1引言

隨著經(jīng)濟(jì)和科技的發(fā)展,，人們對(duì)現(xiàn)代化的通信手段的依賴程度越來越強(qiáng)烈?，F(xiàn)代通信正向大規(guī)模、高速度,、網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展,。這就要求通信設(shè)備和通信網(wǎng)絡(luò)能夠安全可靠的運(yùn)行。但在日常工作中由于雷擊和電磁感應(yīng)等各種原因產(chǎn)生的過電壓,，時(shí)常破壞和干擾通訊系統(tǒng)及其附屬設(shè)施（如交換機(jī),、遠(yuǎn)端模塊、傳真機(jī),、電話機(jī),、調(diào)制解調(diào)器、開關(guān)電源,、機(jī)房空調(diào)等）,，造成財(cái)產(chǎn)損失、設(shè)備停用,，嚴(yán)重時(shí)甚至威脅維護(hù)人員和用戶的人身安全,，給通信部門和用戶帶來巨大損失。因此,，如何防止過電壓的產(chǎn)生,，減輕過電壓造成的危害，一直是通信部門十分關(guān)注的問題,。在具體的維護(hù)工作中,，我們應(yīng)針對(duì)不同的過電壓產(chǎn)生的原因，采取相應(yīng)的保護(hù)措施,，以確保通信設(shè)備安全可靠的運(yùn)行,。

2過電壓產(chǎn)生的原因

過電壓的產(chǎn)生有多種原因，其中最常見的是靜電放電,、電磁感應(yīng)等,。

靜電放電所產(chǎn)生的過電壓中，最具代表性的是雷擊過電壓,。電磁感應(yīng)過電壓包括雷電感應(yīng)過電壓和其它感應(yīng)過電壓等,。

2.1雷擊過電壓的形成

密集于大地上空的帶有大量正電荷或負(fù)電荷的云，稱為雷云,。當(dāng)雷云中的電荷聚集量很大且具有較高的電場(chǎng)強(qiáng)度時(shí),，周圍的正、負(fù)雷云之間或雷云與大地之間,，可能發(fā)生強(qiáng)烈的放電現(xiàn)象,，稱之為雷電現(xiàn)象,。

圖1 實(shí)驗(yàn)中的雷電波波形

習(xí)慣上把大地的電位視為零，雷云的電位遠(yuǎn)高于大地的電位,，由于靜電感應(yīng)而使大地感應(yīng)出大量的與雷云電荷異號(hào)的電荷,，兩者類似于一個(gè)巨大的空間電容器。雷云中的電荷分布并不均勻,，常常形成多處電荷聚集中心,，當(dāng)它的電場(chǎng)強(qiáng)度達(dá)到（25～30）kV/cm時(shí)，雷云就會(huì)開始向大地方向擊穿空氣,，形成一個(gè)導(dǎo)電的空氣通道,，稱為雷電先導(dǎo)。當(dāng)雷電先導(dǎo)進(jìn)展到離地面100m～300m時(shí),，地面上感應(yīng)出來的異號(hào)電荷也在相對(duì)集中,，尤其是向地面上較高的突出物上集中，于是形成了迎雷先導(dǎo),。迎雷先導(dǎo)和雷電先導(dǎo)在空中相互靠近,，當(dāng)兩者接觸時(shí)，正,、負(fù)電荷強(qiáng)烈中和,，出現(xiàn)極大的電流并伴有雷鳴和閃光，這就是雷電的主放電階段,，時(shí)間很短,，一般為50μs～100μs。主放電階段過后,，雷云中的剩余電荷沿主放電通道繼續(xù)流向大地,，稱為放電的余輝階段，時(shí)間約為0.03s～0.15s,，但電流較小,，約幾百安。

雷電波具有很高的電壓幅值和電流幅值,，前者難以測(cè)量,，后者則可測(cè)得雷電流的幅值和增長速率（即雷電流陡度），這兩個(gè)參數(shù)是防雷設(shè)計(jì)的重要依據(jù),。圖1是在實(shí)驗(yàn)中得到的雷電波的波形,，從圖中可以看出雷電流從先導(dǎo)放電開始到最大值時(shí)間很短，一般約1μs～4μs,，稱為波頭the,；雷電流從最大幅值開始衰減，到幅值之半所經(jīng)歷的時(shí)間tta稱為波尾,，約需數(shù)十微秒,。波頭和波尾的整體波形為雷電流波形,，通常可用斜角波頭表示,。雷電流（或雷電壓）波形是一種脈沖

