MOV選型和計(jì)算

1、壓敏電阻器基礎(chǔ)學(xué)問培訓(xùn)手冊(cè)（ 第一版）孫丹峰編著蘇 州 中 普 電 子 有 限 公 司二 五 年 三 月第 一 章通 用 型 氧 化 鋅 壓 敏 電 阻 器1.1 什么是“壓敏電阻器” “壓敏電阻器”是中國(guó)大陸通用的名詞，在中國(guó)臺(tái)灣地區(qū)，它被稱為“突波吸取器”；在日本， 它被稱為 “ 變阻器 ”；國(guó)際電工委員會(huì) （iec ）在其標(biāo)準(zhǔn)中稱之為 “ voltage dependent resistor”（簡(jiǎn)稱 vdr ）；而在業(yè)界和學(xué)術(shù)界最廣泛使用的名詞就是“varistor ”（即由 variable和 resistor 兩個(gè)英文單詞組成的組合詞） ；從字面上懂得， 這些名詞的含義為 “電阻值隨

2、著外加電壓敏銳變化的電阻器”；那么壓敏電阻器的電阻值是如何隨著外加電壓變化敏銳的呢？圖1-1-1 和表 1-1-1 可以給我們一個(gè)比較直觀的說明；從中我們可以看到，型號(hào)為20d201k 的壓敏電阻器隨著外加電壓從 180v 上升到 420v ，其電阻值從 18 m 下降為 0.42，在這個(gè)過程里，電壓僅上升了 2.33 倍，而電阻值下降了4280 多萬(wàn)倍；由此可見壓敏電阻器的電阻值對(duì)外加電壓的變化是特別“敏銳”的；1.0e+081.0e+071.0e+061.0e+051.0e+041.0e+03值阻電 1.0e+021.0e+011.0e+001.0e-0110015020025030035

3、0400450外加電壓 v圖1-1-1 20d201k 壓敏電阻電阻值與外加電壓的關(guān)系表 1-1-120d201k 壓敏電阻器的電阻值隨外加電壓的變化u（ v）180192200250310356420r（ ）1.8× 1071.92× 106200× 103250313.560.42壓敏電阻的準(zhǔn)確定義可從材料、特性和用途三個(gè)方面綜合得出；從材料組成上看， 壓敏電阻是由電子級(jí)粉體材料氧化鋅、氧化鉍、氧化銻、氧化鈦、氧化鈷、氧化錳、氧化鎳、氧化鉻等多種氧化物合成的，其中，氧化鋅的含量最高（約90），是主基料；其他各種過 渡金屬氧化物的含量相差很大，較多的占百分之幾，

4、 較小的僅有十萬(wàn)分之幾，被稱為添加劑； 壓敏電阻就是由主基料和添加劑依據(jù)配方一一稱好后，經(jīng)球磨、 噴霧造粒、 干壓成型、 排膠、燒結(jié)、 表面金屬化、 插片、 包封、 打標(biāo)等一系列標(biāo)準(zhǔn)的精細(xì)電子陶瓷和通用元件工藝制造而成的；從特性或功能上看， 壓敏電阻器是一種電阻值隨著外加電壓敏銳變化的電阻器，因此它的主要用途是：反常過電壓的感知、抑制和浪涌能量的吸取；綜上所述，我們可以給壓敏電阻下這樣一個(gè)定義：壓敏電阻是由在電子級(jí)zno 粉末基料中摻入少量的電子級(jí)bi 2o3、co2o3、mno 2 、sb2o3、tio 2、cr2o3、 ni 2o3 等多種添加劑，經(jīng)混合、成型、燒結(jié)等工藝過程制成的精細(xì)電子

5、陶瓷； 它具有電阻值對(duì)外加電壓敏銳變化的特性，主要用于感知、 限制電路中可能顯現(xiàn)的各種瞬態(tài)過電壓、吸取浪涌能量；從以上定義我們可以看出：壓敏電阻器既是一種過電壓的傳感器（sensor），同時(shí)又是過電壓的抑制器； 因此我們對(duì)壓敏電阻器的要求不僅包括它作為傳感器的各種技術(shù)指標(biāo)，而且也包括它作為動(dòng)作元件的特性、壽命和安全要求；由于壓敏電阻器具有電阻值隨著外加電壓敏銳變化的特性，所以它屬于半導(dǎo)體陶瓷元件大家族中一員，其他的半導(dǎo)體陶瓷元件主要有，對(duì)溫度敏銳的ptc、ntc 以及各種氣敏、濕敏、光敏、磁敏等元件；在壓敏電阻的進(jìn)展史上，除了氧化鋅壓敏電阻以外，仍曾顯現(xiàn)過齊納二極管、sic、硒堆、氧化錫等壓敏

