通常我们将过电压分为以下雷击过电压、操作过电压、静电过电压和故障过电压类

雷击过电压

直击雷对击中目标产生的过电压极大，有的超过一百万伏，因此其是毁性的。

不过直击雷比较少见，而且现代 和 设备绝大多数都已加装了避雷装置（如避雷针等），因此直击雷的防护一般不属于压敏电阻的应用范围。

通常所说的雷击过电压一般是指“感应雷击过电压”。

当中有雷电发生或雷通过避雷装置向地面放电时，雷电流将在其方圆1.5km范围内产生幅度和频率都很高的电磁动，因此在此范围内的电源线等一切导体都会被此电磁动感应出较高的瞬态过电压。

雷击过电压一般都是通过低压配电系统中的电线对电气设备造成损。

IEC61000-4-5对低压配电系中的感应，雷击过电压给出了三种分类方法，如图2-1-1所示。

"ClassI（一类）”指从电线 的引下线到用户物的进线的线，包括引入的线、引出至户外的线、电表与总配电之间的连线、引入地下的电等（从物内引入地下的电不在此类）；

"Class II（二类）”指物内的主线和较短的支路 线，包括配电线和从总配电至大型设备的较短的支路线，以及照明线路等；

"Class III（三类）”指终端出和较长的支路线；包括从二类区域配电装置引出的长10m以上的终端插 和从一类区域配电装置引出的长20m以上的终端插。

通用压敏电阻一般用于三类等级的雷击过电压保护。

IEEE 对三种不同雷等级地理条件下采取防雷的低压配电系中的雷击过电压的发生率与过电压峰值进行了长时间的观察，并得到图2-1-2所示的计规律，低、中、高三种不同的雷 等级，低中等级最常见。

一般我们只考虑中低雷等级下的雷击规律。

在中和低雷等级下，低压配电系遭受的年平均雷击次数与雷击过电压的峰值的大小成反比，即发生次数多雷击造成的过压较低，而发生次数少的雷击造成的过压较高；这两种等级的曲线斜率相等。

在雷击发生次数相同的情况下，雷等级越高，雷击造成的过压越高；如在低雷等级下，年平均发生10次的雷击所造成的过压为0.5kV，而在中雷等级下，同为年平均发生10次的雷击所造成的过压则高达3kV。

另外，雷击造成的过电压还会受到电气设备中的导体之间以及导体与大地之间的放电影响。

对户内使用的设备间放电电压一般为6kV；而户外设备的间放电电压一般为10kV，个别的可达到20kV。

图2-1-2中的直线代表户内设备的典型间放电电压（6kV），它表示中雷等级的雷击过电压虽然理论上可达到6kV以上，但由于间放电的原因，过电压最多只能达到6kV。

根据图2-1-2，IEC61000-4-5对安装于三类防雷区域的电气设备（如家电等）"中”地制了用于认证测试的雷击过电压等级-0.5kV、1kV、2kV和4kV，基本 了中和低雷等级的实际状况。

美国UL1449标准则根据户内设备的典型间 放电电压为6kV，将最高认证测试雷击过电压等级定为6kV。

就目前低压电器行业的实际状况而言，一般情况下使用4kV作为最高的认证测试的雷击过电压，如果进行UL安全认证则 用6kV.

IEC规定，雷击过电压采用1.2/50us的标准雷电压波形（定义方法参见图2-1-3），前述的雷击过电压的大小均指该电压波形的峰值

（VPEAK）

对三类防雷区域电气设备的雷击测试采用复合波发生器进行，当该发生器的 出端为开路时，出的开路电压波形为1.2/50js的标准雷电压波形，模 防雷元件导通前的雷击过电压；当该发生器的 出端为短路时，出的短路电流的波形为8/20ps的标准雷电流波形，模 防雷元件导通时流过的雷电流；复合波发生器还可以 出一个正常的工频正 交流电压，模 被测试电器的正常工作电压。

