雷電對建筑物及其內(nèi)部電子設(shè)備的危害是多渠道的，有直接雷擊，沿電氣線路和金屬管道侵入的雷電波，還有通過空間輻射來的脈沖電磁場。當(dāng)前，隨著高新技術(shù)的廣泛應(yīng)用，各種前進(jìn)的通信、監(jiān)測、控制、辦公自動(dòng)化和計(jì)算機(jī)等電子設(shè)備正日益普及地配備于各類建筑物中。由于電子和微電子元件的絕緣強(qiáng)度低，過電壓耐受能力差，這些電子設(shè)備很容易受

（一） 接閃
    接閃器是用來直接接受雷擊的部分，它要用良導(dǎo)體材料制成，裝設(shè)在建筑物的頂部。接閃器的結(jié)構(gòu)有避雷針、避雷帶和避雷網(wǎng)，以及兼作接閃器用的金屬物面和金屬構(gòu)件。對于比較低矮的廠房和車庫，特別是那些要求防雷導(dǎo)線與建筑物內(nèi)各種金屬體和金屬管線隔離的場合，一般采用獨(dú)立避雷針加以保護(hù)。對于重要的民用建筑物，應(yīng)首先沿其屋脊、屋角、屋檐和檐角等易受雷擊的部位環(huán)繞設(shè)置避雷網(wǎng)或避雷帶，然后在屋面的其它部位橫豎平行地設(shè)置避雷網(wǎng)或避雷帶，聯(lián)成避雷網(wǎng)格。如有高出屋面的物體，則應(yīng)在其頂部設(shè)置避雷針或環(huán)狀避雷帶，并與屋面網(wǎng)格連接。如果突出屋面的物體是出氣管和煙囪時(shí)，一般可不另裝接閃器，但要與屋面避雷網(wǎng)格相連接。通過提前放電的EF接閃端子在它的收集容積內(nèi)將雷電閃擊截獲，提供足夠的保護(hù)角度和保護(hù)半徑，避免雷電繞擊對建筑物造成損壞。

（二） 分流
    分流是利用引下線將接閃器接受的雷電流分散引入大地。分流的效果取決于引下線的數(shù)量及其排布結(jié)構(gòu)，引下線多，每根引下線通過的雷電流就小，相應(yīng)的雷電脈沖電磁感應(yīng)作用就可以減弱。引下線一般用圓鋼或扁鋼制成，其截面積大小的選擇應(yīng)能保證通過雷電流后不會(huì)被熔化。引下線可以利用建筑物的金屬構(gòu)件或利用建筑物的結(jié)構(gòu)鋼筋，這些構(gòu)件和鋼筋均應(yīng)焊接成電氣通路。當(dāng)建筑物較高，引下線很長時(shí)，應(yīng)在建筑物的中間部位增設(shè)均壓環(huán)，以增加分流支路，改善分流條件，同時(shí)還能降低反擊電壓。但采用無屏蔽的引下線時(shí)，當(dāng)較大的、上升陡度很大的雷電流經(jīng)避雷針通過引下線入地時(shí)，在其被保護(hù)范圍內(nèi)的設(shè)施仍會(huì)因地電位升高造成的反擊以及電磁感應(yīng)造成的過電壓等雷電的二次效應(yīng)而遭到危害。通過EF專用雷電流下導(dǎo)體能將雷電流安全輸送到大地，防止大電流瞬時(shí)流過建筑物的鋼筋結(jié)構(gòu)時(shí)所產(chǎn)生側(cè)跳火造成火災(zāi)或人員傷亡事故。下導(dǎo)體是同軸雙層屏蔽電纜結(jié)構(gòu)，能最大限度地削減空間交變磁場對弱電設(shè)備的影響。

（三） 均壓
    均壓就是指建筑物內(nèi)的各個(gè)部分能夠構(gòu)成同一個(gè)電位,即等電位。為了保證建筑物內(nèi)部不產(chǎn)生反擊和危險(xiǎn)的接觸電壓及跨步電壓，應(yīng)將建筑物內(nèi)各部位的結(jié)構(gòu)鋼筋和各種金屬設(shè)備及金屬管線相互電氣連接，使它們處于同一電位水平。對于混凝土建筑物，因其內(nèi)部的結(jié)構(gòu)鋼筋大部分都是自然搭接后綁扎的，有利于實(shí)現(xiàn)等電位連接。為了改善均壓效果，應(yīng)再有目的地將接閃裝置與建筑物的梁、板、柱和基礎(chǔ)內(nèi)鋼筋可靠地焊接、綁扎或搭接，同時(shí)將各種金屬設(shè)備和金屬管線與它們焊接或卡接來實(shí)現(xiàn)均衡電位，以便使整個(gè)建筑物成為良好的等電位體。在建筑物的伸縮縫、沉降縫和抗震縫等處要做防雷跨越導(dǎo)線。

