电涌保护器（SPD）防内部过电压原理

电涌保护器（SPD）防内部过电压原理

一、什么是内部过电压

内部过电压：电力系统内部操作、故障引起的过电压，比如开关分合闸、负载启停、无功补偿投切、短路故障产生的操作过电压、谐振过电压、感应浪涌（区别于雷电外部过电压）。

注意：SPD不能消除长时间、高幅值的工频谐振过电压，主要防护短时、高频、冲击型内部浪涌过电压。

二、核心工作原理

电涌保护器核心元件一般是压敏电阻、气体放电管、TVS管，具备非线性伏‑安特性：

1. 正常电压下（系统额定电压）

SPD呈高阻状态，近似开路，不影响线路正常工作，无电流通过。

2. 出现冲击过电压（内部浪涌）

当线路瞬时电压超过SPD的启动电压，元件立刻变为低阻导通状态。

◦ 将过电压的能量泄放到大地（PE线）

◦ 钳位线路上的电压，把电压限制在设备可承受的安全水平

3. 浪涌消失，电压恢复正常

SPD自动变回高阻，恢复开路状态，系统继续正常运行。

三、针对内部过电压的防护过程

1. 断路器、接触器分断大电感负载（电机、变压器、电抗器），线圈会产生很高的自感电动势，形成内部操作浪涌；

2. 浪涌沿电源线传到后端用电设备；

3. 并联在线路与地之间的SPD瞬间导通，旁路掉浪涌电流；

4. 把瞬时尖峰电压限制在设备绝缘耐压以内，避免击穿电路板、绕组绝缘。

四、SPD对内部过电压防护的局限（考试常考点）

1. ✅有效防护：操作引起的短时冲击浪涌、感应瞬态过电压

2. ❌不能防护：工频持续过电压、谐振过电压、弧光接地过电压。这类过电压持续时间长，会烧毁SPD，需要依靠继电保护、消弧线圈、避雷器解决。

五、简答题背诵版（可直接答题）

电涌保护器并联安装于线路与大地之间，正常工作时处于高阻状态。当系统内因开关操作、负载投切产生瞬时内部冲击过电压时，SPD迅速导通变为低阻，将浪涌电流泄放入地，同时钳制线路电压，把过电压限制在用电设备允许范围内，浪涌过后自动恢复高阻，从而保护电气设备免受内部瞬态过电压损害。