受电流In；

       d、冲击耐受电流Ip；

       e、绝缘电阻R（>109Ω）；

        f、极间电容（1-5PF）；

     气体放电管可在直流和交流条件下使用，其所选用的交直流放电电压Udc分别如下：在直流条件下使用：Udc≥1.8U0（U0为线路正常工作的直流电压）；在交流条件下使用：U dc≥1.44Un（Un为线路正常工作的交流电压有效值）。

⒊、压敏电阻：

       它是以ZnO为主要成分的金属氧化物半导体非线性电阻，当作用在其两端的电压达到一定数值后，电阻对电压十分敏感。它的工作原理相当于多个半导体P-N的串并联。压敏电阻的特点是非线性特性好（I=CUα中的非线性系数α），通流容量大（～2KA/cm2），常态泄漏电流小（10-7～10-6A），残压低（取决于压敏电阻的工作电压和通流容量），对瞬时过电压响应时间快（～10-8s），无续流。压敏电阻的技术参数主要有：

       a、压敏电压（即开关电压）UN，参考电压Ulma；

       b、残压Ures；

       c、残压比K（K=Ures/UN）；

       d、最大通流容量Imax；

       c、泄漏电流；

       d、响应时间；

        压敏电阻的使用条件有：压敏电压：UN≥[（√2×1.2）/0.7]U0（U0为工频电源额定电压），最小参考电压：Ulma≥（1.8～2）Uac （直流条件下使用），Ulma≥（2.2～2.5）Uac（在交流条件下使用，Uac为交流工作电压）。压敏电阻的最大参考电压应由被保护电子设备的耐受电压来确定，应使压敏电阻的残压低于被保护电子设备的而损电压水平，即（Ulma）max≤Ub/K，上式中K为残压比，Ub为被保护设备的而损电压。

⒋、抑制二极管：

       抑制二极管具有箝位限压功能，它是工作在反向击穿区，由于它具有箝位电压低和动作响应快的优点，特别适合用作多级保护电路中的最末几级保护元件。抑制二极管在击穿区内的伏安特性可用下式表示：I=CUα，上式中α为非线性系数，对于齐纳二极管α=7～9，在雪崩二极管α=5～7。抑制二极管的技术参数：

       a、击穿电压，它是指在指定反向击穿电流（常为lma）下的击穿电压，这于齐纳二极管额定击穿电压一般在2.9V～4.7V范围内，而雪崩二极管的额定击穿电压常在5.6V～200V范围内；

       b、最大箝位电压：它是指管子在通过规定波形的大电流时，其两端出现的最高电压；

       c、脉冲功率：它是指在规定的电流波形（如10/1000μs）下，管子两端的最大箝位电压与管子中电流等值之积；

       d、反向变位电压：它是指管子在反向泄漏区，其两端所能施加的最大电压，在此电压下管子不应击穿。此反向变位电压应明显高于被保护电子系统的最高运行电压峰值，也即不能在系统正常运行时处于弱导通状态；

       e、最大泄漏电流：它是指在反向变位电压作用下，管子中流过的最大反向电流；

       f、响应时间；

⒌、扼流线圈：

        扼流线圈是一个以铁氧体为磁芯的共模干扰抑制器件，它由两个尺寸相同，匝数相同的线圈对称地绕制在同一个铁氧体环形磁芯上，形成一个四端器件，要对于共模信号呈现出大电感具有抑制作用，而对于差模信号呈现出很小的漏电感几乎不起作用。扼流线圈使用在平衡线路中能有效地抑制共模干扰信号（如雷电干扰），而对线路正常传输的差模信号无影响。扼流线圈在制作时应满足以下要求：