操作过电压

操作过电压是指电路中的电感性元部件（如变压器、电动机、线 等）被突然导通或切断时产生的过电压。

图2-1-4示出了一个小型电机控制回路中，由于电机被开关S切断产生过电压V1的实测波形，从图中可见Vi在S开断过程中从正常的120V DC，振荡 升至1020V与雷击过电压相比，操作过电压的持续时间较长（秒级），但造成的浪涌电流较小。

IEC60060-1.1989 规定用 250/2500us冲击电压波来模 操作过电压。

静电过电压

当不同的物体之间发生接 或，就会在两个物体上产生静电，有静电的物体与其他物体接 时，就会产生静电放电。

一个常见的实例是人体与 物之间的会使人体电，当人与电子设备（如手机）接时，人体就会对电子设备放电，有时这种静电放电会对电子设备造成损静电放电的电压（静电过电压）一般很高，但时间很短（纳秒级）。

IEC61000-4-2规定以图2-1-5所示电流波形来模 静电放电过程，电流峰值7.5A~30A，相应的静电过电压等级为2kV~8kV。

静电过电压的抑制，一般采用表面贴装式压敏电阻MLV进行

故障过电压

名义，过电压是由于供电系 内出现各种人为和非人为的 造成的过电压，如单相接地过电压、负过电压、电接地过电压、谐振过电压、电过电压（如220V 接为380V）等。

过电压的持续时间比较长，在系 设计合理且施工规范的情况下，一般也要持续0.1~60秒，在施工质量低 的情况下（如变压器接地电阻过大），持续时间会长达几个小时。

压敏电阻对过电压是无能为力的，而且长时间的 过电压还会造成压敏电阻的起火燃烧和扩大化，因此针对这种类型的过电压，不仅不能使用压敏电阻进行保护，而且还要对压敏电阻施行“过热保护”，即当压敏电阻在 过电压的作用下严重发热即将起火时，使用与之 联的热保护元件（如温度保）将压敏电阻中的电流切断，从而避免压敏电阻的起火燃烧。

当然，热保护元件动作后，压敏电阻就会被完全切除出电路，从而失去其他保护作用，因此当热保护元件动作后，应及时更换压敏电阻和热保护元件。

压敏电阻的防雷保护接线

图2-2-1所示的是压敏电阻L-L防雷保护的典型接线方法，所谓L-L指的是火线（line，L）与火线及火线与中线（neutral，N）。

这种电源供电方式的特点是没有专门的保护接地线（PE线，又称为地线Ground），在雷电沿着L线 击设备时，压敏电阻可以有效地抑制L-L和L-N之间的雷击过电压，但是L、N与大地（即设备外）之间也会产生雷击过电压，如果该过电压很高，会造成L、N与设备外 之间的绝缘击穿并引起人身伤，因此这种没有PE线的保护接线方式并不能很好地解决雷电防护问题。

接有PE线的典型防雷保护接线方法如图2-2-2所。

根据IEC61643-1的规定：L-PE之间的电压会上升45%，即220V×1.45=319V，考虑+10%的电压允许差，实际最大电压可达到351V。

××D391K规格的压敏电阻最大只能承受250V的连续工作电压，因此当出现单相接地时，该规格的压敏电阻处于不安全状态。

当N线的接地电阻R1复合标准要求（≤10Ω）时，保F3通常可以在5~60秒内切断L3，从而使接地得以排除，在这种情况下，L1/L2-PE、N-PE之间的压敏电阻有可能不起火或起火后自，但是当Ri>>109时，由于。

小，保F3根本无法动作，单相接地因此无法排除，L/L2-PE、N-PE之间的的压敏电阻将会长时间地承受过电压，起火燃烧问题将无法避免。

为避免L-PE、N-PE之间的压敏电阻在单相接地情况下出现起火燃烧的问题，我们通常采取加装贴近压敏电阻安装且与之联的温度保（thermal fuse）的法，对压敏电阻进行过热保护。

在允许的保护电压水平足够高的情况下，我们也可以采取提高压敏电压UN的方法（在此例中××D621K或××D681K）来避免压敏电阻的起火燃烧。

压敏电阻的操作过电压保护接线

当压敏电阻主要用于抑制操作过电压时，一般采用将压敏电阻与电感性元部件并联的接线方法，如图2-2-4所示。

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