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专业科普：你知道避雷器与防雷器（浪涌保护器）的区别吗？

2022-11-10

雷电灾害是严重的自然灾害之一，全世界每年因雷电灾害造成的人员伤亡、财产损失不计其数。随着电子、微电子集成化设备的大量应用，雷电过电压和雷击电磁脉冲所造成的系统和设备的损坏越来越多。因此，尽快解决建筑物和电子信息系统雷电灾害防护问题显得十分重要。建立完善的雷电浪涌过电压保护措施是电气工程设计的重要组成部分。

当雷电来袭的时候，电路中会在微秒间产生极大的电压和电流，极有可能对用电设备和电缆造成危害。此时需要我们的电涌保护器为线路提供安全防护，通过与被保护的设备并联，当出现过电压时，限制过电压和泄放电涌电流。电涌电流通过电涌保护器流入地，而不会进入设备，防止过大的电流与电压对设备产生损害。

浪涌保护器和避雷器都是用来限制瞬态雷击过电压的防雷装置，二者作为电气设备中常用的原件都有防止过电压，特别是防止雷电过电压的功能，但两者在应用上还是有许多区别。今天就来介绍这两类产品的具体区别。

一、定义

首先我们来看看两者的概念：

1、避雷器：用于保护电气设备免受雷击时高瞬态过电压危害，并限制续流时间，也常限制续流赋值的一种电器。避雷器有时也称为过电压保护器，过电压限制器。

避雷器分为很多种，有金属氧化物避雷器，线路型金属氧化物避雷器，无间隙线路型金属氧化物避雷器，全绝缘复合外套金属氧化物避雷器，可卸式避雷器。

避雷器的主要类型有管型避雷器、阀型避雷器和氧化锌避雷器等。每种类型避雷器的主要工作原理是不同的，但是它们的工作实质是相同的，都是为了保护通信线缆和通信设备不受损害。

1、管型避雷器

管型避雷器实际是一种具有较高熄弧能力的保护间隙，它由两个串联间隙组成，一个间隙在大气中，称为外间隙，它的任务就是隔离工作电压，避免产气管被流经管子的工频泄露电流所烧坏；另一个装设在气管内，称为内间隙或者灭弧间隙，管型避雷器的灭弧能力与工频续流的大小有关。这是一种保护间隙型避雷器，大多用在供电线路上作避雷保护。

2、阀型避雷器

阀型避雷器由火花间隙及阀片电阻组成，阀片电阻的制作材料是特种碳化硅。利用碳化硅制作的阀片电阻可以有效地防止雷电和高电压，对设备进行保护。当有雷电高电压时，火花间隙被击穿，阀片电阻的电阻值下降，将雷电流引入大地，这就保护了线缆或电气设备免受雷电流的危害。在正常的情况下，火花间隙是不会被击穿的，阀片电阻的电阻值较高，不会影响通信线路的正常通信。

3、氧化锌避雷器

氧化锌避雷器是一种保护性能优越、质量轻、耐污秽、性能稳定的避雷设备。它主要利用氧化锌良好的非线性伏安特性，使在正常工作电压时流过避雷器的电流极小（微安或毫安级）；当过电压作用时，电阻急剧下降，泄放过电压的能量，达到保护的效果。这种避雷器和传统避雷器的差异是它没有放电间隙，利用氧化锌的非线性特性起到泄流和开断的作用。

以上介绍了几种避雷器，每种避雷器各自有各自的优点和特点，需要针对不同的环境进行使用，才能起到良好的避雷效果。

2、防雷器：也叫浪涌保护器，是一种为各种电子设备、仪器仪表、通讯电路提供安全防护的电子装置。当电气回路或者通信线路中因为外界的干扰突然产生尖峰电流或者电压时，浪涌保护器能在极短的时间内导通分流，从而避免浪涌对回路中其他设备的损害。

