基本介紹
歷史,組成,工作原理,基本特點,性能特點,作用特點,主要分類,主要參數,技術參數,如何選用,安裝使用,相關標準,SPD選用,元器件,設計方案,質量管理,設計原理,火花間隙,壓敏電阻,二極體,
歷史
最原始的防雷器是羊角形間隙，出現於19世紀末期，用於架空輸電線路，防止雷擊損壞設備絕緣而造成停電，故稱“防雷器”。20世紀20年代，出現了鋁防雷器，氧化膜防雷器和丸式防雷器。30年代出現了管式防雷器。50年代出現了碳化矽防雷器。70年代又出現了金屬氧化物防雷器。現代高壓防雷器，不僅用於限制電力系統中因雷電引起的過電壓，也用於限制因系統操作產生的過電壓。
組成
防雷器包括：電源防雷器和信號防雷器，以及天饋防雷器。防雷器也命名為：避雷器，浪涌保護器，電涌保護器，簡稱SPD。在資訊時代，電腦網路和通訊設備越來越精密，而雷電以及大型電氣設備的瞬間過電壓會越來越頻繁的通過電源、天線、無線電信號收發設備等線路侵入室內電氣設備和網路設備，造成設備或元器件損壞，人員傷亡，傳輸或儲存的數據受到干擾或丟失，甚至使電子設備產生誤動作或暫時癱瘓、系統停頓，數據傳輸中斷，區域網路乃至廣域網遭到破壞。其危害觸目驚心，間接損失一般遠遠大於直接經濟損失。防雷器就是依據現代電學以及其它技術集成、製造的過電壓和過電流嵌位設備。
工作原理
1．管式避雷器，其基本工作原理是內間隙（又稱滅弧間隙）置於產氣材料製成的滅弧管內，外間隙將管子與電網隔開。雷電過電壓使內外間隙放電，內間隙電弧高溫使產氣材料產生氣體，管內氣壓迅速增加，高壓氣體從噴口噴出滅弧。管式避雷器具有較大的衝擊通流能力，可用在雷電流幅值很大的地方。但管式避雷器放電電壓較高且分散性大，動作時產生截波，保護性能較差。主要用於變電所、發電廠的進線保護和線路絕緣弱點的保護。
2．碳化矽避雷器，其基本工作原理是疊裝於密封瓷套內的火花間隙和碳化矽閥片（電壓等級高的避雷器產品具有多節瓷套）。火花間隙的主要作用是平時將閥片與帶電導體隔離，在過電壓時放電和切斷電源供給的續流。碳化矽避雷器的火花間隙由許多間隙串聯組成，放電分散性小，伏秒特性平坦，滅弧性能好。碳化矽閥片是以電工碳化矽為主體，與結合劑混合後，經壓形、燒結而成的非線性電阻體，呈圓餅狀。碳化矽閥片的主要作用是吸收過電壓能量，利用其電阻的非線性（高電壓大電流下電阻值大幅度下降）限制放電電流通過自身的壓降（稱殘壓）和限制續流幅值，與火花間隙協同作用熄滅續流電弧。碳化矽避雷器按結構不同，又分為普通閥式和磁吹閥式兩類。後者利用磁場驅動電弧來提高滅弧性能，從而具有更好的保護性能。碳化矽避雷器保護性能好，廣泛用於交、直流系統，保護髮電、變電設備的絕緣。
3．金屬氧化物避雷器，其基本工作原理是密封在瓷套內的氧化鋅閥片。氧化鋅閥片是以ZnO為基體,添加少量的 Bi2O3、MnO2、Sb2O3、Co3O3、Cr2O3等製成的非線性電阻體，具有比碳化矽好得多的非線性伏安特性，在持續工作電壓下僅流過微安級的泄漏電流，動作後無續流。因此金屬氧化鋅避雷器不需要火花間隙，從而使結構簡化，並具有動作回響快、耐多重雷電過電壓或操作過電壓作用、能量吸收能力大、耐污穢性能好等優點。由於金屬氧化鋅避雷器保護性能優於碳化矽避雷器，已在逐步取代碳化矽避雷器，廣泛用於交、直流系統，保護髮電、變電設備的絕緣，尤其適合於中性點有效接地(見電力系統中性點接地方式)的110千伏及以上電網。
基本特點
防雷器，也叫浪涌保護器，是一種為各種電子設備、儀器儀表、通訊線路提供安全防護的電子裝置。當電氣迴路或者通信線路中因為外界的干擾突然產生尖峰電流或者電壓時，浪涌保護器能在極短的時間內導通分流，從而避免浪涌對迴路中其他設備的損害。
防雷器基本特點有：
1、保護通流量大，殘壓極低，回響時間快；
2、採用最新滅弧技術，徹底避免火災；
3、採用溫控保護電路，內置熱保護；
4、帶有電源狀態指示，指示浪涌保護器工作狀態；
5、結構嚴謹，工作穩定可靠。
性能特點
l 單相一體化電源防雷箱採用共模、差模全保護模式
l 單相一體化電源防雷箱採用多級壓敏嵌位並聯技術
