​浪涌保护器之低压侧瞬态过电压的原因及特性

所谓瞬态过电压是指在微秒内产生的高频尖峰冲击电压。此种高频尖峰冲击电压有别于一般电源上的所谓过压，因一般电源过压可能维持数秒或以上。 低压侧瞬态过电压的形成有以下两种途径：一、雷击。二、电子网暂态过程。 一般建筑物上的直击雷防护系统只能保护其本身免受雷电直击所损毁，但雷电会通过以下一些形式及途径造成破坏：1、雷击采用共地系统的防雷装置。2、雷电的沿线来波。3、雷电感应。

　　1、雷击采用共地系统的防雷装置。大部分云对地的雷击是由带负电荷的云层对具正电荷的大地放电而产生的。直击雷的能量巨大，虽然普通建筑物遭受雷电直击的概率不大，但一旦受到雷击会对建筑物本身及电气或电子系统所造成巨大的破坏。根据目前国家建筑物防雷设计规范，所有的接地，例如防雷、低压电力系统、电讯系统采用共用接地装置，这样一来当雷直击于该建筑物的防雷装置（接闪器或避雷带）时，共用接地装置的电位将升高，产生的过电压可能击穿低压装置或用电设备的绝缘。

　　为此国家建筑物防雷设计规范（GB50057-94）提出并参考IEC1024-1防雷标准第315款规定：“在电源引入的总配电箱处宜装设过电压保护器”。

　　国家建筑物防雷设计规范指出：

　　“根据IEC标准，室内低压装置的耐冲击电压最高仅为6kV。由于本条是将防雷装置直接安装在建筑物上和采用共用接地装置，所以，当防雷装置遭直接雷击时，假设流经靠近低压电气装置处接地装置的雷电流为20 kA，以及接地装置的冲击接地电阻甚至低至1Ω，这时，在接地装置上电位升高为20kV。也就是说，低压电气装置接了地的金属外壳的电位比带电体（相导体）也约高20kV。它比前述的6kV耐压高得多。如果在相导体与地之间不装过电压保护器，则在这种情况下，在低压电气装置绝缘较弱处可能被击穿而造成短路、发生火花、损坏设备，这是有危险的。若短路电流小（即长期有较大的漏电流，但又不可能使保护设备及时动作切断线路），时间一长则可能引起外壳升温而发生事故或火灾。”

　　2、雷电的沿线来波。雷电通过电源线路或数据线路以行波速度沿着导线向与其连接的设备装置前行。而被浪涌雷电波击中的损害程度取决于设备装置与被击中处的距离。雷电直击到电力系统上，主要是架空的裸露高压线，在线路上直接形成过电压；或雷电落在供电线路附近，由于雷云先导的作用，使附近导体上感应出与先导通道符号相反的电荷，雷云主放电时，先导通道中的电荷迅速中和，在导体上的感应电荷得到释放，形成雷电暂态过电压或过电流，这就是我们通常所指的静电感应。这两者都会造成雷电波沿电力线侵入，危及人身安全或损坏设备。

　　3、雷电感应。雷电放电时，在附近导体上将产生静电感应和电磁感应。所谓电磁感应是指因雷电流迅速变化在其周围空间产生瞬变的强电磁场，使附近导体上感应出很高的电动势，如：雷电直击到接闪装置或户内终端用户的外围设备，则在雷电流引下线和供电及数据线路周围通过电磁感应使敏感设备易于击穿或跳火。

　　另外，在电力系统中，由于开关操作，负荷的投入和切除及系统短路、接地故障产生的过电压过电流暂态过程，这种暂态过程的有害波在输电线路上传播并通过电容藕合和电磁藕合方式侵入到通讯线路、数据线路、信号控制线路中，在这些线路上形成危及微电子设备的暂态过电压及过电流，并以流动波的形式侵害设备。这是低压侧人为形成过电压的主要原因，我们称之为电子网暂态过程。

　　这些现象均会在大约1微秒(μs)的瞬间产生几千伏的瞬间过电压，由于其电压幅值大，且雷电流属于高频（通常为数千赫兹），而电力开关只对工频电流的过载起保护作用，而开关本身也会被瞬态过电压击穿或跳火。对连接在电源网络上的设备更可能被干扰和损害。