防雷浪涌保护器的作用与复合型 SPD 的区别

在现代工业、电力、通信及建筑设施中，雷电及电涌干扰已成为影响系统安全与设备寿命的关键隐患。为了有效应对这些瞬态高能冲击，防雷浪涌保护器(Surge Protective Device，简称 SPD)成为电气系统中不可或缺的保护装置。尤其在 “数字化 + 智能化” 趋势下，SPD 的技术进化和复合型浪涌保护器的广泛应用，已成为行业安全建设的重要方向。

防雷浪涌保护器的作用

防雷浪涌保护器主要用于限制瞬时过电压(如雷击、电网操作引起的电涌)对电子设备和电力系统的冲击，具备以下几个核心作用。

雷电能量释放缓冲：当雷击或远端雷电感应波侵入电网，SPD 可快速导通，将高能浪涌泄放至接地系统，从而降低进入设备端的过电压值。直击雷的强大电流能够瞬间产生极高的电压，可能直接摧毁电气设备。即使是感应雷，通过电磁感应在电力线路中产生的电涌，也会对设备造成严重损害。防雷浪涌保护器能够在极短的时间内，将这些强大的能量引导至大地，避免设备承受过高的电压。

过压抑制保护功能：对于由电力系统切换、开关动作等引发的内部浪涌(操作过电压)，SPD 同样可以吸收其能量，防止损坏精密设备。在电力系统中，开关的闭合与断开、大型设备的启动与停止等操作，都会导致电路中的电压瞬间发生变化，产生操作过电压。这些过电压虽然持续时间较短，但幅值可能很高，对一些对电压波动敏感的精密电子设备，如计算机、服务器、通信设备等，可能造成元件损坏、数据丢失等问题。防雷浪涌保护器能够及时感知这些过电压，并通过自身的工作机制将多余的能量吸收或转移，确保设备工作电压处于安全范围。

保障电气系统连续运行：在电力系统中，SPD 的存在可有效减少因电涌引起的系统误动作、电气设备损坏和通信中断，提高运行稳定性。电涌可能会干扰电力系统的正常控制信号，导致设备误动作，例如电机意外启停、继电器误跳闸等，这不仅会影响生产流程，还可能引发安全事故。在通信系统中，电涌可能导致通信线路中断、信号干扰，影响数据传输的准确性和稳定性。防雷浪涌保护器通过抑制电涌，保障了电力系统和通信系统的稳定运行，减少了因电涌导致的故障发生率，降低了维护

成本和生损失。

复合型浪涌保护器(Composite SPD)的特点

复合型浪涌保护器是指内部集成多种抑制器件(如压敏电阻、气体放电管、放电间隙、TVS 二极管等)于一体的保护器件，兼具不同类型 SPD 的优势，具备宽范围保护能力。

多级保护功能合一：传统防雷系统往往采用多级保护(一级粗保护、二级细保护)，而复合型 SPD 则集这几种功能于一体，简化系统设计。一级保护通常需要应对直击雷或强大的感应雷产生的大电流冲击，主要目的是泄放大部分能量，降低后续设备承受的电压幅值。二级保护则侧重于对经过一级保护后仍残留的较小能量浪涌以及操作过电压等进行精细防护，确保进入设备的电压完全在安全范围内。复合型 SPD 通过合理组合多种保护器件，使其能够在一个装置内完成从大能量泄放到精细电压限制的全过程，减少了系统中所需的保护装置数量，降低了安装空间和成本，同时也减少了因多个装置之间的配合问题可能导致的保护漏洞。产响应速度快：内部器件协同工作，可快速响应纳秒级浪涌，适用于对响应时间要求极高的场所。在一些对实时性要求极高的电子设备和系统中，如高速数据传输设备、精密医疗设备、军事电子装备等，瞬间的电压波动都可能导致严重后果。例如，在高速数据传输过程中，纳秒级的电涌可能会使数据传输出现错误，导致信息丢失或系统故障。复合型 SPD 内部的各种器件能够相互配合，当检测到浪涌电压时，能够在极短的时间内做出响应，迅速启动保护机制，将浪涌电压限制在安全范围内，满足这些对响应速度苛刻的应用场景的需求。

能量分散能力强：具备较高的冲击电流承受能力(Iimp 可达 12.5～25kA)，同时兼具电压限制和能量吸收功能。雷电产生的浪涌电流具有幅值高、持续时间短的特点，对保护器件的冲击耐受能力提出了极高要求。复合型 SPD 通过采用大通流容量的气体放电管等器件来泄放大电流，同时利用压敏电阻、TVS 二极管等进行电压限制和剩余能量吸收。在遭受雷击时，它能够先通过气体放电管将大部分雷电流引导至接地系统，然后利用压敏电阻等进一步钳制残压，确保设备端的电压不会超过安全阈值，有效保护设备免受高能量浪涌的损害。

复合型 SPD 与其他类型 SPD 的区别

与开关型 SPD 的区别：开关型 SPD 以气体放电管(GDT)为核心，利用气体电离导电原理泄放雷电流，常用于 T1 级防雷，虽电涌泄放强且无漏电流，但泄能后易引发工频续流，可能致使主回路故障。复合型 SPD 采用 MOV 与石墨间隙(GDT)串联组合，融合二者优势，兼具大通流量、低残压，有效解决续流和漏电流问题。开关型 SPD 在检测到浪涌电压时，通过气体放电管内气体的电离形成导电通道，将雷电流迅速泄放至大地。然而，在泄放完雷电流后，由于气体放电管的特性，可能会在工频电压下继续保持导通状态，形成工频续流，这可能会导致主回路熔断器熔断或其他设备损坏。复合型 SPD 则通过将压敏电阻与气体放电管串联，在正常工作电压下，压敏电阻呈现高阻状态，几乎没有电流通过，避免了漏电流问题;在遭受浪涌时，气体放电管先导通泄放大电流，随后压敏电阻迅速动作，限制残压，并在浪涌过后迅速恢复高阻状态，有效防止了工频续流的产生。

与限压型 SPD 的区别：限压型 SPD 依靠压敏电阻(MOV)芯片的非线性伏安特性限压，响应快、钳位佳，却存在漏电流大、易老化弊端，单独使用难以满足全面防雷需求。复合型 SPD 克服了这些弊端，既无续流，也无漏电流，能够直接保护终端设备。限压型 SPD 中的压敏电阻在正常工作电压下电阻很大，当电压超过其阈值时，电阻迅速降低，将浪涌电流引入大地，同时将电压钳位在一定范围内。但是，由于压敏电阻的特性，即使在正常工作电压下，也会有微小的漏电流通过，长期运行可能导致压敏电阻发热、老化，甚至损坏。复合型 SPD 通过合理的电路设计和器件组合，避免了限压型 SPD 的这些问题，不仅能够提供可靠的防雷保护，还具有更长的使用寿命和更高的稳定性。

复合型 SPD 凭借其独特的优势，广泛用于智能楼宇、数据中心、新能源、电信基站等高集成度场所，是现代防雷技术发展的关键趋势。在实际应用中，应根据具体的电气系统需求、设备特性以及环境因素等，合理选择合适类型的防雷浪涌保护器，以确保电气设备和系统的安全稳定运行。