l 單相一體化電源防雷箱採用通流量大殘壓低、回響時間快
l 單相一體化電源防雷箱採用帶負載過流、過熱、失效分離裝置
l 單相一體化電源防雷箱的
作用特點
防雷器的作用是用來保護電力系統中各種電器設備免受雷電過電壓、操作過電壓、工頻暫態過電壓衝擊而損壞的一種電器。防雷器的類型主要有保護間隙、閥型防雷器和氧化鋅防雷器。保護間隙主要用於限制大氣過電壓，一般用於配電系統、線路和變電所進線段保護。閥型防雷器與氧化鋅防雷器用於變電所和發電廠的保護，在500KV及以下系統主要用於限制大氣過電壓，在超高壓系統中還將用來限制內過電壓或作內過電壓的後備保護。
主要分類
⒈ 電涌保護器的種類名目繁多的防雷器在中國的市場上已經超過了上百種，如何對不同品牌、不同型號的防雷器進行分類也許就擺在我們面前。
從組合結構分；現在市場上的避雷器有幾下幾種：
1）間隙類————開放式間隙、密閉式間隙
2）放電管類———開放式放電管密封式放電管
3）壓敏電阻類——單片、多片
4）抑制二極體類
5）壓敏電阻/氣體放電管組合類----簡單組合、複雜組合
6）碳化矽類
按照其保護性質有可以分為：開路式避雷器、短路式避雷器或開關型、限壓型；
按照工作狀態（安裝形式）又可分為：並聯避雷器和串聯式避雷器。
⒉ 避雷器的結構及特性
⒉1.1 開放式間隙避雷器
間隙避雷器的工作原理：基於電弧放電技術，當電極間的電壓達到一定程度時，擊穿空氣電弧在電極上進行爬電。
優點：放電能力強，通流量大（可以達到100KA）漏電流小
熱穩定性好
缺點：殘壓高，反映時間慢，存在續流
工藝特點：由於金屬電極在放電時承受較大電流，所以容易造成金屬的升華，使放電腔內形成金屬鍍膜影響避雷器的啟動和正常使用。放電電極的生產主要還是集中在國外一些避雷器生產企業，，電極的主要成分是鎢金屬的合金。
工程套用：該種結構的避雷器主要套用在電源系統做B級避雷器使用。但由於避雷器自身的原因容易引起火災，避雷器動作後（飛出）脫離配電盤等事故。根據型號的不同適合與各種配電制式。
工程安裝時一定要考慮安裝距離，避免引起不必要的損失和事故。
⒉1.2 密閉式間隙避雷器
現在國內市場有一種多層石墨間隙避雷器，這種避雷器主要利用的是多層間隙連續放電，每層放電間隙相互絕緣，這種疊層技術不僅解決了續流問題而且是逐層放電，無形中增大了產品自身的通流能力。
優點：放電電流大 測試最大50KA（實際測量值）漏電流小
無續流 無電弧外瀉 熱穩定性好
缺點：殘壓高，反映時間慢
工藝特點：石墨為主要材料，產品內採用全銅包被解決了避雷器在放電時的散熱問題，不存在後續電流問題，最大的特點是沒有電弧的產生，且殘壓與開放式間隙避雷器比較要低很多。
工程套用：該種避雷器套用在各種B、C類場合，與開放式間隙比較不用考慮電弧問題。根據型號的不同該種產品適合與各種配電制式。
⒉2 放電管類避雷器
⒉2.1 開放式放電管避雷器
開放式放電管避雷器，實質與開放式間隙避雷器是一樣的產品，都屬於空氣放電器。但是與間隙放電器比較它的通流能力就降了一個等級。
優點：體積小 通流能力強（10-15KA） 漏電流小 無電弧噴瀉
缺點：殘壓較高 有續流 產品一致性差反映時間慢
⒉2.2 密閉式氣體放電管
密閉式氣體放電管也叫惰性氣體放電管，主要是內部充盈了惰性氣體，放電方式是氣體放電，靠擊穿氣體來起到一次性瀉放電流的目的。一般有2極和3極兩種結構。外型與上圖相似。優點：體積小（氣體管可以很小）通流量大 無電弧
缺點：產品一致性差（啟動電壓、殘壓）有續流殘壓較高
工藝特點：空氣放電管還是屬於開放式產品，在工作時不保證絕對沒有點火花從排壓孔噴出，氣體放電管是密封結構，一般有2極和3極良種結構形式，一般3極有熱保護裝置（短路裝置），在放電管工作時溫度超過了一定範圍，短路裝置啟動使放電管整體導通。防止溫度過高造成放電管內氣壓生高器件爆裂。工程套用：一般空氣放電管現在很少套用，而氣體放電管現今被廣泛的套用在信號防雷器上。型號的不同也有在電源避雷器上使用。
⒉3 氧化鋅電阻類避雷器
⒉3.1 單片壓敏電阻避雷器