6、電阻，由于齊納二極管性價(jià)比較低、sic、硒堆、氧化錫等壓敏電阻的特性不能滿意應(yīng)用的需要，現(xiàn)在都已經(jīng)被氧化鋅壓敏電阻取代；現(xiàn)在，我們一提到壓敏電阻，幾乎全部指的是氧化鋅壓敏電阻；氧化鋅壓敏電阻起源于日本； 1967 年 7 月，日本松下電器公司無(wú)線電試驗(yàn)室（ wireless research laboratory, matsushita electric industry co., ltd ）的松岡道雄在爭(zhēng)論金屬電極 氧化鋅陶瓷界面時(shí)，無(wú)意中發(fā)覺 zno+bi 2o3 復(fù)合陶瓷具有壓敏特性；進(jìn)一步的試驗(yàn)又發(fā)覺，如果在以上二元系陶瓷中再加入微量的氧化錳、氧化鈷、氧化鉻、氧化銻等多種氧化物，這種復(fù)

7、合陶瓷的非線性系數(shù)可以達(dá)到50 左右，其外特性類似兩支反并聯(lián)在一起的齊納二極管，通流才能不亞于 sic 材料， 臨界擊穿電壓可以通過轉(zhuǎn)變?cè)某叽绫憷丶右哉{(diào)劑，而且這種性能優(yōu)異的壓敏元件通過簡(jiǎn)潔的陶瓷工藝就能制造出來(lái)，因而性能 價(jià)格比極高；1972 年美國(guó)通用電氣公司（ge）購(gòu)買了松下有關(guān)氧化鋅壓敏材料的大部分專利和技術(shù) 訣竅；自從美國(guó)把握了氧化鋅壓敏材料的制造技術(shù)以后，有關(guān)這種材料的基礎(chǔ)爭(zhēng)論工作得以大規(guī)模地進(jìn)行；自1980 歲月起，對(duì)氧化鋅壓敏材料的爭(zhēng)論逐步走出了企業(yè)；在基礎(chǔ)爭(zhēng)論的指導(dǎo)和推動(dòng)下， 壓敏電阻的性能得到不斷的提升，應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴(kuò)大；產(chǎn)品的外形已從 “閥片式”、“圓片引線式”進(jìn)展

8、到了“表面貼裝式”和“陣列式”，使用電壓等級(jí)已擴(kuò)展到從5伏到 50 萬(wàn)伏的全系列，目前已經(jīng)到了“有電必有壓敏電阻”的程度；1.2 壓敏電阻器的伏安特性和電性能參數(shù)與其他元件相比， 壓敏電阻器的電性能參數(shù)較多，如要很好地懂得這些參數(shù)的意義，就要第一明白壓敏電阻器的外加電壓與流過壓敏電阻器本體電流之間的關(guān)系，這個(gè)關(guān)系被稱為伏安特性（ v/i 特性）；壓敏電阻的典型伏安特性如圖/1-2-1 所示；由該圖看出， v/i 曲線可m明 顯 地 分 為 三 個(gè) 區(qū) 域 ： 預(yù) 擊 穿 區(qū)vej=010 -5a/cm 2 、 擊 穿 區(qū) （ j=壓加10-5 10a/cm 2）、回升區(qū)（ j >10a/

9、cm 2 ）；電預(yù)擊穿區(qū)的v/i特性出現(xiàn) lg j外e1/2 的關(guān)系，如圖 1-2-2 所示；擊穿區(qū)的特性呈觀lg j lge 的關(guān)拐點(diǎn)電流密度 j a/cm2 圖 1-2-1壓敏電阻的伏安特性（24）2/1v系，且可表示為：je k或iu k（ 1.2.1）式中， k 為常數(shù)、 表示擊穿區(qū)的非線性系數(shù)；圖 1-2-2預(yù)擊穿區(qū)的伏安特性回升區(qū)的特性出現(xiàn)j e 的歐姆關(guān)系；壓敏電阻的伏安特性隨溫度的變化如圖1-2-3所示；由該圖可見預(yù)擊穿區(qū)的v/i 特性隨溫度變化很大，即在外加電壓相同的情形下，流過壓敏電阻的電流會(huì)隨著環(huán)境溫度的提高而大幅度增加；擊穿區(qū)的 v/i 特性幾乎不受溫度的影響；雖然每只