（四） 屏蔽
    屏蔽的主要目的是對建筑物內(nèi)的電子設(shè)備加以保護(hù)。對于安裝有重要電子設(shè)備的房間如大型計(jì)算機(jī)房或配備高精尖電子系統(tǒng)的房間，要采取電磁屏蔽措施，以阻擋或衰減空間輻射來的電磁能量。為了防止雷電脈沖電磁場在電源線和信號線上感應(yīng)過電壓，所有低壓電源線和信號線都應(yīng)采用有金屬屏蔽層的電纜，沒有屏蔽的導(dǎo)線要穿鋼管，利用鋼管來屏蔽。另外，還可以將建筑物混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)的頂板、地板、墻面和梁、柱中的結(jié)構(gòu)鋼筋連接起來，構(gòu)成一個(gè)六面體的籠網(wǎng)，使其達(dá)到屏蔽條件。根據(jù)混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)造的不同，其墻內(nèi)和樓板內(nèi)的鋼筋有疏有密，可按各種設(shè)備的不同評比要求，增加屏蔽網(wǎng)絡(luò)的密度。

（五） 接地
    接地裝置的作用是使雷電流迅速流散到大地中去。防雷接地應(yīng)盡量利用自然接地體，在滿足防雷規(guī)范要求的條件下，應(yīng)優(yōu)先利用建筑物的基礎(chǔ)內(nèi)鋼筋作為接地裝置。當(dāng)達(dá)不到防雷規(guī)范要求或基礎(chǔ)包在防水油氈層內(nèi)時(shí)，可做周圈式人工接地裝置。磚混結(jié)構(gòu)建筑紅木質(zhì)結(jié)構(gòu)建筑應(yīng)做獨(dú)立引下線，采用獨(dú)立接地方式，如果土壤電阻率大且使用接地電極較多時(shí)，也可做周圈式人工接地裝置。一般地說，周圈式接地的沖擊接地阻抗小于獨(dú)立式接地阻抗。
對于電子設(shè)備的接地來說，出于抗干擾和工作安全的目的，可將其工作接地系統(tǒng)與防雷接地系統(tǒng)分開做，在這兩個(gè)接地系統(tǒng)之間用放電間隙或低壓避雷器聯(lián)結(jié)起來，實(shí)現(xiàn)在正常工作情況下接地分開，在雷擊情況下暫態(tài)共地。

（六） 布線
    在建筑物內(nèi)合理布置電氣、電子線路是防雷保護(hù)的重要組成部分。對于電源線和各種信號線，首先應(yīng)按（四）要求加以屏蔽。其次，這些線路主干的垂直部分以集中在建筑物的中心部位走線為宜，并盡量避免靠近建筑物的防雷引下線位置。另外，要在由戶外進(jìn)入建筑物的各種金屬管線和供電系統(tǒng)及信號線上加裝避雷器或防雷保護(hù)器，以限制和防止沿這些線路襲來的雷電侵入波。采用EFI系列過電壓保護(hù)器能阻止電源浪涌通過電力電纜對設(shè)備造成損壞。擁有滿足不同通信接口和插座方式的電涌保護(hù)設(shè)備CYLIX可以對不同的通信線路進(jìn)行保護(hù)。

外部防護(hù)：提前放電的防護(hù)理論

傳統(tǒng)的外部保護(hù)方法基本上是沿用富蘭克林避雷針，利用圓鋼、扁鋼或鋼筋混凝土中的鋼筋作為引下線 其特點(diǎn)是利用自身的高度使雷云電場發(fā)生畸變，從而將雷電吸引于自身，代替被保護(hù)物受雷擊。200多年以來，這種避雷針發(fā)揮了巨大的作用，但是隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，石化設(shè)備、微電子設(shè)備、通信設(shè)備的增多，它的局限性就慢慢體現(xiàn)出來：（1）保護(hù)范圍不確定：舊的45度保護(hù)范圍，是在實(shí)驗(yàn)室中用沖擊電壓下小模型的放電結(jié)果求出的，由于它與近似直流電壓的雷云對空間極長間隙下的放電有很大差異，所以這一保護(hù)范圍并未得到科學(xué)界的公認(rèn)。但我們可以把它看成一種用以決定避雷針的高度與數(shù)目的工程辦法。1993年，IEC標(biāo)準(zhǔn)通過用滾球法來確定避雷針的保護(hù)范圍，但這樣一來，不僅把避雷針的保護(hù)范圍大大縮小，而且可以這么說，現(xiàn)今的超過60米的建筑上如安裝避雷針就無法確定其保護(hù)范圍。（2）由于采用無屏蔽的引下線，當(dāng)強(qiáng)大的、上升陡度很大的雷電流經(jīng)避雷針入地時(shí)，在其被保護(hù)范圍內(nèi)的設(shè)施仍會(huì)因地電位升高造成的反擊以及電磁感應(yīng)造成的過電壓等雷電的二次效應(yīng)而遭到危害。
    新一代的避雷針被稱為先發(fā)上閃流或提前放電（Early Streamer Emission）的接閃器，簡稱ESE體系的避雷針，其理論原理是在傳統(tǒng)富蘭克林針的基礎(chǔ)上增加了一個(gè)主動(dòng)觸發(fā)系統(tǒng)，其能量來自雷云電場（10KV/M以上）。它能在雷電主放電通道形成前提前產(chǎn)生和傳播一個(gè)向上先導(dǎo)，與由雷云向地面逼近的下行先導(dǎo)會(huì)合，提供一個(gè)連續(xù)的放電途徑把雷電流引入大地。ESE接閃器因不同國家的防雷標(biāo)準(zhǔn)和生產(chǎn)廠家在技術(shù)能力上的差異，所出產(chǎn)的接閃器也不盡相同。