單片壓敏電阻避雷器是80年代由日本最先發明使用。直到現在，單片敏電阻的使用率也是避雷器中最高的。壓敏電阻避雷器的工作原理是利用了壓敏電阻的非線性特點。當電壓沒有波動時氧化鋅呈高阻態，當電壓出現波動達到壓敏電阻的啟動電壓時壓敏電阻迅速呈現低阻態，將電壓限制在一定範圍內。
⒉3.2 多片壓敏電阻避雷器
由於單片壓敏電阻的通流量一直不夠理想（一般單片壓敏電阻最大放電電流在20KA\8/20uS），在這種前提下多片組合壓敏電阻避雷器產生，多片壓敏電阻組合避雷器主要是解決了單片壓敏電阻的通流量較小，不能滿足B級場合的使用。多片壓敏電阻的產生從根本上解決了壓敏電阻通流量的問題。
優點：通流容量大，殘壓較低，反應時間較快（≤25ns），
無跟隨電流（續流）
缺點：漏電流較大，老化速度快。熱穩定一般
工藝特點：多數採用積木結構。
工程套用：根據結構不同，壓敏電阻避雷器廣泛的套用在B、C、D級以及信號避雷器。但是應解決的問題是工程中有個別產品存在燃燒現象，所以在產品選型時應注意廠家使用的外殼材料。
⒉4 抑制二極體類防雷器
抑制二極體類防雷產品主要是網路等信號避雷產品中大量的套用，主要採用的器件有P*KE（雪崩管）等系列等產品。工作原理是基於PN結反向擊穿保護。
優點：殘壓低 動作精度高 反應時間快無續流 體積小
缺點：通流量小2.5 壓敏電阻/氣體放電管組合類
⒉5.1 簡單組合避雷器
組合式避雷器典型結構是N-PE結構形式，這種避雷器與單一結構的避雷器相比，綜合了兩種不同產品的優點，而減少了單一器件的缺點。
優點：通流量大 反應時間快
缺點：殘壓相對較高
工程套用：僅在N-PE制式使用的避雷器，適合電壓波動率較大地區使用。
⒉5.2 複雜型組合式避雷器
這種避雷器充分發揮各種元器件的優點，在結構上一般使用數量較多的壓敏電阻和氣體放電管。這種結構的避雷器一般具有較高的通流能力，且殘壓較低。行業內也稱這種結構的避雷器為一體化避雷器。
優點：通流量大 反映時間快 殘壓低無續流 熱穩定性好
缺點：無聲音報警 無計數器
工藝特點：一體化避雷器的電路結構緊湊，充分發揮了氧化鋅電阻反映時間快的特點，有結合了氣體放電管具有較高通流能力的優點。在電路上避雷器使用了較多的氧化鋅電阻來提高整體避雷器的通流能力，用氣體放電管作為備用放電通道。基於這種完善的電路結構使避雷器的使用壽命大大提高。
工程套用：
一體化避雷器根據型號的不同廣泛套用與B、C、D各種安裝環境。由於是一體化設計，所以更適合在不具備安裝距離的場合使用。（IEC規定B、C、D模組化避雷器三級間的最短距離在10M以上）
⒉6 碳化矽避雷器（閥式避雷器）
碳化矽避雷器主要套用於高壓電力防雷，現今仍是電力系統使用率較高的電力防雷產品。
例圖是現今市面上常見的幾種電源防雷器
主要參數
1、標稱電壓Un：設備正常耐受電壓，防雷器不動作。與被保護系統的額定電壓相符，在信息技術系統中此參數表明了應該選用的保護器的類型，它標出交流或直流電壓的有效值。
2、最大持續工作電壓Uc：能長久施加在保護器的指定端，而不引起保護器特性變化和激活保護元件的最大電壓有效值。
3、標稱放電電流In：也稱額定放電電流Isn，給保護器施加波形為8/20μs的標準雷電波衝擊10次時，保護器所耐受的最大衝擊電流峰值。
4、最大放電電流Imax：給保護器施加波形為8/20μs的標準雷電波衝擊1次時，保護器所耐受的最大衝擊電流峰值。
5、電壓保護水平Up：保護器在下列測試中的最大值：1KV/μs斜率的跳火電壓；標稱放電電流時的殘壓。
6、回響時間Ta：主要反應在保護器里的特殊保護元件的動作靈敏度、擊穿時間，在一定時間內變化取決於du/dt或di/dt的斜率。
7、數據傳輸速率Vs：表示在一秒內傳輸多少比特值，單位：bps；是數據傳輸系統中正確選用防雷器的參考值，防雷保護器的數據傳輸速率取決於系統的傳輸方式。
8、插入損耗Ae：在給定頻率下保護器插入前和插入後的電壓比率。
9、回波損耗Ar：表示前沿波在保護設備（反射點）被反射的比例，是直接衡量保護設備同系統阻抗是否兼容的參數。