       a、绕制在线圈磁芯上的导线要相互绝缘，以保证在瞬时过电压作用下线圈的匝间不发生击穿短路；

       b、当线圈流过瞬时大电流时，磁芯不要出现饱和；

       c、线圈中的磁芯应与线圈绝缘，以防止在瞬时过电压作用下两者之间发生击穿；

       d、线圈应尽可能绕制单层，这样做可减小线圈的寄生电容，增强线圈对瞬时过电压的而授能力；

⒍、1/4波长短路器：

       1/4波长短路器是根据雷电波的频谱分析和天馈线的驻波理论所制作的微波信号浪涌保护器。这种保护器中的金属短路棒长度是根据工作信号频率（如900MHZ或1800MHZ）的1/4波长的大小来确定的。此并联的短路棒长度对于该工作信号频率来说，其阻抗无穷大，相当于开路，不影响该信号的传输，但对于雷电波来说，由于雷电能量主要分布在n+KHZ以下，此短路棒对于雷电波阻抗很小，相当于短路，雷电能量级被泄放入地。由于1/4波长短路棒的直径一般为几毫米，因此耐冲击电流性能好，可达到30KA（8/20μs）以上，而且残压很小，此残压主要是由短路棒的自身电感所引起的，其不足之处是工频带较窄，带宽约为2%～20%左右，另一个缺点是不能对天馈设施加直流偏置，使某些应用受到限制。

电涌保护器的分类

1、电涌保护器从用途上可分为三类：电源浪涌保护器、信号防雷浪涌保护器、天线馈线浪涌保护器。

2、从工作原理和性能上，电涌保护器可分为电压开关型、限压型、组合型三类。

       a、电压开关型SPD无电涌出现时为高阻抗，当出现电压电涌时突变为低阻抗，又称“短路开关型”SPD。通常用放电间隙、充气放电管、闸流管和三端双向可控硅元件作为组件。其特点是放电能力强，但残压高，为2-4kV。测试该器件一般用10/350μS的模拟雷电流波形。一般安装在建筑物LPZ0与PZL1区的交界处。

       b、限压型SPD无电涌出现时为高阻抗，随着电涌电流和电压的增加，阻抗跟着连续变小，又称“钳压型”SPD。通常采用压敏电阻、抑制二极管作为组件。其特点是残压低。测试该器件一般采用8/20μS的模拟雷电冲击电流波形。一般安装在雷电保护区建筑物内，疏导8/20μS的雷电冲击电流。

       c、组合型SPD是由电压开关型组件和限压型组件组合而成。在一般雷电过电压保护时，由限压型组件承受浪涌电流，其标称放电电流可达10―20kA；若遇较大量级雷电流过电压，第一级由限压型组成的电路保险管可自动断开，由第二级电压开关型组件进行雷电过压保护。组合型SPD能承受冲击电流容量一般大于100kA。

电涌保护器的主要性能指标

1、10/350μs波是模拟直击雷的波形，波形能量大； 8/20μs波是模拟雷电感应和雷电传导的波形。

2、标称放电电流In是指流过SPD、8/20μs电流波的峰值电流。

3、最大放电电流Imax又称为最大通流量，指使用8/20μs电流波冲击SPD一次能承受的最大放电电流。

4、最大持续耐压Uc(rms)指可连续施加在SPD上的最大交流电压有效值或直流电压。

5、残压Ur指在额定放电电流In下的残压值。

6、保护电压Up表征SPD限制接线端子间的电压特性参数，其值可从优选值的列表中选取，应大于限制电压的最高值。

7、电压开关型SPD主要泄放的是10/350μs电流波，限压型SPD主要泄放的是8/20μs电流波。

一般情况下：①电压保护水平。通常电压保护水平越低，保护效果越好。②流通容量。通常流通容量越高，雷电下安全性越好。但是流通容量越大，SPD价格也就越高。③最大持续运行电压。通常最大持续运行电压越高，长期安全性越好，但是最大持续运行电压越高，电压保护水平也水涨船高。

电涌保护器的安装原则

1、电涌保护器必须能承受预期通过它们的雷电流。在建筑物进线处和其它防雷区界面处的最大电涌电压应与所属系统的基本绝缘水平和设备允许的最大电涌电压协调一致。为使最大电涌电压足够低，其两端的引线应做到最短，总不超过0.5米。

2、当电源进线端的电涌保护器与被保护设备之间距离较远（大于30m）时，或者SPD的电压保护水平Up加上其两端引线的感应电压以及反射波效应不足以保护敏感设备，则应在被保护设备处安装第二级SPD，其标称放电电流不宜小于8/20μS5kA。

3、当在线路上多处安装SPD时，电压开关型SPD和限压型SPD之间的线路长度不宜小于5m。

4、为防止SPD因各处原因损坏时，每级SPD须设置熔丝或断路器保护。

5、当保护设备的线路有屏蔽时，SPD宜靠近屏蔽线路末端安装。