圖2感應(yīng)過電壓沖擊波的形成過程

（a）架空線上的束縛電荷(b)沖擊涌流波,，所以常稱為沖擊波,，它是有極性的,。

雷電流陡度a=di/dt，是波頭部分的增長速度,，單位為kA/μs,。雷電流陡度越大，產(chǎn)生的過電壓（u=Ldi/dt）越大,，對(duì)電氣設(shè)備絕緣的破壞性越嚴(yán)重,。如何設(shè)法降低雷電流的陡度是防雷設(shè)計(jì)中的關(guān)鍵。

2.2雷電感應(yīng)過電壓的形成

在架空線路附近發(fā)生對(duì)地雷擊時(shí),，架空導(dǎo)線上有可能感應(yīng)出很高的電壓,，其幅值可達(dá)300V～400V，對(duì)電氣絕緣的破壞性很大,，必須設(shè)法加以防范,。

在雷云放電的起始階段，雷電先導(dǎo)中有大量電荷向地面挺進(jìn),，這些電荷形成的電場(chǎng)對(duì)架空導(dǎo)線發(fā)生靜電感應(yīng),，于是導(dǎo)線上逐漸聚集起大量與雷云電荷異號(hào)的束縛電荷Q，見圖2(a）,。由于架空導(dǎo)線與大地間形成電容C,，所以導(dǎo)線對(duì)地的雷電感應(yīng)電壓U可用下式表示

U=Q/C

在雷云放電的同時(shí)，架空導(dǎo)線上的束縛電荷因失去外界束縛力而變?yōu)樽杂呻姾桑ㄐ纬筛袘?yīng)雷電流）,，在雷電感應(yīng)電壓U的作用下以電磁波的傳播速度沿導(dǎo)線向兩側(cè)沖擊涌流,，如圖2（b）所示，通常稱為感應(yīng)沖擊波,，這就是感應(yīng)過電壓沖擊波的形成過程,。感應(yīng)過電壓沖擊波沿架空導(dǎo)線侵入設(shè)備后，對(duì)電氣設(shè)備的絕緣有很大破壞性,。

感應(yīng)過電壓的幅值與雷電流的幅值成正比,、與雷擊地點(diǎn)到導(dǎo)線的垂直距離s成反比。若s≤65m,，則導(dǎo)線上出現(xiàn)的過電壓可認(rèn)為是直擊雷形成的過電壓,。

圖3單支避雷針的保護(hù)范圍

2.3其它感應(yīng)過電壓

對(duì)于通訊線路來講，感應(yīng)過電壓不僅僅是雷電感應(yīng)過電壓,。當(dāng)通訊線路與電力電纜敷設(shè)于同一電纜管道中,，當(dāng)電流流過電力電纜時(shí),，在電力電纜周圍就會(huì)產(chǎn)生一個(gè)電磁場(chǎng)，這一電磁場(chǎng)能在通訊線路中感應(yīng)出干擾電壓,，這個(gè)干擾電壓雖功率較低,，但其持續(xù)時(shí)間實(shí)際上是無限的。特別是當(dāng)電力電纜漏電時(shí),，對(duì)通訊電纜的危害將更大,，因此在工程中應(yīng)合理敷設(shè)電纜，盡量將不同類型的電纜管道分開,。

從以上過電壓產(chǎn)生的原因可以看出,，直擊雷過電壓對(duì)通信建筑、無線基站,、無線系統(tǒng)的鐵塔,、天饋線、發(fā)射機(jī)等高大建筑物和通信設(shè)備有較大的危害,；而感應(yīng)過電壓對(duì)交換機(jī),、配線架、遠(yuǎn)端模塊,、變壓器,、開關(guān)電源、傳真機(jī),、電話機(jī)等構(gòu)成危害,。這就要求對(duì)不同的設(shè)備，不同的過電壓產(chǎn)生的原因,，采取不同的防護(hù)措施,。

3過電壓的防護(hù)

3.1雷電過電壓的防護(hù)