10、最大縱向放電電流：指每線對地施加波形為8/20μs的標準雷電波衝擊1次時，保護器所耐受的最大衝擊電流峰值。
11、最大橫向放電電流：指線與線之間施加波形為8/20μs的標準雷電波衝擊1次時，保護器所耐受的最大衝擊電流峰值。
12、線上阻抗：指在標稱電壓Un下流經保護器的迴路電阻和感抗的和。通常稱為“系統阻抗”。
13、峰值放電電流：分兩種：標稱放電電流In和最大放電電流Imax。
14、漏電流：指在75或80標稱電壓Un下流經保護器的直流電流。
15、 續流 If - follow current：衝擊放電電流以後，由電源系統流入SPD的電流。續流與持續工作電流Ic有明顯區別。
16、 額定負載電流 IL - rated load current：能對SPD保護的輸出端聯接負載提供的最大持續額定交流電流有效值或直流電流。
17、 電壓保護水平 Up - voltage protection ：level表征SPD限制接線端子間電壓的性能參數，其值可從優先值的列表中選擇。該值應大於限制電壓的最高值
18、限制電壓 measured limiting voltage：施加規定波形和賦值的衝擊電壓時，在SPD接線端子間測得的最大電壓峰值。
19、殘壓 Ures - residual voltage：放電電流流過SPD時，在其端子間的電壓峰值。
20、 暫態過電壓（TOV）特性 temporary overvoltage(TOV) characteristic：SPD承受一個暫態過電壓UT至規定時間tT時的工作狀況。
技術參數
套用說明 | 安裝於防雷分區LPZOA-2 界面 | |
測試依據 | EDIN VDE 0675-6：1989-11和-6/AI：1996-03 | |
額定電壓（最大持續操作電壓） | Uc | 275V~ 500V_ |
最大放電電流 | Imax | 40KA |
電壓保護水平 | UP | ≤2.5KV |
回響時間 | tA | ≤100ns |
最大保險絲強度 | 100AgL/gG | |
短路電流強度 | 25KA/50Hz | |
工作溫區 | C | -40C - +80C |
安裝L1、L2、L3、N導體截面 | 並聯/多股10mm2 | |
安裝PE導體截面 | 並聯/多股25mm2 | |
外殼材質 | 冷軋鋼板 | |
報警功能 | 帶故障遙信觸點和聲光報警 | |
雷擊計數 | 0-99 | |
工作狀態 | 正常為綠色、失效或故障為紅色 | |
連線類型 | 螺旋接線端 | |
保護等級 | IP64 | |
安裝寬度（mm) | 282mm×172mm×70mm |
如何選用
基於防雷器的防護想要取得理想的效果，應注重“在合適的地方合理地裝設合適的防雷器”，防雷器的選擇十分重要。
⒉在電力線架空引入，並且電力線可能被直擊雷擊中時，進入建築物內保護區的雷電流取決於外引線路、防雷器放電支路和用戶側線路的阻抗和感抗。如內外兩端阻抗一致，則電力線被分配到一半的直擊雷電流。在這種情況下必須採用具有防直擊雷功能的防雷器。
⒊後續的*估模式用於*估LPZ1區以後防護區交界處的雷電流分配情況。由於用戶側絕緣阻抗遠遠大於防雷器放電支路與外引線路的阻抗，進入後續防雷區的雷電流將減少，在數值上不需特別估算。一般要求用於後續防雷區的電源防雷器的通流能力在20kA（8/20μs）以下，不需採用大通流能力的防雷器。
後續防雷區防雷器的選擇應考慮各級之間的能量分配和電壓配合，在許多因素難以確定時，採用串並式電源防雷器是個好的選擇。串並式是根據現代雷電防護中許多套用場合、保護範圍層次區分等特點提出的概念（相對於傳統的並式防雷器而言）。其實質是經能量配合和電壓分配的多級放電器與濾波器技術的有效結合。串並式防雷有如下特點：套用廣泛。不但可以按常規進行套用，也適合保護區難以區別的場所。感生退耦器件在瞬態過電壓下的分壓、延遲作用，以幫助實現能量配合。減緩瞬態干擾的上升速率，以實現低殘壓與長壽命以及極快的回響時間。