10、壓敏電阻都有它特定的v/i 特性曲線， 但是同規(guī)格壓敏電阻的v/i特性曲線又是比較近似 的，我們?cè)诋a(chǎn)品說明書中只要給出每個(gè)規(guī)格產(chǎn)品的最典型 v/i 特性曲線，一般就可以滿意用戶的需要；從壓敏電阻的典型伏安特性曲線（圖1-2-1 ）我們可以很直觀地懂得壓敏電阻的功能和大多數(shù)電性能參數(shù)的實(shí)際意義，及其它們的在應(yīng)用中作用；下面，我們具體介紹壓敏電阻的電性能參數(shù)；圖 1-2-3不同溫度下的伏安特性1.2.1 壓敏電壓 un（ varistor voltage ）和直流參考電流i 0從壓敏電阻的典型伏安特性曲線（圖1-2-1）我們可以明顯地看出：壓敏電阻在其v/i特性曲線的預(yù)擊穿區(qū)內(nèi)有一個(gè)拐點(diǎn)，這個(gè)拐點(diǎn)

11、對(duì)應(yīng)著一個(gè)特定的拐點(diǎn)電壓和一個(gè)特定的拐點(diǎn)電流；當(dāng)外加電壓高于這個(gè)拐點(diǎn)電壓，壓敏電阻就進(jìn)入“導(dǎo)通”狀態(tài)（電阻值變?。?；當(dāng)外加電壓低于這個(gè)拐點(diǎn)電壓，壓敏電阻就進(jìn)入了“截止”狀態(tài)（電阻值變大）；壓敏電阻的最重要的特性就是電阻值隨外加電壓敏銳變化，v/i 特性曲線中的拐點(diǎn)電壓最能反應(yīng)壓敏電阻的這一重要特性，因此我們可以將拐點(diǎn)電壓懂得為壓敏電阻的壓敏電壓u n（導(dǎo)通和截止兩種狀態(tài)之間的臨界電壓） ；由于壓敏電阻是一種內(nèi)部不完全勻稱的陶瓷元件，即使是同一規(guī)格的壓敏電阻，每只元件的拐點(diǎn)電流都不盡相同；為了標(biāo)準(zhǔn)化的需要，國(guó)際電工委員會(huì)（iec）人為規(guī)定了兩個(gè)測(cè)量壓敏電阻拐點(diǎn)的直流參考電流i0 1ma 和 0.

12、1ma（ 1ma 用于瓷片直徑 7mm 及其以上的壓敏電阻器，0.1ma 用于瓷片直徑 5mm 及其以下的壓敏電阻器） 目前歐美國(guó)家已有只規(guī)定1ma 為唯獨(dú)的直流參考電流的進(jìn)展趨勢(shì)，但日本、 中國(guó)大陸和中國(guó)臺(tái)灣仍舊普遍保持使用兩種直流參考電流的方法；由于拐點(diǎn)電流已被人為地規(guī)定了下來(lái)，因此壓敏電壓u n 一般用更直觀的符號(hào)u1ma 或u0.1ma表示，就更加便利，目前幾乎全部的壓敏電阻生產(chǎn)商都使用u1ma 或 u0.1ma 來(lái)表示壓敏電壓；從上面對(duì)壓敏電壓的定義上看， “壓敏電壓”一詞已完全失去了其原有的拐點(diǎn)的含義；這是電子測(cè)量學(xué)和標(biāo)準(zhǔn)化與壓敏電壓的真實(shí)含義之間相互妥協(xié)的結(jié)果；多年的實(shí)踐體會(huì)表明

13、：iec 定義的壓敏電壓與實(shí)際拐點(diǎn)電壓雖然在數(shù)值上不相等，但在大多數(shù)情形下也比較相近， iec 定義的壓敏電壓可視為拐點(diǎn)電壓的近似值；在判定產(chǎn)品的壓敏電壓是否合格時(shí)，我們只能使用 iec 的規(guī)定的方法，而不能使用測(cè)量實(shí)際拐點(diǎn)電壓的方法（如晶體管圖示儀測(cè)量法）；通用壓敏電阻器的瓷片直徑有 5mm、7mm 、10mm 、14mm 和 20mm 五種，依據(jù)瓷片的截面積可知： iec 規(guī)定的壓敏電壓所對(duì)應(yīng)的電流密度 j 在 10 3a/cm 2 的數(shù)量級(jí)上，因此處于壓敏電阻器 v/i 特性曲線的擊穿區(qū)；壓敏電壓仍有不同的稱謂， 如規(guī)定電流下的電壓 （ iec 的標(biāo)準(zhǔn)名詞） 、breakdown vol