直擊雷的防護(hù)一般采用避雷針、避雷線,、避雷網(wǎng)等來保護(hù)被保護(hù)對(duì)象,。

（1）避雷針

避雷針是一種高出被保護(hù)物的金屬針，它的作用是將雷電吸引到金屬針上來并安全地導(dǎo)入大地,，從而保護(hù)附近的被保護(hù)物免遭雷擊,。當(dāng)雷電先導(dǎo)通道向地面迅速發(fā)展而距避雷針頂部較近時(shí)，雷云中的電荷即被引向避雷針而導(dǎo)入地中,。避雷針在結(jié)構(gòu)上一般由接閃器,、引下線及接地體3個(gè)主要部分組成。接閃器是避雷針頂部直接與雷云閃絡(luò)放電的部件,，一般用1m～2m長的鍍鋅鋼管(直徑大于12mm)或鍍鋅圓鋼管(直徑大于20mm)做成,，鍍鋅的目的在于防腐蝕和防銹；引下線采用經(jīng)過防腐蝕處理的圓鋼（直徑大于8mm）或扁鋼(截面積大于12mm×4mm)，一般應(yīng)沿支持構(gòu)架或建筑物外墻以最短路徑下地,，盡量減小雷電流在引下線上產(chǎn)生的電壓降,；接地體是埋入地下土壤中的接地裝置，用來向大地泄放雷電流的,。

圖4單支避雷線的保護(hù)范圍

避雷針的保護(hù)范圍是根據(jù)模型實(shí)驗(yàn)結(jié)果而確定的,，所謂保護(hù)范圍是指被保護(hù)物在此空間范圍內(nèi)不會(huì)遭受雷擊。單支避雷針的保護(hù)范圍是以避雷針為軸的折線圓錐體,，跟雨傘有些相似,，如圖3所示。折線的確定方法是：A點(diǎn)為避雷針的頂點(diǎn),，避雷針高度為h,；B－B′水平線距地面高度為h/2,；C（C′）點(diǎn)是地平面上距避雷針（垂直線）1.5h的點(diǎn),；自A點(diǎn)作－45°及225°斜線與B－B′水平線的交點(diǎn)B（B′）。聯(lián)結(jié)ABC和AB′C′折線所包圍的空間即為單支避雷針的保護(hù)范圍,，在地面上的保護(hù)半徑r=1.5h,。

被保護(hù)物的高度系指建筑物最高點(diǎn)的高度，被保護(hù)物必須完全處于折線錐體的范圍之內(nèi),，這樣才不致于遭受雷擊,。對(duì)單支避雷針保護(hù)不理想的情況，還可以采用兩支或多支避雷針保護(hù),，具體的計(jì)算方法與單支避雷針類似,。

（2）避雷線

避雷線主要用來保護(hù)傳輸線路，它由懸掛在被保護(hù)物上方的鋼絞線,、接地引下線和接地體3個(gè)主要部分組成,。

單支避雷線的保護(hù)范圍如圖4所示。由避雷線向兩側(cè)作與垂直面成25°的斜面,，即構(gòu)成保護(hù)范圍的上部空間,；在h/2處轉(zhuǎn)折，與地面上離避雷線水平距離為h的直線相連的平面,，構(gòu)成了保護(hù)范圍的下部空間,，總體保護(hù)范圍如同一個(gè)屋脊形空間，被保護(hù)物必須處于該保護(hù)空間之內(nèi),。

比較圖3和圖4可知,，同樣高度的避雷針和避雷線，避雷針的保護(hù)半徑（寬度）較大,，在地面上保護(hù)半徑約為避雷線保護(hù)寬度的1.5倍,，因?yàn)楸芾揍樝葘?dǎo)的能力大于避雷線。

（3）避雷網(wǎng),、帶

避雷網(wǎng)是在被保護(hù)建筑物屋頂上連結(jié)成的金屬網(wǎng)格,，用引下線接至接地體,。金屬網(wǎng)格可用直徑大于8mm的鋼筋或截面大于12mm×4mm的扁鋼焊接而成，其邊長不宜超過6m～10m,。對(duì)于屋脊,、屋角、屋檐,、檐角等易受雷擊的部位,，宜采用避雷網(wǎng)防護(hù)直擊雷。避雷網(wǎng)還有防護(hù)雷電感應(yīng)的作用,。