⒋防雷器的其它參數選擇取決於各個被保護物所在防雷區的級別，其工作電壓以安裝在引電路中所有部件的額定電壓為準。串並式防雷器還需注意其額定電流。
⒌影響電子線雷電流分配的其它因素：變壓器端接地電阻降低將使電子線中分配電流增大。供電線纜的長度的增加將使電力線中分配電流減少，並使幾要導線中有平衡的電流分配。過短的電纜長度和過低的中性線阻抗將使電流不平衡，從而引起差模干擾。供電線纜並接多用戶將降低有效阻抗，導致分配電流增大，在連成網狀的供電狀態下，雷臨時性流主要流入電力線，這是多數雷損發生在電力線處的原因。
安裝使用
1．本系列單相電源避雷器採用深色全金屬外殼，密封性好、安全可靠。
2．本系列單相電源避雷器採用並聯方式與被保護設備連線；請勿擅自拆卸本系列產品。
3．用戶按避雷器上的接線標誌正確接線，接地線用截面積不小於25mm的絕緣黃綠銅導線。
接地線長度儘可能的短，以減小接地電阻。
4．本系列產品出廠時配有安裝配件，用戶可以根據實際情況安裝、接線，檢查有、無接
錯後即可通電投入運行。
5．定期檢查電源避雷器的工作情況：
避雷器正常時，工作指示燈（綠燈）亮，當避雷器上的劣化指示燈（紅）亮時，表明
該電源避雷器內部重要元器件失效，則請立即更換。6．電源防雷箱使用期間，應定期檢測並查看指示燈工作狀態：綠色指示燈為工作指示，
防雷箱工作正常； 紅色指示燈正常工作時不亮，當防雷箱出現故障，紅色指示燈亮，
應及時維修或更換。
7．電源防雷箱的雷電計數器計數範圍為0~99次，計數動作電流為不小於5KA；通電時
顯示為00次， 當停電時不再顯示，可以按“讀數”按鈕，顯示雷擊的次數。在防雷箱
上端設有計數器清零按鈕，查看後可隨時對計數器進行清零；
8．接地電阻不大於4Ω。
9．非專業人員請勿拆卸。
箱體採用優質鋼材製作，阻燃、防腐
l 單相一體化電源防雷箱採用工作狀態指示及雷擊計數，提供遙信，聲光報警
l 單相一體化電源防雷箱採用壓敏串接氣放管徹底消除漏電流，安全性能更高
【工作原理】
單相一體化電源防雷箱是當感應雷侵入電源傳輸線路時，避雷器的防雷組件以納秒級
（100 ns）的回響速度呈現低電阻狀態，迅速將雷電流泄放至大地，並把由雷電流
引起的過電壓限制在被保護設備允許承受的耐壓範圍內，以確保設備安全運行，使
保護設備免於受損
相關標準
防雷器的常見執行標準（各國要求不一樣）：IEC61643-1 、GB18802.1-2002、UL1283Filter 、UL1449.2nd.Edition
中國防雷系統現在實施的是中華人民共和國建設部2012年6月11日頒布的：GB50343—2012《建築物電子信息系統防雷技術規範》和中華人民共和國建設部2010年11月3日頒布的：GB50057—2010《建築物防雷設計規範》。
IEC 62305-1-2006 | 雷電防護 |
IEC/TR 61400-24-2002 | 風力渦輪機發電機系統。第24部分：避雷裝置 IEC61400-24 |
IEC 60364-5-2002 | 建築物的電氣設施。接地措施、保護導體和保護跨接線 |
IEC 60099 | 避雷器 |
GB 15599-1995 | 石油與石油設施雷電安全規範 |
GB 50057-1994 | 建築物防雷設計規範（附條文說明） （2000版） |
GB 50343-2004 | 建築物電子信息系統防雷技術規範（附條文說明） |
GB/T 19271-2003 | 雷電電磁脈衝的防護 |
GB/T 19663-2005 | 雷電電磁脈衝的防護 |
GB/T 19663-2005 | 信息系統雷電防護術語 |
GB/T 19856-2005 | 雷電防護 |
GB/T 21431-2008 | 建築物防雷裝置檢測技術規範 |
GB/T 21714-2008 | 雷電防護 |
GB/T 2900.12-2008 | 電工術語 避雷器、低壓電涌保護器及元件 |
GB/T 7450-1987 | 電子設備雷擊保護導則 |
GJB 5080-2004 | 軍用通信設施雷電防護設計與使用要求 |
GJB 1210-1991 | 接地 搭接和禁止設計的實施 |