1、按工作原理分类，SPD可以分为电压开关型、限压型及组合型。

1）电压开关型SPD。在没有瞬时过电压时呈现高阻抗，一旦响应雷电瞬时过电压，其阻抗就突变为低阻抗，允许雷电流通过，也被称为“短路开关型SPD”。

2）限压型SPD。当没有瞬时过电压时，为高阻抗，但随电涌电流和电压的增加，其阻抗会不断减小，其电流电压特性为强烈非线性，有时被称为“钳压型SPD”。

3）组合型SPD。由电压开关型组件和限压型组件组合而成，可以显示为电压开关型或限压型或两者兼有的特性，这决定于所加电压的特性。

2、按用途分类，SPD可以分为电源线路SPD、信号线路SPD

1、电源线路SPD

由于雷击的能量是非常巨大的，需要通过分级泄放的方法，将雷击能量逐步泄放到大地。在直击雷非防护区（LPZ0A）或在直击雷防护区（LPZ0B）与第一防护区（LPZ1）交界处，安装通过Ⅰ级分类试验的浪涌保护器或限压型浪涌保护器作为第一级保护,对直击雷电流进行泄放，或者当电源传输线路遭受直接雷击时，将传导的巨大能量进行泄放。在第一防护区之后的各分区（包含LPZ1区）交界处安装限压型浪涌保护器，作为二、三级或更高等级保护。第二级保护器是针对前级保护器的残余电压以及区内感应雷击的防护设备，在前级发生较大雷击能量吸收时，仍有一部分对设备或第三级保护器而言是相当巨大的能量，会传导过来，需要第二级保护器进一步吸收。同时，经过第一级防雷器的传输线路也会感应雷击电磁脉冲辐射。当线路足够长时，感应雷的能量就变得足够大，需要第二级保护器进一步对雷击能量实施泄放。第三级保护器对通过第二级保护器的残余雷击能量进行保护。根据被保护设备的耐压等级，假如两级防雷就可以做到限制电压低于设备的耐压水平，就只需要做两级保护；假如设备的耐压水平较低，可能需要四级甚至更多级的保护。

选择SPD，首先需要了解一些参数及其工作原理。

⑴ 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。

⑵标称放电电流In是指流过SPD、8/20μs电流波的峰值电流。

⑶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。

⑷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。

⑸残压Ur指在额定放电电流In下的残压值。

⑹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。

⑺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。

2、信号线路SPD

信号线路SPD其实就是信号避雷器，安装在信号传输线路中，一般在设备前端，用来保护后续设备，防止雷电波从信号线路涌入损伤设备。

（1）电压保护水平（UP）的选择

UP 值不应超过被保护设备耐冲击电压额定值，UP 要求SPD 与被保护的设备的绝缘应有良好配合。

在低压供配电系统装置中，设备均应具有一定的耐受电涌能力，即耐冲击过电压能力。当无法获得220/380V 三相系统各种设备的耐冲击过电压值时，可按IEC 60664-1 和GB 50057-1994（2000 版）的给定指标选用。

（2）标称放电电流In 的（冲击通流容量）选择

流过SPD、8/20 μs 电流波的峰值电流。用于对SPD 做II 级分类试验，也用于对SPD 做I 级和II 级分类试验的预处理。

事实上，In 是SPD 不发生实质性破坏而能通过规定次数(一般为20 次)、规定波形（8/20 μs）的最大限度的冲击电流峰值。

（3）最大放电电流Imax（极限冲击通流容量）的选择

流过SPD、8/20 μs 电流波的峰值电流，用于II 级分类试验。Imax 与In 有许多相同点，他们都是用8/20 μs 电流波的峰值电流对SPD 做II 级分类试验。不同之处也很明显，Imax 只对SPD 做一次冲击试验，试验后SPD 不发生实质性破坏；而In 可以做20次这样的试验，试验后SPD 也不能有实质性破坏。因此，Imax 是冲击的电流极限值，所以最大放电电流也称为极限冲击通流容量。显然，Imax>In。