避雷帶是在建筑物的邊緣及凸出部分裝設(shè)的金屬鋼帶,，利用澆灌在建筑物上的支持鐵夾加以固定。支持鐵夾高出屋面約100mm～150mm,，每兩支鐵夾間的距離為1m～1.5m,；鋼帶一般采用直徑大于8mm的圓鋼或截面積大于12mm×4mm的扁鋼。避雷帶同樣需經(jīng)引下線接至接地體,，還可以與建筑物的鋼筋焊接在一起,，以減小接地電阻。

防雷設(shè)施用的接地體,，其效果和作用的大小可用沖擊接地電阻Rsh來表達(dá),，Rsh愈小則說明該接地體的效果和作用愈好。所謂沖擊接地電阻,，就是通過接地體引泄雷電流時(shí)的電阻,。由于接地體引泄雷電流時(shí)電流密度很大，使接地體周圍土壤的電場(chǎng)強(qiáng)度增大,，所以接地體周圍將產(chǎn)生局部火花放電,。在火花放電范圍內(nèi)，土壤中的電壓降有所減小,，相當(dāng)于增大了接地體的尺寸,，因此沖擊接地電阻比工頻接地電阻要小些。即

圖5避雷針與被保護(hù)物間的距離

Rsh=ashRE

式中RE——工頻接地電阻（可測(cè)得）,；

ash——沖擊系數(shù),，一般小于1。

獨(dú)立避雷針均應(yīng)有獨(dú)立的接地體,，按規(guī)定沖擊接地電阻宜小于10Ω,。放雷設(shè)施在雷雨季節(jié)必須處于良好的運(yùn)行狀況，接閃器與引下線之間,，引下線與接地體之間應(yīng)可靠連接,；還應(yīng)特別注意避雷針（線）與被保護(hù)物之間的距離，防止雷電流產(chǎn)生的高電位對(duì)被保護(hù)物發(fā)生反擊現(xiàn)象。例如,，在圖5中避雷針距被保護(hù)物的最近點(diǎn)A之電位為

uA=uR＋uL=iRsh＋Ldi/dt

式中uR——雷電流在接地體上產(chǎn)生電位的電阻分量,；

uL——雷電流在h段引下線上產(chǎn)生的電感壓降（即電位的電感分量，忽略引下線電阻）,；

圖6雷電沖擊波

Rsh——接地體電阻,；

L——h段引下線的電感；

i——雷電流,，設(shè)計(jì)時(shí)可取150kA,。

根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，工程上可按下式確定安全空氣距離Ssaf

Ssaf≥0.3Rsh＋0.12h

式中Ssaf——安全空氣距離,，m,。

為保證安全可靠，避雷針（線）的安全空氣距離Ssaf不得小于5m,。

為了防止避雷針（線）接地體在土壤中對(duì)被保護(hù)物接地體發(fā)生閃絡(luò),，兩接地體之間必須保持足夠的地中距離SE，通?？砂聪率酱_定

SE≥0.3Rsh

要求SE不小于3m,。

3.2感應(yīng)過電壓的防護(hù)

（1）雷電沖擊波的特性

當(dāng)傳輸線路遭受雷擊后，在導(dǎo)線上產(chǎn)生雷電沖擊波并以電磁波速度向?qū)Ь€兩側(cè)流動(dòng),，這種流動(dòng)的沖擊波又叫行波。如果忽略導(dǎo)線的分布電阻和導(dǎo)線對(duì)地電導(dǎo),，僅考慮導(dǎo)線的分布電感L0和分布電容C0,，當(dāng)行波經(jīng)過導(dǎo)線時(shí)，在L0中形成磁場(chǎng),，能量為L0i2/2,；在C0中形成電場(chǎng)，能量為C0u2/2,。隨著電流和電壓沖擊波對(duì)L0和C0的充放電變化,，相當(dāng)于行波沿?zé)o損導(dǎo)線向前傳播。