GJB 2269-1996 | 後方彈藥倉庫防雷技術要求 |
SPD選用
元器件
電源避雷器之所以可以吸收雷電能量，主要是氧化鋅壓敏電阻和氣體放電管在起作用。
氧化鋅壓敏電阻是限壓型保護器件，沒有脈衝電壓時呈現高阻狀態，一旦回響脈衝電壓，立即將電壓限制到一定值，其阻抗突變為低阻狀態。與氣體放電管比較，它最大的優點是當它吸收脈衝電壓時因殘壓高於工作電壓，不會造成電源的瞬間短路，也不會產生續流。氧化鋅壓敏電阻的回響時間比氣體放電管快。氣體放電管的擊穿電壓對脈衝電壓的上升速率十分敏感，電壓上升速率越快，點火電壓越高，回響時間越快。能夠正確選擇壓敏電阻和氣體放電管這二類元器件，並利用它們各自的優點進行組合的電源避雷器，其整機性能相對較好。電源避雷器中要求氧化鋅壓敏電阻，具有優良的能量耐受特性，而能量耐受特性主要用額定雷電衝擊電流、最大雷電衝擊電流和能量耐量三大指標來描述，這些特性與氧化鋅壓敏電阻的表面積有關，和元件的散熱條件有關。同一種規格的壓敏電阻，由於不同廠家的製造工藝、原料配方不同，其能量耐受能力會相差很大。
氣體放電管具有很強的承受大能量衝擊的能力，但在具體使用時，由於氣體放電管在放電時殘壓極低，近似於短路狀態，因此不能單獨在電源避雷器中使用，氣體放電管的耐流能力與管徑有關，管徑越大，耐流能力越好。氣體放電管的質量問題主要表現為慢性漏氣，長時間使用的可靠性問題（即遭受多次雷電衝擊後，直流擊穿電壓值發生偏移），光敏效應和離散性較大。雖然國產的氣體放電管有了較大的改進，質量在逐步提高，但整體質量問題仍然存在，特別是可靠性問題和慢性漏氣問題。因此電源避雷器中選擇進口名牌氣體放電管的產品應作為首選，且氣體放電管的管徑在Ф8㎜以上為好。
電源避雷器中的電容器和熱熔保險絲的選擇也很重要。電源避雷器長期工作在電網中，由於電容器的質量問題造成電源避雷器整機損壞的事例很多，因此，電容器的耐壓選擇很重要，特別是耐受脈衝高電壓的衝擊能力。相比之下，國外產品好於國內產品，日立公司，OKAYA公司的電容器質量為上好。電源避雷器中的熱熔保險絲的作用是當雷電流超過電源避雷器最大承受能力時，由於過流作用，可使保險絲斷開，同時由於過截使氧化鋅壓敏電阻溫度上升亦可使保險絲斷開，起到過流和溫度雙重保護作用。由於電源避雷器常態工作條件下，電流非常小，只是在雷電衝擊或脈衝電壓衝擊時，在瞬態條件下起保護作用，因此與常規熱熔保險絲的使用條件有所區別，所以，電源避雷器中的熱熔保險絲應有獨特性能，即在瞬態條件下的熔斷特性。
設計方案
避雷器的設計方案有了良好的元器件，先進的設計方案是確保電源避雷器質量的必要條件。根據對國內外產品的分析比較，在設計電源避雷器時應充分考慮以下幾個方面問題。電源避雷器耐雷電電流衝擊等級的合理定位，即電源避雷器額定浪涌電流值和最大浪涌電流值的確定。現在市場上有些電源避雷器的廠商，為了廣告宣傳和產品競爭等商業行為，隨意提高耐雷電電流衝擊的等級，這是一種對用戶極不負責的態度。雷擊災害對現代電子設備具有極大的破壞性。某一地區雷電電流的大小，由於地理環境、氣象條件和電子設備電源接線方式等諸多不確定因素，很難用一個數字量來確定，因此，廠家對電源避雷器的設計應有較大的餘量。一般浪涌電流的設計應是該電源避雷器最大浪涌電流值的一倍，而最大浪涌電流值又應是該電源避雷器額定浪涌電流值的一倍，這樣的設計餘量才是對用戶負責的態度。在廠家設計的具體線路中，應採用多路浪涌電流吸收的冗餘式電路結構，即當某一路浪涌電流吸收迴路由於某元器件損壞，自動退出電源避雷器的整機電路，不影響整個電源避雷器的正常工作。由於採用上述的設計餘量，即使出現一路、甚至二路吸收迴路退出整體電路，也不影響整個電源避雷器的防雷能力。這種冗餘設計方案將大大地提高電源避雷器的可靠性，是多雷區電源線路防雷的首選防護設備。
質量管理
合理科學的生產工藝是確保電源避雷器質量的保證條件。在電源避雷器的生產工藝上，生產廠家應注意以下幾個方面的問題。濕熱一直是壓敏電阻失效的一個重要原因，其表現出來的現象是壓敏電阻在受長期潮濕環境的影響下，其泄露電流明顯上升，壓敏電壓值明顯下降。對於整個電源避雷器來講，由於潮濕環境的影響，一旦電網中出現瞬態過電壓或雷電電流的衝擊，很可能造成局部短路而損壞的現象。由於雷雨季