14、tage（國(guó)際學(xué)術(shù)界的說法） 、擊穿電壓（中國(guó)大陸學(xué)術(shù)界對(duì) breakdown voltage 的中譯），崩潰電壓（臺(tái)灣學(xué)術(shù)界對(duì) breakdown voltage 的中譯）、閾值電壓（世界物理學(xué)界的說法） 、直流參考電壓、導(dǎo)通電壓等等；1.2.2 最大連續(xù)工作電壓mcov （ maximum continuous operating voltage ）由于壓敏電阻具有正反向?qū)ΨQ的伏安特性，因此它既可以應(yīng)用于直流電路，也可以用于溝通電路，最大連續(xù)工作電壓mcov 指的是壓敏電阻在應(yīng)用時(shí)能長(zhǎng)期承擔(dān)的最大直流電壓udc 或最大溝通電壓有效值urms；壓敏電阻有一個(gè)特別特殊的特性：長(zhǎng)期的靜態(tài)功率很小

15、， 而瞬時(shí)的動(dòng)態(tài)功率很大，如瓷片直徑20mm、u 1ma 為 200v 的壓敏電阻，其長(zhǎng)期的靜態(tài)功率僅有 1w ，而在操作過電壓下的瞬時(shí)動(dòng)態(tài)功率卻能達(dá)到50,000w ，在雷擊過電壓作用下的瞬時(shí)動(dòng)態(tài)功率就高達(dá)9,000,000w 以上；由于壓敏電阻的靜態(tài)功率很小，因此施加在壓敏電阻兩端的長(zhǎng)期工作電壓肯定要小于其壓敏電壓un，否就壓敏電阻將因不堪重負(fù)而燒毀；如壓敏電阻用于溝通電路，確定urms 的原就是：最大連續(xù)溝通工作電壓的峰值（2 u rms ）不大于壓敏電壓un 的容差（± 10）下限值，用公式表達(dá)就為：uu n90%0.64u（1.2.2）rmsn2如壓敏電阻用于直流電路，確定

16、udc 的原就是：壓敏電阻在u dc 作用下的功耗與其在urms 作用下的功耗大體相等或略小與其在u rms 作用下的功耗， 以此原就得出的體會(huì)公式為：u dc1.3 u rms 或u dc0.83u n（1.2.3）式 1.2.2 和式 1.2.3 是科學(xué)工作者通過對(duì)壓敏電阻長(zhǎng)期爭(zhēng)論后總結(jié)出的體會(huì)公式，其正確性已得到世界范疇的公認(rèn)；認(rèn)真爭(zhēng)論世界各國(guó)不同壓敏電阻廠家的產(chǎn)品樣本可以發(fā)覺，有的廠家給出的 u rms 和 u dc 是完全依據(jù)公式運(yùn)算出來(lái)的， 而有的廠家給出的urms 和 udc 就與運(yùn)算值有些出入，筆者認(rèn)為后者對(duì)用戶實(shí)行了更負(fù)責(zé)任的態(tài)度；依據(jù)iec相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定， 生產(chǎn)廠家應(yīng)通過標(biāo)

17、準(zhǔn)的試驗(yàn)方法來(lái)確定其產(chǎn)品能夠?qū)嶋H承擔(dān)的urms 和 udc ，具體規(guī)定的方法是在 85的環(huán)境溫度下，給壓敏電阻連續(xù)施加urms 和 udc 的運(yùn)算值，經(jīng)過 1000 小時(shí)后，假如試品的u n 的變化不超過± 10，就壓敏電阻的mcov可按運(yùn)算值向用戶承諾，如達(dá)不到要求，就必需降額并再經(jīng)試驗(yàn)驗(yàn)證后向用戶提交真實(shí)的u rms 和 u dc 值；1.2.3 漏電流 il （ leakage current）在沒有過電壓的情形下，壓敏電阻處于“截止”狀態(tài)，因此不參加電路的正常工作；這 時(shí)用戶要求壓敏電阻要寂靜地“休息”，全部參數(shù)都不能在規(guī)定年限內(nèi)發(fā)生明顯的變化，更不能顯現(xiàn)發(fā)熱、 起火現(xiàn)象；

