引言
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；另外許多大容量電氣設備的使用帶來的內(nèi)部浪涌，對供電系統(tǒng)（中國低壓供電系統(tǒng)標準：AC 50Hz 220/380V）和用電設備的影響以及防雷和防浪涌的保護，已成為人們關注的焦點。
云層與地之間的雷擊放電，由一次或若干次單獨的閃電組成，每次閃電都攜帶若干幅值很高、持續(xù)時間很短的電流。一個典型的雷電放電將包括二次或三次的閃電，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)時間一般小于100微秒。
供電系統(tǒng)內(nèi)部由于大容量設備和變頻設備等的使用，帶來日益嚴重的內(nèi)部浪涌問題。我們將其歸結為瞬態(tài)過電壓（TVS）的影響。任何用電設備都存在供電電源電壓的允許范圍。有時即便是很窄的過電壓沖擊也會造成設備的電源或全部損壞。瞬態(tài)過電壓（TVS）破壞作用就是這樣。特別是對一些敏感的微電子設備，有時很小的浪涌沖擊就可能造成致命的損壞。
供電系統(tǒng)浪涌的影響
供電系統(tǒng)浪涌的來源分為外部（雷電原因）和內(nèi)部（電氣設備啟停和故障等）：
# 雷擊對地閃電可能以兩種途徑作用在低壓供電系統(tǒng)上：
l 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。發(fā)生的概率相對較低。
l 間接雷擊：雷電放電擊中設備附近的大地，在電力線上感應中等程度的電流和電壓。
# 內(nèi)部浪涌發(fā)生的原因同供電系統(tǒng)內(nèi)部的設備啟停和供電網(wǎng)絡運行的故障有關：
供電系統(tǒng)內(nèi)部由于大功率設備的啟停、線路故障、投切動作和變頻設備的運行等原因，都會帶來內(nèi)部浪涌，給用電設備帶來不利影響。特別是計算機、通訊等微電子設備帶來致命的沖擊。即便是沒有造成永久的設備損壞，但系統(tǒng)運行的異常和停頓都會帶來很嚴重的后果。比如核電站、醫(yī)療系統(tǒng)、大型工廠自動化系統(tǒng)、證券交易系統(tǒng)、電信局用交換機、網(wǎng)絡樞紐等。
直接雷擊是最嚴重的事件，尤其是如果雷擊擊中靠近用戶進線口架空輸電線。在發(fā)生這些事件時，架空輸電線電壓將上升到幾十萬伏特，通常引起絕緣閃絡。雷電電流在電力線上傳輸?shù)木嚯x為一公里或更遠，在雷擊點附近的峰值電流可達100kA或以上。在用戶進線口處低壓線路的電流每相可達到5kA到10kA。在雷電活動頻繁的區(qū)域，電力設施每年可能有好幾次遭受雷電直擊事件引起嚴重雷電電流。而對于采用地下電力電纜供電或在雷電活動不頻繁的地區(qū)，上述事件是很少發(fā)生的。
間接雷擊和內(nèi)部浪涌發(fā)生的概率較高，絕大部分的用電設備損壞與其有關。所以電源防浪涌的重點是對這部分浪涌能量的吸收和抑制。
供電系統(tǒng)的浪涌保護
對于低壓供電系統(tǒng)，浪涌引起的瞬態(tài)過電壓（TVS）保護，最好采用分級保護的方式來完成。從供電系統(tǒng)的入口（比如大廈的總配電房）開始逐步進行浪涌能量的吸收，對瞬態(tài)過電壓進行分階段抑制。
[第一道防線] 應是連接在用戶供電系統(tǒng)入口進線,也就是LPZ0和LPZ1區(qū)之間，各相和大地之間的大容量電源防浪涌保護器。一般要求該級電源保護器具備80KA（8/20us）/相以上的最大沖擊容量。我們稱為CLASS I(B) 級電源防浪涌保護器（簡稱SPD）比如瑪斯特電氣公司的LMP/I 和LMP/II系列產(chǎn)品。 這些電源防浪涌保護器是專為承受雷電和感應雷擊的大電流和高能量浪涌能量吸收而設計的，可將大量的浪涌電流分流到大地。它們提供限制電壓（沖擊電流流過SPD時，線路上出現(xiàn)的最大電壓成為限制電壓）為中等級別的保護，因為這一 級別的保護器主要是對大浪涌電流的吸收。僅靠它們是不能完全保護供電系統(tǒng)內(nèi)部的敏感用電設備。
[第二道防線] 應該是安裝在向重要或敏感用電設備供電的分路配電設備處的電源防浪涌保護器。這些SPD對于通過了用戶供電入口浪涌放電器的剩余浪涌能量進行更完善的吸收，對于瞬態(tài)過電壓具有極好的抑制作用。該處使用的電源防浪涌保護器要求的最大沖擊容量為40KA（8/20us）/相以上。我們稱為CLASS II （C）級電源防浪涌保護器（比如瑪斯特公司的LMP/I系列電源防浪涌保護器）。一般的用戶供電系統(tǒng)作到第二級保護就可以達到用電設備運行的要求了（參見UL1449-C2的有關條款）。
[最后的防線] 可在精密用電設備的前端使用一個小體積的電源防浪涌保護器，以達到完全消除微小瞬態(tài)的瞬態(tài)過電壓的目的。該處使用的電源防浪涌保護器要求的最大沖擊容量為20KA（8/20us）/相或更低一些。對于一些特別重要或特別敏感的電子設備，具備第三級的保護是必要的。同時也可以保護用電設備免受系統(tǒng)內(nèi)部產(chǎn)生的瞬態(tài)過電壓影響。