節往往是一個濕熱的氣象環境條件，因此電源避雷器的防濕熱工藝顯得非常重要。通常廠家採用環氧樹脂灌封的生產工藝。有些廠家能在環氧樹脂灌封的過程中進行真空抽氣，則效果更好。因此，在選擇電源避雷器時，除觀看廠家的元器件的選擇，設計方案和生產工藝外，質量管理方面也很重要。這包括元器件採購、保管、檢驗、組裝、老化、殘壓和泄露電流的測試製度、安全制度等方面。
綜上，選擇質量優良的電源避雷器，不能只停留在廠家的廣告宣傳上，還應到廠家針對上述幾個方面去看一看，特別是關鍵元器件的選擇、設計方案、生產工藝是了解的重點。除此之外，當地的氣象條件、年雷暴日數和雷暴造成財產損失的情況也應和選擇電源避雷器的防護級別進行綜合考慮。
設計原理
針對現在市場上出現了各種各樣的防雷器，質量參差不齊，有一些甚至聞所未問(如：不用接地的避雷器，到現在為止，都弄不明白它的工作原理），因此，通過介紹避雷器的工作原理及組成，對客戶甄別真假、優劣，有所幫助。
防雷器元件從回響特性看，有軟硬兩種。屬於硬回響特性的放電元件有火花間隙（基於斬弧技術的角型火花隙和同軸放電火花隙）和氣體放電管，屬於軟回響特性的放電元件有金屬氧化物壓敏電阻和瞬態抑制二極體。這些元件的區別在於放電能力、回響特性和殘壓，避雷器就是利用它們不同的優缺點，揚長避短，組合成各種避雷器，保護電路。
火花間隙
1、放電間隙：原理是兩個如牛角現狀的電極，距離很短，用絕緣材料分開，當兩個電極間的電場強度達到擊穿強度時，電極之間形成電流通路。當雷電波來到的時候首先在間隙處擊穿，使間隙的空氣電離，形成短路，雷電流通過間隙流入大地，而此時間隙兩端的電壓很低，從而達到保護線路的目的。電場強度低於擊穿間隙時，放電間隙型避雷器又恢復絕緣狀態。常用於高壓線路的避雷防護中。在低壓系統，常用於電源的前級保護。
火花間隙（Arc chopping)型避雷器產品的優劣，在於製成電極的材料、間隙距離及絕緣材料。
優點：具有很強放電能力、通流量大，10/350μs脈衝波形能夠疏導50KA的脈衝電流，用於8/20μs脈衝電流，可以大於100KA,很高的絕緣電阻以及很小的寄生電容，漏電流小。對正常工作的設備不會帶來任何有害影響。
缺點：殘壓高（2.5~3.5KV），反應時間長（≦100ns），動作電壓精度較低，有工頻續流，因此在保護電路中應串聯一個熔斷器，使得工頻續流迅速被切斷。
註：由於兩隻放電管分別裝在一個迴路的兩根導線上，有時會不同時放電，使兩導線之間出現電位差，為了使兩根導線上的放電管能接近統一時間放電，減少兩線之間的電位差，又研製了三級放電管。可以看作是由兩隻二級放電管合併在一起構成的。三級放電管中間的一級作為公共地線，另兩級分別接在迴路的兩條導線上。
2、氣體放電管（Gas discharge tube,GDT）：是一種陶瓷或玻璃封裝，管內再充以一定壓力的惰性氣體（如氬氣），開關型的保護元件，有二電極和三電極兩種結構。當電場強度達到擊穿惰性氣體強度時，就引起間隙放電，從而限制極間的電壓。8/20μs脈衝電流能夠疏導10KA。放電電壓不穩定，當電壓大於12V、電流電壓100mA時，會產生後續電流。通常用於測量、控制、調節技術電路和電子數據處理傳輸電路中。
壓敏電阻
金屬氧化物壓敏電阻（Metal oxide varistor,MOV)
以氧化鋅為主要成分的金屬氧化物半導體非線性電阻，當加在電阻兩端的電壓小於壓敏電壓時，壓敏電阻呈高阻狀態，如果並聯在電路上，該閥片呈斷路狀態；當加在壓敏電阻兩端的電壓大於壓敏電壓時，壓敏電阻就會擊穿，呈現低阻值，甚至接近短路狀態。壓敏電阻這種被擊穿狀態是可以恢復的，當高於壓敏電壓的電壓被撤銷以後，它又恢復高阻狀態。當電力線被雷擊時，雷電波的高電壓使壓敏電阻擊穿，雷電流通過壓敏電阻流入大地，使電力線上的類電壓被鉗制在安全範圍內。