二、浪涌保护器和避雷器的区别

1、应用领域上讲可从电压等级来分。

避雷器的额定电压以﹤3kV到1000kV，低压0.28kV，0.5kV。

浪涌保护器的额定电压≦1.2kV、380、220~10V~5V。

2、保护对象不同

避雷器是保护电气设备的，而SPD浪涌保护器一般是保护二次信号回路或给电子仪器仪表等末端供电回路。

3、绝缘水平或耐压水平不同

电器设备和电子设备的耐压水平不在一个数量级上，过电压保护装置的残压应与保护对象的耐压水平匹配。

4、安装位置不同

避雷器一般安装在一次系统上，防止雷电波的直接侵入，保护架空线路及电器设备;而SPD浪涌保护器多安装于二次系统上，是在避雷器消除了雷电波的直接侵入后，或避雷器没有将雷电波消除干净时的补充措施;所以避雷器多安装在进线处;SPD多安装于末端出线或信号回路处。

5、通流容量不同

避雷器因为主要作用是防止雷电过电压,所以其相对通流容量较大;而对于电子设备，其绝缘水平远小于一般意义上的电器设备，故需要SPD对雷电过电压和操作过电压进行防护，但其通流容量一般不大。(SPD一般在末端，不会直接与架空线路连接，经过上一级的限流作用，雷电流已经被限制到较低值，这样通流容量不大的SPD完全可以起到保护作用，通流值不重要，重要的是残压。)

6、浪涌保护器适用于低压供电系统的精细保护。

电源浪涌保护器由于终端设备离前级浪涌保护器距离较大，从而使得该线路上容易产生振荡过电压或感应到其他过电压。适用于终端设备的精细电源浪涌保护，与前级浪涌保护器配合使用，则保护效果更好。

7、材质不同

避雷器主材质多为氧化锌（金属氧化物变阻器中的一种），而浪涌保护器主材质根据抗浪涌等级、分级防护（IEC61312）的不同是不一样的，而且在设计上比普通防雷器精密得多。

8、从技术上来说，避雷器在响应时间、限压效果、综合防护效果、抗老化特性等方面都达不到浪涌保护器的水平。

9、其它绝缘水平、对参数的着眼点等也有较大差异。

三、从标称放电电流上讲

避雷器指标放电电流In从1.5kV、2.5kV、5kV、10kV、20kV。8/20us的标称雷电流，浪涌保护器标称放电电流从5kA、10kA、0.5kA、20kA、30、20、120kV。

四、试验标准和要求上讲，区别很大

避雷器由于接于电气一次系统上，要有足够的外绝缘性能，外观尺寸比较大，而浪涌保护器由于接于低压，尺寸制作的可以很小例如从外观体积上讲，避雷器主要以硅橡胶、陶瓷、铁罐为主，体积大，重量重浪涌保护器以硅胶少量、环氧包、塑料外壳、金属与陶瓷、金属与塑料。

五、使用范围

避雷器的使用范围：交流无间隙金属氧化物避雷器用于保护交流输变电设备的绝缘，免受雷电过电压和操作过电压损害。主要用在电站、线路、配电站、发电，电容器，电机、变压电器、中性点、炼钢铁、铁路。

浪涌保护器的使用范围：一般用于配电系统、线路和变电所进行线段保护。主要用在低压配电、柜、低压电器、通信、信号、机站、机房。

从两者的使用范围来看，感觉防雷器比较高大上的样子，其实这不重要，根据具体的需求来决定选择什么样的防雷产品，这才是重点。随着科学的发展进步，现在已经是电子信息科技时代，到处都是信息科技产品，这么多的信息科技产品，必然存在安全隐患，防雷工作就显得尤为重要了。家里电器的使用，网络信号的使用，通讯设备的使用等等，都需要做好防雷工作。

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