設(shè)行波在某一瞬間的電位分布如圖6所示,，若A,、B兩點(diǎn)之間距離x=vt，B點(diǎn)對(duì)地電位為零,，則A,、B兩點(diǎn)間的電感為L0x=L0vt，于是A點(diǎn)電位為

uA=L0vtdi/dt=L0vta

式中v—行波速度,；

a=di/dt—電流沖擊波的陡度,。

同時(shí)，A點(diǎn)電位還與A點(diǎn)在dx段的對(duì)地電容C0dx充電電荷量有關(guān)。設(shè)單位長度導(dǎo)線上的電荷量為q,，則導(dǎo)線在dx段上的電荷量為qdx,。因此

uA=qdx/C0dx=q/C0

電流i可用電荷量的變化率來表示，即

i=qdx/dt=qd(vt)/dt=qv=at

故uA=at/vC0

又因uA=L0vta

由此可得

在架空傳輸線路中若假定為無損導(dǎo)線,，則可認(rèn)為,，雷電沖擊波（行波）在無損導(dǎo)線中的行進(jìn)速度與電磁波的傳播速度相同（即光速）。如果導(dǎo)線與地之間充填其它介質(zhì),，例如用絕緣紙,、塑料或其它介質(zhì)充填的電纜等，則雷電沖擊波在導(dǎo)線上的傳播速度將降低,。另外,，實(shí)際的導(dǎo)線總有分布電阻和對(duì)地電容，當(dāng)發(fā)生過電壓時(shí)還會(huì)產(chǎn)生電暈而造成能量損耗,，所以行波在傳播過程中必然會(huì)逐漸衰減和變形,，波幅值和波陡度會(huì)逐漸減小。

由此,，在架空線路的終端串接大電感或并聯(lián)電容器,，可以拉平?jīng)_擊波的波頭，對(duì)防雷是有利的,，但不解決根本問題,。關(guān)鍵是降低沖擊波的幅值，把它抑制到規(guī)定的數(shù)值以下,。

(2)感應(yīng)過電壓的防護(hù)

過電壓產(chǎn)生的同時(shí)往往伴隨著過電流的產(chǎn)生,，因此在實(shí)施保護(hù)時(shí)要從限制過電壓和限制過電流兩方面考慮：即電壓限制和電流限制。

①電壓限制:從原理上講是應(yīng)用“非線性效應(yīng)”,，使得在正常工作時(shí)在帶電導(dǎo)體和一個(gè)補(bǔ)償導(dǎo)體（通常是地）之間有一條開路的電路,。保護(hù)元件起作用后，電荷散逸使得電壓衰減,。在這個(gè)過程中可能短暫地產(chǎn)生強(qiáng)電流,，電壓限制元件的放電能力必須調(diào)整到要釋放電流的值。

常見的幾種電壓限制元件及其工作特性如下：

過電壓放電器/氣體放電管：過電壓放電器/氣體放電管是具有一定氣密的玻璃或陶瓷外殼,，中間充滿穩(wěn)定的氣體,，如氖或氬，并保持一定壓力,。電極表面涂以發(fā)射劑以減少電子發(fā)射能,。這些措施使得動(dòng)作電壓可以調(diào)整(一般是70伏到幾千伏)，而且可保持在一個(gè)確定的誤差范圍內(nèi),。

當(dāng)電壓升高至放電電壓Ua之前,，GDT（氣體放電管）是一個(gè)絕緣體（電阻Riso>100MΩ）,。當(dāng)電壓升高到大于放電電壓后，過電流大部分泄入大地,，產(chǎn)生電弧放電,，電壓會(huì)降低到幾乎與電流大小無關(guān)的電弧電壓（10V～25V）。當(dāng)電流下降到低于低限值時(shí),，放電器會(huì)熄滅電弧并恢復(fù)其原來的高電阻狀態(tài),。GDT通常是安裝在承受運(yùn)行電壓的線路支線上，因此就有放電器不能熄弧的風(fēng)險(xiǎn),。所以對(duì)熄弧性能有一定的要求,。GDT的能量吸收能力與其它電壓限制裝置相比是非常高的。放電特性也受電壓上升速度的影響,。

這種裝置的兩電極和三電極型應(yīng)用于電訊工業(yè)中,。三電極型專門為成對(duì)線路設(shè)計(jì)，可以理解為帶一個(gè)公共電弧室的兩個(gè)組合電極的放電器,。這種設(shè)計(jì)可確保在兩個(gè)室中同時(shí)產(chǎn)生電弧,，因而當(dāng)兩條線中同時(shí)發(fā)生干擾時(shí)，可以獲得最優(yōu)的共模干擾抑制,。