優點：開關電壓範圍寬：6V~1.5KV，反應速度快（25ns），殘壓低（可以達到終端設備的安全工作電壓），通流量大（2KA/cm2），無續流，壽命長。
缺點：容易老化，動作幾次後，漏電流會增大，從而導致壓敏電阻過熱，最終導致老化失效。
電容較大，許多情況下不在高頻、超高頻系統中使用。該電容又與導線電容構成一個低通。該低通會造成信號的嚴重衰減。但在頻率低於30KHZ時，這種衰減可以忽略。
二極體
瞬態抑制式二極體（Transient voltage suppressor,TVS):
1、二極放電管：有兩種形式：一是齊納型（為單向雪崩擊穿），二是雙向的矽壓敏電阻。性能類似開關二極體等。在規定的反向電壓作用下，兩端電壓大於門限電壓時，其工作阻抗能立即降至很低的水平以允許大電流通過，並將兩端電壓鉗制在很低的水平，從而有效地保護末端電子產品中的精密元件避免損壞。雙向TVS可在正反兩個方向吸收瞬時大脈動功率，並把電壓鉗制在預定水平。適用於交流電路。
優點：動作時間極快，達到皮秒級。限制電壓低，擊穿電壓低，套用於各種電子領域。
缺點：電流負荷量小，電容相當高，一般在20pF以下，現在的陶瓷放電管能夠做到3~5pF。
電子信息系統所需的浪涌保護系統一般採用兩級或三級組成。採用氣體放電管、壓敏電阻和抑制二極體，並利用各種浪涌抑制器的特點，實現可靠保護。氣體放電管一般放線上路輸入端作為一級浪涌保護器件，承受大的浪涌電流，屬於泄流型器件。二級保護器件採用壓敏電阻，可在極短時間內（ns）將浪涌電壓限制在較低的水平。對於高度靈敏的電子電路，可採用抑制二極體作為三級保護。在更短的時間內將浪涌電壓限制在末端電子設備的絕緣水平以內。如圖，當雷電等浪涌到來時，抑制二極體首先導通，把瞬間過電壓精確地控制在一定的水平，如果浪涌電流較大，則壓敏電阻啟動並泄放一定的浪涌電流，這時壓敏電阻兩端的電壓會有所升高，直至推動前級氣體放電管放電，把大電流泄放到地。當三種器件線上路中的距離較遠時，導通順序會從氣體放電管開始，依次導通。
避雷器的工作，是從反應時間最快、設備的最末端開始的，然後逐級往前端啟動的。
，單純用氣體放電管保護後端的設備會出現下列問題：導通時間過長,殘壓過大，有可能超過後端設備的耐壓水平。放電後，會產生工頻續流。為避免上述問題，採用另外一種電路（圖三）。為了解決產生工頻續流的問題，同時也避免壓敏電阻因漏電流過大而發熱自爆或老化，我們在氣體放電管上串聯一個壓敏電阻，這樣就可避免產生工頻續流，又可以防止壓敏電阻因漏電流而自爆、老化。但新的問題又產生了，這樣避雷器的動作時間為氣體放電管的導通時間和壓敏電阻導通時間的總和。假設氣體放電管的導通時間為100ns，壓敏電阻的導通時間為25ns，則它們總的反應時間為125ns。為了減小反應時間，在電路中併入一個壓敏電阻，這樣可使總的反應時間為25ns。
：當過電壓出現時，抑制二極體作為動作最快的元件首先動作，線路設計為，在抑制二極體可能毀壞之前，放電電流即隨著幅值的上升轉換到前置的放電路徑上，即充氣式放電路上。
Us+△u≥Ug
Us：抑制二極體上的電壓
△u：去耦感應線圈上的電壓
Ug：氣體放電管的動作電壓
如果放電電流小於該值，則充氣放電管不動作。採用這種線路不僅可以在低保護水平的條件下利用放電器動作迅速的優點，同時還可以達到很高的放電電容。這樣就可以消除抑制二極體過載一級熔斷器在出現電源續流時頻繁切斷電路的缺點。
2、三極放電管：在兩根的導線上，安裝兩個二極放電管，會出現電位差，因此就有三極放電管，多了一極做公共接地，可以減少時間差(0.15~0.2μs），由此產生的橫向雷電壓幅值。
市場上普通電源避雷器器件一般採用壓敏電阻，用於一級、二級和三級電源。這種組合方式在距離大於5米時，導通時間從第一級開始逐級向後導通。
若第一級採用氣體放電管，二級和三級採用壓敏電阻，則必須滿足第一級與第二級滿足大於十米的距離，第二級與第三級滿足大於5米的距離,這樣才能保證前一級先動作。否則可能導致第一級不動作的現象，而二級和三級避雷器又沒有那么大的通流量，導致避雷器無法切實保護設備。這點在工程設計中一定要引起注意。