18、但即使在不導(dǎo)通的情形下，壓敏電阻兩端仍舊有肯定的工作電壓存在（通過上面的介紹，我們已經(jīng)知道： 這個(gè)長(zhǎng)期施加在壓敏電阻上的電壓最大也不會(huì)超過規(guī)定的 urms 或 udc ），同時(shí)壓敏電阻在不導(dǎo)通的情形下也不是絕緣體，因此壓敏電阻會(huì)在正常工作電壓的驅(qū)動(dòng)下產(chǎn)生肯定量的泄漏電流（簡(jiǎn)稱漏電流）；iec 對(duì)漏電流 il 較為普遍的定義是：環(huán)境溫度25時(shí)，在壓敏電阻上施加其所屬規(guī)格 的最大連續(xù)直流工作電壓udc ，流過壓敏電阻的直流電流；有的廠家依據(jù)用戶的特殊需要對(duì) 個(gè)別規(guī)格的壓敏電阻也規(guī)定了溝通漏電流（有效值） 的指標(biāo)和相應(yīng)的測(cè)量方法；由于溝通漏電流在使用上很不普遍，而且在測(cè)量上難度較大， 這里不對(duì)它特地

19、加以爭(zhēng)論，只需要指出一點(diǎn)：溝通漏電流的大小不僅與溝通電壓（有效值）的大小有關(guān)，也和它的頻率有關(guān)，頻率越高，漏電流越大；另外，仍有依據(jù)具體的壓敏電壓，按比例加壓的測(cè)量漏電流的方法，這種方法一般僅用于壓敏材料的爭(zhēng)論，這里也不做具體介紹；雖然大多數(shù)生產(chǎn)廠家都沒有在產(chǎn)品說明書中規(guī)定漏電流的具體指標(biāo)，但是它并非無(wú)關(guān)緊要；體會(huì)說明： 壓敏電阻出廠時(shí)的初始泄漏電流與壓敏電阻的壽命特性和安全性都有較為密切的關(guān)系， 因此比較內(nèi)行的用戶會(huì)提出特殊的漏電流要求；一般而言， 在材料配方和燒結(jié)工藝固定的情形下， 漏電流適中的壓敏電阻具有較好的安全性和較長(zhǎng)的壽命；漏電流過大通常會(huì)造成壓敏電阻發(fā)熱， 發(fā)熱又會(huì)引起壓敏電壓的

20、下降和漏電流的進(jìn)一步上升（參見圖 1-2-3 ）, 如此循環(huán)往復(fù)， 最終壓敏電阻就會(huì)因溫度過高而起火燃燒，造成很壞的影響； 漏電流過小也不肯定是好現(xiàn)象， 有時(shí)壓敏電阻雖然初始漏電流很小，但使用很短一段時(shí)間后漏電流快速增大到擔(dān)心全的程度； 當(dāng)然， 漏電流隨加壓時(shí)間的變化規(guī)律與配方和工藝親密相關(guān)，在大多數(shù)情形下，生產(chǎn)廠家通過掌握漏電流的最大值就可以取得較好成效；1.2.4 非線性指數(shù) （ nonlinear coefficient ）非線性指數(shù) 是一個(gè)元件的電阻值是否隨電壓或電流變化和變化是否敏銳的標(biāo)志；前面我們已經(jīng)提到，在其v/i 特性曲線的擊穿區(qū)，壓敏電阻（非線性電阻器）的電流i 和電壓 u之

21、間的關(guān)系為：iu k（ >>1 ，k 為常數(shù)）；一般電阻器（線性電阻器）的電流i 和電壓 u 之間的關(guān)系為： iu r （ r 亦為常數(shù)）；比較這兩個(gè)表達(dá)式可知：一般電阻器（線性電阻器）就是 取值為 1 時(shí)的壓敏電阻器，因此公式iuk（ 1， k 為常數(shù)）可視為線性電阻和非線性電阻的v/i 關(guān)系的通用表達(dá)式； 1 時(shí)為線性電阻， 即電阻值不隨電壓變化； >1 時(shí)為非線性電阻（即廣義的壓敏電阻），即電阻值隨電壓變化（電壓上升就電阻 值下降）， 越大，電阻值隨電壓的變化就越明顯，或曰電阻值對(duì)電壓越敏銳；將公式 iuk兩邊取對(duì)數(shù)綻開可得：lg u1lg ilg k（ 1.2.4）因