變阻器/VDR：變阻器是陶瓷元件,，其應(yīng)用越來越廣。例如,，將氧化鋅（與其它添加劑一起）在一定條件下燒結(jié),，電阻就會(huì)受電壓的強(qiáng)烈影響。這個(gè)特性也是其名字（電壓變阻器）的由來,。電壓變阻器（VDR）也叫變阻器,。電流（I）隨著電壓（U）的上升而急劇上升。正式的關(guān)系由公式I=aKU表達(dá),，其中K是與幾何形狀有關(guān)的元件常數(shù)，a是一個(gè)非線性指數(shù),。

變阻器的典型特性是當(dāng)處于工作電壓時(shí),，壓敏電阻值極大；在雷電波侵入作用下,，它的電阻值甚小,，向大地泄放電流。由于電流過大,，因此變阻器內(nèi)部發(fā)熱量很大,。變阻器在遠(yuǎn)高于其額定電壓的情形下運(yùn)行一般只可能保持很短的一段時(shí)間。

齊納二極管：雙向齊納二極管具有與變阻器類似的導(dǎo)電特性,，對(duì)正向和反向電流在電流/電壓特性上有一個(gè)拐點(diǎn),。非線性指數(shù)比變阻器要高,，使二極管的“開通”更為急劇，因而可以有效地規(guī)定限制電壓,。

其結(jié)構(gòu)是兩個(gè)二極管反向串聯(lián),，可獲得對(duì)稱性。運(yùn)作于“反向”方式下的二極管PN結(jié)阻擋層一般可阻止電流經(jīng)過,。當(dāng)電場(chǎng)強(qiáng)度超過一定水平時(shí),，電子就會(huì)脫離其晶格束縛（即齊納效應(yīng)），而已經(jīng)大大加速的帶電粒子會(huì)從晶格中推出更多的粒子（即雪崩效應(yīng)）,。結(jié)果就是阻擋層的“突破”并產(chǎn)生電流,。這個(gè)“突破”電壓稱為齊納電壓Uz，電壓穩(wěn)定效應(yīng)則是由于當(dāng)電壓大于Uz時(shí),，很大的電流變化只產(chǎn)生很小的電壓變化,。齊納二極管的穩(wěn)壓效應(yīng)比變阻器要好。

齊納二極管的能量吸收比變阻器小,，因?yàn)槠渥钃鯇颖茸冏杵鲗右〉枚?。因此齊納二極管的負(fù)荷承受能力要低得多，由此所出現(xiàn)的過熱情況可以部分地用壓制成形的金屬電極補(bǔ)償,，電極可以散掉熱量,，但也增加了體積。抑制二極管是一種特別的保護(hù)二極管,，具有很短的反應(yīng)時(shí)間及很高的尖峰電流負(fù)荷承受能力,。

閘流二極管：由于放電電流中伴有很大的電壓降，變阻器和二極管必須吸收大量的能量,。在保護(hù)設(shè)備起作用之后,，容許把故障電壓降低到遠(yuǎn)低于保護(hù)電平的值，甚至低于運(yùn)行電壓,，以便減少能量的轉(zhuǎn)換,。這種特性類似于放電器的“火花放電”。

在半導(dǎo)體元件中,，上述特性可以在閘流二極管中觀察到,。閘流二極管開始會(huì)阻塞，直到達(dá)到放電電壓時(shí),，電壓下降至幾伏并產(chǎn)生放電電流,。當(dāng)電流下降到最小值時(shí)，閘流二極管會(huì)重新阻塞,，并恢復(fù)其原來的斷路狀態(tài),。與GDT一樣，在這種情況下,，必須滿足干擾清除后會(huì)安全停止放電的要求,。閘流二極管有單向和雙向元件,。其特點(diǎn)是高尖峰電流和短反應(yīng)時(shí)間，因而特別適用于較高的保護(hù)電平（幾十伏到幾百伏）,。