內(nèi)部防護(hù)：浪涌保護(hù)器

（一）低壓側(cè)瞬態(tài)過電壓的成因及特性

    所謂瞬態(tài)過電壓是指在微秒內(nèi)產(chǎn)生的高頻尖峰沖擊電壓。此種高頻尖峰沖擊電壓有別于一般電源上的所謂過壓，因一般電源過壓可能維持?jǐn)?shù)秒或以上。 低壓側(cè)瞬態(tài)過電壓的形成有以下兩種途徑：一、雷擊。二、電子網(wǎng)暫態(tài)過程。 一般建筑物上的直擊雷防護(hù)系統(tǒng)只能保護(hù)其本身免受雷電直擊所損毀，但雷電會(huì)通過以下一些形式及途徑造成破壞：1、雷擊采用共地系統(tǒng)的防雷裝置。2、雷電的沿線來波。3、雷電感應(yīng)。
    1、雷擊采用共地系統(tǒng)的防雷裝置。大部分云對地的雷擊是由帶負(fù)電荷的云層對具正電荷的大地放電而產(chǎn)生的。直擊雷的能量巨大，雖然普通建筑物遭受雷電直擊的概率不大，但一旦受到雷擊會(huì)對建筑物本身及電氣或電子系統(tǒng)所造成巨大的破壞。根據(jù)目前國家建筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范，所有的接地，例如防雷、低壓電力系統(tǒng)、電訊系統(tǒng)采用共用接地裝置，這樣一來當(dāng)雷直擊于該建筑物的防雷裝置（接閃器或避雷帶）時(shí)，共用接地裝置的電位將升高，產(chǎn)生的過電壓可能擊穿低壓裝置或用電設(shè)備的絕緣。
     為此國家建筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范（GB50057-94）提出并參考IEC1024-1防雷標(biāo)準(zhǔn)第315款規(guī)定：“在電源引入的總配電箱處宜裝設(shè)過電壓保護(hù)器”。
     國家建筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范指出：
    “根據(jù)IEC標(biāo)準(zhǔn)，室內(nèi)低壓裝置的耐沖擊電壓最高僅為6kV。由于本條是將防雷裝置直接安裝在建筑物上和采用共用接地裝置，所以，當(dāng)防雷裝置遭直接雷擊時(shí)，假設(shè)流經(jīng)靠近低壓電氣裝置處接地裝置的雷電流為20 kA，以及接地裝置的沖擊接地電阻甚至低至1Ω，這時(shí)，在接地裝置上電位升高為20kV。也就是說，低壓電氣裝置接了地的金屬外殼的電位比帶電體（相導(dǎo)體）也約高20kV。它比前述的6kV耐壓高得多。如果在相導(dǎo)體與地之間不裝過電壓保護(hù)器，則在這種情況下，在低壓電氣裝置絕緣較弱處可能被擊穿而造成短路、發(fā)生火花、損壞設(shè)備，這是有危險(xiǎn)的。若短路電流?。撮L期有較大的漏電流，但又不可能使保護(hù)設(shè)備及時(shí)動(dòng)作切斷線路），時(shí)間一長則可能引起外殼升溫而發(fā)生事故或火災(zāi)?！?br/>    2、雷電的沿線來波。雷電通過電源線路或數(shù)據(jù)線路以行波速度沿著導(dǎo)線向與其連接的設(shè)備裝置前行。而被浪涌雷電波擊中的損害程度取決于設(shè)備裝置與被擊中處的距離。雷電直擊到電力系統(tǒng)上，主要是架空的裸露高壓線，在線路上直接形成過電壓；或雷電落在供電線路附近，由于雷云先導(dǎo)的作用，使附近導(dǎo)體上感應(yīng)出與先導(dǎo)通道符號相反的電荷，雷云主放電時(shí)，先導(dǎo)通道中的電荷迅速中和，在導(dǎo)體上的感應(yīng)電荷得到釋放，形成雷電暫態(tài)過電壓或過電流，這就是我們通常所指的靜電感應(yīng)。這兩者都會(huì)造成雷電波沿電力線侵入，危及人身安全或損壞設(shè)備。
    3、雷電感應(yīng)。雷電放電時(shí)，在附近導(dǎo)體上將產(chǎn)生靜電感應(yīng)和電磁感應(yīng)。所謂電磁感應(yīng)是指因雷電流迅速變化在其周圍空間產(chǎn)生瞬變的強(qiáng)電磁場，使附近導(dǎo)體上感應(yīng)出很高的電動(dòng)勢，如：雷電直擊到接閃裝置或戶內(nèi)終端用戶的外圍設(shè)備，則在雷電流引下線和供電及數(shù)據(jù)線路周圍通過電磁感應(yīng)使敏感設(shè)備易于擊穿或跳火。
    另外，在電力系統(tǒng)中，由于開關(guān)操作，負(fù)荷的投入和切除及系統(tǒng)短路、接地故障產(chǎn)生的過電壓過電流暫態(tài)過程，這種暫態(tài)過程的有害波在輸電線路上傳播并通過電容藕合和電磁藕合方式侵入到通訊線路、數(shù)據(jù)線路、信號控制線路中，在這些線路上形成危及微電子設(shè)備的暫態(tài)過電壓及過電流，并以流動(dòng)波的形式侵害設(shè)備。這是低壓側(cè)人為形成過電壓的主要原因，我們稱之為電子網(wǎng)暫態(tài)過程。
     這些現(xiàn)象均會(huì)在大約1微秒(μs)的瞬間產(chǎn)生幾千伏的瞬間過電壓，由于其電壓幅值大，且雷電流屬于高頻（通常為數(shù)千赫茲），而電力開關(guān)只對工頻電流的過載起保護(hù)作用，而開關(guān)本身也會(huì)被瞬態(tài)過電壓擊穿或跳火。對連接在電源網(wǎng)絡(luò)上的設(shè)備更可能被干擾和損害。