設(shè)計(jì)相同的齊納和閘流二極管其限制電壓與容許放電電流的關(guān)系取決于半導(dǎo)體,。這些二極管的結(jié)構(gòu)和尺寸決定了能吸收的功率大小。隨著限制電壓的提高,，齊納二極管的容許電流呈雙曲線下降,，然而閘流二極管的容許電流幾乎是恒定的。其原因是,，在閘流二極管放電以后,，電壓降幾乎與電流大小無關(guān)。由此可見,，在結(jié)構(gòu)體積相同的情況下,，齊納二極管較適用于低的限制電壓，而閘流二極管則適用于高的限制電壓,，其分界點(diǎn)是50V左右,。

熱敏電阻：以上所討論的元件其功能都是基于純電壓效應(yīng)。熱敏電阻在溫度升高時(shí)電阻會(huì)減少,。與任何電阻一樣,，電流所產(chǎn)生的電能損耗會(huì)使熱敏電阻升溫。升溫使電阻下降,，電流升高,。結(jié)果就形成了與穩(wěn)壓元件相似的電流/電壓關(guān)系。但是只有在反應(yīng)時(shí)間之后,，這種效應(yīng)才會(huì)發(fā)生,。所以保護(hù)作用受到元件熱慣性的影響。

②限流元件的電流限制特性有兩個(gè)功能：第一,、當(dāng)超過電流限值時(shí),，無條件地切斷電路或者加以限制；第二,、去耦與/或抑制短暫電壓/電流尖峰（大部分情況下與電壓限制元件一起使用）,。

電阻：電阻是去耦的最簡單方式，一般沒有斷路的功能,。電壓尖峰所產(chǎn)生的短暫電流尖峰會(huì)在電阻上產(chǎn)生相應(yīng)的壓降，因而減少了干擾的影響,。去耦元件常常與電壓限制元件一起用于電路中而作為串聯(lián)的電阻器,。

在應(yīng)用中最大允許串聯(lián)電阻常常受到很大的限制（限制為幾歐）。一方面,，要求在工作電流下的電壓降低,；另一方面,，要求在工作電流下保護(hù)電阻器不會(huì)過載，由于去耦效應(yīng)與電阻值成比例,，所以使用電感器應(yīng)該有所幫助,。

保險(xiǎn)絲：保險(xiǎn)絲是傳統(tǒng)的電流限制元件，是由導(dǎo)電熔絲構(gòu)成,，置于線路中受保護(hù)元件的前邊,。熔絲具有一定的電阻，熔絲的溫度在一定電流下會(huì)上升（溫度取決于熱容量,、輻射和散熱）,，直到熔絲熔化，從而實(shí)現(xiàn)保護(hù),。

電感：電感（線圈）可對(duì)短暫尖峰具有很高的去耦效應(yīng),，而同時(shí)保持很低的直流電阻。但也有一個(gè)缺點(diǎn)：其阻抗隨頻率而變,，因而嚴(yán)重?fù)p害保護(hù)元件的傳輸性能,。

PTC（正溫度系數(shù)）電阻器：通常是陶瓷元件，在正常溫度下呈現(xiàn)歐姆特性,，因此像電阻器一樣是去耦元件,。溫度升高時(shí)，初始電阻基本保持不變,。當(dāng)超過一個(gè)特定的溫度后,，電阻急劇上升（上升104倍～106倍），當(dāng)溫度再升高時(shí),，電阻的上升又變平緩,。溫度上升可能由于外部加熱也可以由電流產(chǎn)生的內(nèi)部加熱。在內(nèi)部加熱方面,，PTC電阻器與保險(xiǎn)絲相似,，不同的是當(dāng)故障清除以后，PTC電阻器能自動(dòng)地接通線路,。因此,，這種元件可以提供過電流保護(hù)而不需要太多的維護(hù)。

4結(jié)語

以上僅就過電壓的產(chǎn)生和保護(hù)在原理上進(jìn)行了分析,，在實(shí)際工作中過電壓的防護(hù)是一項(xiàng)重要的工作,。防護(hù)措施的好壞直接影響設(shè)備的安全運(yùn)行和經(jīng)濟(jì)效益以及人身安全。根據(jù)不同的設(shè)備要采取不同的防護(hù)措施,，對(duì)重要的設(shè)備要采取多項(xiàng)措施和多級(jí)保護(hù),，以確保防護(hù)措施的可靠性及安全性，盡量將過電壓產(chǎn)生的危害降低到最小,。