（二）瞬態(tài)過電壓所造成的后果

    雷電及操作過電壓是電子化時(shí)代的一大公害。德國法蘭克福ELELTRA，WUBA保險(xiǎn)公司1994年理賠統(tǒng)計(jì)中占比例最高的是過電壓/間接雷電損害,為全部賠款的33.8%,德國慕尼黑TELA保險(xiǎn)公司對從1978年到1994年過電壓及雷擊造成的損失進(jìn)行統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn),已由1978年的不足4%上升到1994年的16%,17年中增加了400%!
    1971年美國通用研究公司R.D希爾曾在佛羅里達(dá)測試基地用仿真試驗(yàn)證明,由于雷電活動(dòng),當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度Bm=0.07GS（即100KA的雷擊落在與設(shè)備相距830米遠(yuǎn)時(shí)）,無屏蔽的計(jì)算機(jī)會(huì)發(fā)生誤動(dòng)作;而Bm=2.4GS（即100KA的雷擊落在與設(shè)備相距83米遠(yuǎn)時(shí)）,計(jì)算機(jī)會(huì)發(fā)生永久性損壞。隨著計(jì)算機(jī)等微電子設(shè)備內(nèi)部器件集成化程度的提高,1973年人類首次將1萬個(gè)元件集成在1cm2面積上,代表著人類進(jìn)入信息時(shí)代,到九十年代初,集成度幾乎增加了一萬倍,80年代與50年代相比,電子設(shè)備的抗雷電過電壓的能力降低了將近106～108倍。
    瞬態(tài)過電壓所造成的破壞性后果體現(xiàn)在對用電設(shè)備（負(fù)載）和對供電設(shè)備（配電變壓器）這兩個(gè)方面所造成的損壞。
一、對用電設(shè)備造成的損壞：
1、傳輸或儲存的訊號或數(shù)據(jù)，不論是數(shù)位或模擬訊號受到干擾后會(huì)失掉，甚至使電子設(shè)備產(chǎn)生錯(cuò)誤動(dòng)作或暫時(shí)癱瘓。
2、由于重復(fù)受到較小幅值的瞬間過電壓影響，元器件雖不致馬上燒毀，但卻已降低其性能及壽命。
3、若情況較嚴(yán)重者，電子設(shè)備的線路板及元件便燒毀。
4、整個(gè)系統(tǒng)停頓，則引起的銀行電腦服務(wù)停頓，移動(dòng)電話通訊中止等間接損失，都大于設(shè)備遭破壞的直接經(jīng)濟(jì)損失。
二、對配電變壓器造成的損壞：
1、雷直擊于低壓線或低壓線遭受感應(yīng)雷，會(huì)使低壓側(cè)絕緣損壞。
2、同上，但使高壓側(cè)絕緣損壞，這是因?yàn)榇藭r(shí)通過電磁藕合，在高壓側(cè)繞組也出現(xiàn)了與變比成正比的過電壓（正變換過程），由于高壓側(cè)絕緣的裕度比低壓側(cè)小，所以可能造成高壓側(cè)損壞。
3、 雷直擊于高壓線路或高壓線遭受感應(yīng)雷，此時(shí)高壓避雷器FS動(dòng)作，在接地電阻上產(chǎn)生壓降IR，這一壓降將作用在低壓側(cè)中性點(diǎn)上，而低壓側(cè)出線此時(shí)相當(dāng)于經(jīng)導(dǎo)線波阻接地，因此IR的絕大部分都加在低壓繞組上了。經(jīng)過電磁藕合，在高壓繞組上將按變比出現(xiàn)過電壓，由于高壓繞組出線端的電位受高壓避雷器FS固定，所以這個(gè)過電壓沿高壓繞組分布，在中性點(diǎn)上達(dá)最大值，可將中性點(diǎn)附近的絕緣擊穿，也可能將縱絕緣擊穿。這個(gè)過程叫反變過程。
為了解決以上問題，國標(biāo)GB50057—94第324條、IEC1024—1防雷標(biāo)準(zhǔn)第315款規(guī)定：“在電源引入的總配電箱處宜裝設(shè)過電壓保護(hù)器?！庇辛说蛪罕芾灼鳎拖拗屏顺鼍€在低壓繞組兩端的過電壓值，能在正反變換過程中保護(hù)變壓器。

（三）電源浪涌保護(hù)器的設(shè)計(jì)原則

    由于瞬態(tài)過電壓現(xiàn)象的多樣性及其保護(hù)的重要性，國際和工業(yè)發(fā)達(dá)國家的標(biāo)準(zhǔn)化組織已制定了與之有關(guān)的一系列標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，包括瞬間過電壓現(xiàn)象的測試及防護(hù)標(biāo)準(zhǔn)，也有相關(guān)工業(yè)產(chǎn)品—電源浪涌保護(hù)器（在國內(nèi)一般稱作防雷保護(hù)器）的標(biāo)準(zhǔn)，該產(chǎn)品英文名稱為：TVSS(Transient Voltage Surge Suppression) 也譯成瞬態(tài)電源浪涌過電壓保護(hù)器。以下是一些這方面標(biāo)準(zhǔn)的例子：
*IEC1312-1 （國際電工技術(shù)委員會(huì)雷電磁脈沖防護(hù)標(biāo)準(zhǔn)）
*UL1449 （國際保險(xiǎn)研究會(huì)浪涌保護(hù)器標(biāo)準(zhǔn)）
*BS 6651-1992 （英國國家浪涌保護(hù)器標(biāo)準(zhǔn)）
*IEC61643-1 （浪涌保護(hù)器標(biāo)準(zhǔn)，97年月11月）
*IEC61643-2 （浪涌保護(hù)器的選擇與應(yīng)用，制定中）
*UTEC15-443 （低壓浪涌保護(hù)器的選擇與應(yīng)用，96年初）
*NZS/AS1768-1991 （澳大利亞和新西蘭浪涌保護(hù)器標(biāo)準(zhǔn)）
*ANSI/IEEE C62?41 （美國國家標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會(huì)/國際電氣和電子工程師
學(xué)會(huì)浪涌保護(hù)器標(biāo)準(zhǔn)）
*NFC61740 （法國國家低壓浪涌保護(hù)標(biāo)準(zhǔn)，95年7月）
*VDE0675 （德國國家電氣浪涌保護(hù)器標(biāo)準(zhǔn)）
GB50343-2004 《建筑物電子信息系統(tǒng)防雷技術(shù)規(guī)范》
對于瞬態(tài)電源浪涌電壓保護(hù)器的應(yīng)用來說，隨著具體應(yīng)用場合的不同，對于瞬態(tài)電源浪涌電壓保護(hù)器性能的具體要求也是各不相同的。這里僅就一些共性問題給出基本要求，這些要求對各種用途的瞬態(tài)電源浪涌電壓保護(hù)器保護(hù)都適用。
(1) 通流容量（國內(nèi)稱作浪涌額定放電電流）
這個(gè)參數(shù)確定了電源浪涌保護(hù)器經(jīng)受額定次數(shù)的雷擊而不遭破壞時(shí)所能承受的脈沖電流值(8/20μs波型為例),也是選型時(shí)最重要的參數(shù)。因?yàn)樗斜Ｗo(hù)器的壽命都由所承受的沖擊電流大小、沖擊時(shí)間長短與次數(shù)決定,所以選擇的通流容量越大所能保護(hù)設(shè)備的能力就越強(qiáng), 它除能承受高峰值的雷電浪涌沖擊外,能承受更多次數(shù)的低峰值浪涌的襲擊。
按照國際慣例，電源系統(tǒng)過電壓三級保護(hù)器的選擇是以通流容量的大小作為衡定標(biāo)準(zhǔn)：低壓側(cè)安裝的主級電源浪涌保護(hù)器選用的通流容量大于80KA；低壓配電柜出線端安裝的二級電源浪涌保護(hù)器選用的通流容量大于40KA；重要的被保護(hù)設(shè)備前端安裝的三級電源浪涌保護(hù)器選用的通流容量大于20KA。
(2) 響應(yīng)速度
響應(yīng)速度是指當(dāng)瞬時(shí)沖擊電流流經(jīng)被保護(hù)的電路時(shí),電源浪涌保護(hù)器從原來的高電阻狀態(tài)變化到吸收和泄放電源浪涌的工作狀態(tài)所需要的時(shí)間。電源過電壓的脈沖波形是微秒級（一般是8/20μs），所以保護(hù)器要求在更短的納秒間做出反應(yīng)。
(3) 箝制電壓
此參數(shù)表明了當(dāng)不同的瞬間脈沖電流加載于電源浪涌保護(hù)器時(shí),被它所保護(hù)的設(shè)備所承受的瞬態(tài)電壓的最大值。為了提供有效的保護(hù),保護(hù)器的箝制電壓必須低于受保護(hù)設(shè)備所能承受的電壓。實(shí)際上,設(shè)備上的殘壓等于保護(hù)器的箝制電壓加上連接導(dǎo)線中的壓降，因此為了避免嚴(yán)重?fù)p害,獲得保護(hù)的有效性,保護(hù)器與網(wǎng)絡(luò)之間的連線應(yīng)盡可能短。
(4) 安全與監(jiān)控
UL 1449標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定,電源浪涌保護(hù)器內(nèi)部應(yīng)有過熱安全裝置,有在運(yùn)作不正常(由于超過產(chǎn)品額定值而過熱)時(shí)切斷網(wǎng)絡(luò)保護(hù)的功能。這種情況下,失效保護(hù)模塊正面的告警指示向用戶發(fā)出故障信號,這個(gè)模塊必須被換掉。
根據(jù)AS1768-1991標(biāo)準(zhǔn),保護(hù)器必須有斷開裝置(保險(xiǎn)絲或電路開關(guān)),當(dāng)保護(hù)器因任何形式的事故壽命終止時(shí),能安全地?cái)嚅_。保護(hù)器的上行接地故障開關(guān),必須是“S”(選擇)型,或延遲型,以降低當(dāng)瞬時(shí)電流流過保護(hù)器時(shí)出現(xiàn)突發(fā)跳閘現(xiàn)象的風(fēng)險(xiǎn)。
根據(jù)NFC 61740 標(biāo)準(zhǔn),保護(hù)器必須有高性能抗電磁及射頻干擾保護(hù)水平。
此外雖然安裝TVSS可大大減低設(shè)備的受損機(jī)會(huì)，而且可以在任何現(xiàn)存的建筑物及運(yùn)行中的設(shè)備上安裝，但要達(dá)到最完善的防雷保護(hù)必須從最早建筑物的結(jié)構(gòu)及內(nèi)部布局設(shè)計(jì)及規(guī)劃開始考慮。
（5）瞬態(tài)電源浪涌電壓保護(hù)器產(chǎn)品必須規(guī)定其工作環(huán)境的溫度、濕度和氣壓等參數(shù)，以便保護(hù)器中各類元件能正常發(fā)揮功能。

防雷保護(hù)器的設(shè)計(jì)要?jiǎng)t
    防雷保護(hù)器的電路主要可分為單級和多級兩種結(jié)構(gòu)，單級電路一般是依靠單個(gè)保護(hù)元件的保護(hù)特性對電子設(shè)備實(shí)施保護(hù)，單級保護(hù)器的殘壓顯得較高，只適合于普通保護(hù)場合。對于那些保護(hù)質(zhì)量要求苛刻的電子設(shè)備，為了實(shí)現(xiàn)較低的殘壓水平，需要采用多級保護(hù)器來盡行可靠保護(hù)。多級保護(hù)器的設(shè)計(jì)就是綜合利用各保護(hù)元件的特點(diǎn)，將它們有機(jī)地組合凄涼，實(shí)現(xiàn)保護(hù)器整體性能的優(yōu)化。
在多級保護(hù)器中，應(yīng)至少包含泄流與限壓這兩級電路。第一級作為泄流電路，主要用于泄放雷電脈沖大電流，將其電壓能量大部分加以旁路吸收。第二級作為限壓電路，主要用于鉗制電壓，即將電壓限制到殘壓縮水平，以保護(hù)后續(xù)電子設(shè)備。
    第一級泄流電路要求所選用的保護(hù)元件通流容量大，耐受沖擊能力強(qiáng)，放電管和氧化鋅壓敏電阻都可以作為泄流元件。但是，在交流電源的保護(hù)中，放電管存在著因動(dòng)作后不能自行滅弧而產(chǎn)生工頻續(xù)流的問題，它不宜單獨(dú)使用，須與其它元件配合使用，而大容量的氧化鋅壓敏電阻可較好地滿足泄流要求。第二級限壓電路要求所選用的保護(hù)元件具有良好的非線性特性，殘壓水平要低，動(dòng)作響應(yīng)時(shí)間要短，對此，氧化鋅壓敏電阻和二極管均可作為限壓元件。對于信號線保護(hù)來說，由于被保護(hù)電子器件或設(shè)備的耐壓水平低，常選用二極管，因?yàn)樗臍埶较鄬^低，且響應(yīng)時(shí)間短。
    在第一級與第二級之間必須串入合適的元件，以實(shí)現(xiàn)兩極電路間的較好配合。電阻和電感均能用作串入元件。對于電阻來說，由于在正常負(fù)載電流較大時(shí)，要求電阻的功率較高，這在選用時(shí)往往有一定的困難。對于電感來說，對其正常功率要求不太高，但在脈沖過電壓作用下，要求其電感量不能有明顯的下降。
     順便指出，對于高頻信號系統(tǒng)的雷擊過電壓敗壞來說，目前尚無完備的措施。其困難在于，如果采用低極間電容的放電管，固然不會(huì)對正常傳播的高頻信號產(chǎn)生影響，但放電管的放電電壓較高，響應(yīng)時(shí)間較長，難以對脆弱的電子器實(shí)施有效保護(hù)；而采用氧化鋅壓敏電阻和二極管，會(huì)因?yàn)樗鼈兊臉O間電容較大（往往還是個(gè)變值）而對高頻信號產(chǎn)生畸變作用。近年來，國外提出利用保護(hù)元件自身寄生參數(shù)的匹配技術(shù)來克服這個(gè)困難。
以下是一些基本的防雷措施：
1、 設(shè)立一套良好的建筑物防雷系統(tǒng)，盡可能利用專用的雷電流屏蔽電纜作為雷電引下導(dǎo)體，或在可能的情況下盡量增加建筑物外部的下導(dǎo)地金屬體使雷電電流有更多的分流途經(jīng)，其目的是使產(chǎn)生的相應(yīng)磁場減少，即因電感性藕合到傳輸線的機(jī)會(huì)降低。
2、 外置設(shè)備如CCTV、天線、空調(diào)等必須置于建筑物避雷系統(tǒng)有效保護(hù)區(qū)內(nèi)，否則必須要有其它的相應(yīng)接地措施。
3、 接地措施：所有進(jìn)入室內(nèi)的公共設(shè)施包括水喉、電話線、電源線、氣體供應(yīng)管必須與建筑物避雷系統(tǒng)接于同一“接地”，而且最好能于同一處進(jìn)入室內(nèi)。
4、 室內(nèi)的設(shè)備應(yīng)盡量置于遠(yuǎn)離建筑物金屬避雷下導(dǎo)體。
5、 室內(nèi)的布線，包括各類傳輸線之間應(yīng)盡量減小形成回圈,并且最好能用兩端已接地的金屬導(dǎo)管/槽作為各類傳輸線的屏蔽，這樣便把傳輸線感應(yīng)到瞬態(tài)過電壓的機(jī)會(huì)減至最少。
6、 兩座建筑物之間之?dāng)?shù)據(jù)/訊號線最好能采用光纖電纜。

（四）低壓交流電力系統(tǒng)的雷電浪涌保護(hù)

    雷電放電可能發(fā)生在云層之間或云層內(nèi)部，或云層對地之間。只有云層對地的閃電才會(huì)對電力系統(tǒng)造成很大范圍的影響。這些雷電放電的影響以及防止雷擊的保護(hù)，已成為人們關(guān)注的主要的焦點(diǎn)。
云層與地之間的雷擊放電，有一次或多次單獨(dú)的閃電組成，每次閃電都攜帶若干幅值很高、持續(xù)時(shí)間很短的電流。一個(gè)典型的雷電放電將包括兩次或三次的閃電，每次閃電之間大約相隔二十分之一秒的時(shí)間。大多數(shù)閃電電流在10，000至100，000安培的范圍之間降落，其持續(xù)時(shí)間一般小于100微秒。

    雷擊對電力系統(tǒng)的影響
    雷擊對地閃電可能有兩種途徑作用在低壓電力系統(tǒng)上，即：
    直接雷擊：雷電放電直接擊中電力系統(tǒng)的部件，注入很大的脈沖電流。
    間接雷擊：雷電放電擊中設(shè)備附近的大地，在電力線上感應(yīng)中等程度的電流和電壓。
    直接雷擊是最嚴(yán)重的事件，尤其是如果雷擊擊中靠近用戶進(jìn)線口架空輸電線。在發(fā)生這些事件時(shí)，架空輸電線電壓將上升到幾十萬伏特，通常引起絕緣閃絡(luò)。雷電電流在電力線上流動(dòng)的距離為一英里或更遠(yuǎn)些，在雷電點(diǎn)附近的峰值電流可達(dá)100KV或以上。在用戶進(jìn)線口處低壓線路的電流每相可達(dá)到5KA到10KA。
    在雷電活動(dòng)頻繁的區(qū)域，任何設(shè)施每年可能有好幾次遭受雷電直擊事件引起嚴(yán)重雷電電流。而對于采用地下電力電纜供電或在雷電活動(dòng)不頻繁的地區(qū)，上述事件是很少發(fā)生的。

    電力系統(tǒng)的浪涌保護(hù)
    對于低壓交流電路，雷擊引起的瞬態(tài)過電壓保護(hù)，最好采用逐步的方式來完成。
第一道防線，應(yīng)是連接在用戶供電入口進(jìn)線各相和大地之間的配電類浪涌放電器。這些裝置是為承受雷電閃電的大電流和高能量而設(shè)計(jì)的。可將大量的雷電電流分流到大地。然而，它們僅提供中等程度的箝位電壓，僅靠它們是不能保護(hù)建筑物內(nèi)部的敏感性電子設(shè)備。
    第二道防線，應(yīng)該是安裝在敏感性電子設(shè)備（如計(jì)算機(jī)）配電屏上的浪涌保護(hù)器。這些裝置對于通過了用戶供電入口浪涌放電器的任何殘余瞬態(tài)能量具有極好的衰減作用。
    最后一道防線，可在設(shè)備連接處使用一個(gè)硬布線或內(nèi)置的浪涌保護(hù)器，以完全消除任何小量的瞬態(tài)。這一終端浪涌保護(hù)器也可以保護(hù)設(shè)備免受設(shè)施內(nèi)部產(chǎn)生的瞬態(tài)干擾影響。

（五）配電屏浪涌保護(hù)器的正確安裝

    并聯(lián)連接的、安裝在配電屏上的瞬態(tài)浪涌保護(hù)器，其性能受連接導(dǎo)線的影響。用于連接浪涌保護(hù)器的導(dǎo)線尺寸和長度，都會(huì)影響它的工作性能。
    多數(shù)瞬態(tài)雷電波具有快速上升波前沿，其典型的電流上升速率（di/dt）為每微秒100安培。連接導(dǎo)線的自感（L）很強(qiáng)（每英尺0.1μH），浪涌前端通過時(shí)，會(huì)妨礙浪涌電壓保護(hù)。連接導(dǎo)線上的電壓降將疊加在保護(hù)元件的電壓上。因而，由于增加了殘余電壓而使浪涌保護(hù)器的性能變壞。
    導(dǎo)線的自感與它的長度和其厚度的對數(shù)成正比。將連接導(dǎo)線的長度減少一半，自感也減少一半；但要達(dá)到相同的效果，必須將導(dǎo)線的厚度增加十倍。多股鉸合線與同等尺寸的實(shí)心導(dǎo)線相比，由于它總的表面積上的集膚效應(yīng)，其有效的厚度要大。
采用粗的、短的、多股鉸合的連接導(dǎo)線，可使浪涌保護(hù)器具有最佳的性能。然而，短的導(dǎo)線長度比大的導(dǎo)線尺寸更為重要。
浪涌保護(hù)器應(yīng)通過一個(gè)額定值適當(dāng)?shù)臄嗦菲鬟B接，而不是接入配電屏的主接線片。在不能提供斷路器或者斷路器不適用的場合，應(yīng)將一個(gè)熔絲隔離開關(guān)連接到線路上，使浪涌保護(hù)器更易安裝。

（六）斷路器在浪涌保護(hù)器中的應(yīng)用

    在實(shí)際布線中，對建筑物內(nèi)部接入低壓交流供電系統(tǒng)負(fù)荷，要求要借助于過流保護(hù)器（如，熔絲或斷路器）進(jìn)行保護(hù)。包括并連連接的浪涌保護(hù)器。
    盡管大多數(shù)浪涌保護(hù)器包含內(nèi)置的熔絲，在浪涌保護(hù)器的部件承受過高應(yīng)力時(shí)可以起點(diǎn)到保護(hù)作用，但在連接浪涌保護(hù)器布線中，仍存在較小的短路故障的可能性。
    浪涌保護(hù)器及其布線最需要的過流保護(hù)器是斷路器。熔絲或斷路器的容量，應(yīng)與連接到浪涌保護(hù)器的導(dǎo)線相匹配，同時(shí)也應(yīng)與浪涌保護(hù)器的內(nèi)部熔絲相匹配。
    由于大多數(shù)浪涌保護(hù)器使用A.W.G. #10(C.W.G.5.00mm2)或更大一些的連接導(dǎo)線，我們推薦使用30安培額定值的斷路器。與采用幾個(gè)單相斷路器相比，選擇一個(gè)多相斷路器更好。
    如果找不到30安培額定值的斷路器，也可以使用20安培的。使用這種較低額定值熔絲或斷路器的折衷方案，在浪涌一陣器承受過大應(yīng)力時(shí)，它們可能代替浪涌保護(hù)器的內(nèi)部熔絲動(dòng)作。
    由于大多數(shù)瞬態(tài)的持續(xù)時(shí)間很短，額定值為20至30安培的熔絲或斷路器可以應(yīng)付幾萬安培的瞬態(tài)浪涌電流。熔絲和斷路器的響應(yīng)時(shí)間相對來說是較慢的，因而它們在浪涌狀態(tài)下動(dòng)作的機(jī)會(huì)很小。
    如果在被保護(hù)配電屏上沒有合用的斷路器，可以采用一個(gè)熔絲隔離開關(guān)將浪涌保護(hù)器連接到交流電源。這也便于維護(hù)浪涌保護(hù)器。

（七）浪涌保護(hù)器的響應(yīng)時(shí)間

    響應(yīng)時(shí)間是浪涌保護(hù)器制造廠標(biāo)出的最常見、也是最容易誤解的參數(shù)之一。
    盡管對所有裝置沒有一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的定義，浪涌保護(hù)組件的響應(yīng)時(shí)間，可以認(rèn)為是從施加一個(gè)浪涌波形到該組件動(dòng)作，或者從“關(guān)閉”狀態(tài)切換到“開通”狀態(tài)的時(shí)間。對于火花隙保護(hù)器，比如碳模（carbon-block）電話保護(hù)器、氣體放電管，其響應(yīng)時(shí)間很容易定義和測量。在這些裝置中，其內(nèi)部火花隙的離子化時(shí)間最長為及微秒，然后這類裝置幾乎瞬時(shí)從高阻抗切換到非常低的阻抗?fàn)顟B(tài)。火花隙的響應(yīng)時(shí)間不是恒定的，而是取決于所施加的浪涌幅值和上升率以及火花隙的間距。
    對于固態(tài)粗件（比如壓敏電阻和硅雪崩二極管）的裝置，其響應(yīng)時(shí)間沒那么容易定義。固態(tài)半島體中的雪崩傳導(dǎo)，比火花隙中的氣體離子化發(fā)生快大約一千倍。這些器件進(jìn)入傳導(dǎo)狀態(tài)也更加緩和，因而其響應(yīng)時(shí)間的測量已在設(shè)備良好的研究試驗(yàn)室完成。在實(shí)驗(yàn)室極快的上升脈沖被施加到固態(tài)保護(hù)組件上。這些測量結(jié)果表明，單結(jié)器件（比如二極管）的響應(yīng)時(shí)間大約為1納秒（十億分之一秒），而多結(jié)器件（比如壓敏電阻）的響應(yīng)時(shí)間則在3至5納秒之間。