22、此，非線性指數(shù)的幾何意義為，以雙對(duì)數(shù)坐標(biāo)法繪制的v/i 特性曲線的斜率的倒數(shù)；我們已經(jīng)知道，壓敏電阻的v/i 特性雙對(duì)數(shù)曲線并不是一條直線，擊穿區(qū)的特性接近于直線，但也不是嚴(yán)格意義上的直線，因此嚴(yán)格地說， 壓敏電阻的 值并不是一個(gè)常數(shù)， 在不同的電壓或電流下的值是不同的； 那么我們?nèi)绾伪容^兩只壓敏電阻的非線性的高低呢？為明白決這個(gè)問題， iec 規(guī)定：1lg u 1mau 0.1ma（瓷片直徑 7mm 及以上的壓敏電阻）（1.2.5a）1lg u 0.1mau 0.01ma（瓷片直徑 5mm 的壓敏電阻）（ 1.2.5b）iec 規(guī)定的非線性指數(shù)實(shí)際上只能表示壓敏電阻在0.1ma1ma 或 0

23、.01ma0.1ma 之間的平均非線性指數(shù)； 由于擊穿區(qū)的特性接近于直線，而且上述電流區(qū)域處于擊穿區(qū)內(nèi)，因此iec 規(guī)定的非線性指數(shù)可以近似地表示壓敏電阻擊穿后的整體非線性特性的好壞；1.2.5 殘壓 u r（ residual voltage ）、殘壓比 k r 和限制電壓 u p（ clamping voltage ）殘壓 u r 是指特定波形的浪涌（ surge）電流流入壓敏電阻器時(shí)，它兩端電壓的峰值；一般來(lái)說，流入壓敏電阻器的浪涌電流的峰值都在1ma 以上，對(duì)通用壓敏電阻和防雷型壓敏電阻而言，所謂特定波形指的是iec 本 60060-2: 1973 標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的 8/20s 標(biāo)準(zhǔn)雷電流波

24、形， 該波形如圖 1-2-4 所示；圖 1-2-4 中， 01 表示視在原點(diǎn)， ts稱為視在前沿時(shí)間， tr 稱為視在半峰值時(shí)間， i m 稱為電流峰值；由于在示波器上很難精確地找到視在原點(diǎn)01，所以視在前沿時(shí)間ts，和視在半 峰值時(shí)間 tr 都采納近似方法測(cè)量，具體方法是：在示波器上先測(cè)量出t1 的值，然后用公式ts = 1.25 ×t1 近似得出 ts 的值，視在半峰值時(shí)間tr 的實(shí)際測(cè)量的起點(diǎn)由01 改為實(shí)際原點(diǎn) 0；另外 iec 答應(yīng)用于測(cè)量的浪涌電流波形顯現(xiàn)小幅度的反極性振蕩；峰值t1前沿尾沿圖 1-2-4浪涌（突波）電流波形示意圖所謂 8/20s 標(biāo)準(zhǔn)雷電流波形是廣義的浪

25、涌電 流波形的一種，含義為視在前沿時(shí)間ts 8s± 10、視在半峰值時(shí)間 tr 20s± 10、反極性振蕩幅值不大于20的浪涌電流波形，同時(shí)外表量 測(cè) im 的誤差不得超過±10； 8/20s 標(biāo)準(zhǔn)雷電流流過壓敏電阻時(shí)， 電流波形和電壓波形的對(duì)應(yīng)關(guān)系如圖 1-2-5 所示，嚴(yán)格的說，電流波的峰值點(diǎn)和電壓波的峰值點(diǎn)在時(shí)間上并不重合，電壓波的峰值點(diǎn)一般略微超前于電流波的峰值點(diǎn)；實(shí)際上，我們前面介紹的壓敏電阻的伏安特性 曲線的擊穿區(qū)和回升區(qū)部分都是使用8/20s 標(biāo)準(zhǔn)雷電流波形逐點(diǎn)測(cè)繪出來(lái)的，也就是說： 壓敏電阻的伏安特性曲線的擊穿區(qū)和回升區(qū)表示的是壓敏電阻用 8/20

26、s 雷電波導(dǎo)通后的殘壓與8/20 s 標(biāo)準(zhǔn)雷電流波形的電流峰值之間的關(guān)系；圖 1-2-58/20s 電流波與壓敏電阻殘壓波形的對(duì)應(yīng)關(guān)系應(yīng)當(dāng)指出的是：在電流峰值相同的情形下，流過壓敏電阻的浪涌電流的波形參數(shù)不同，殘壓的具體測(cè)量值也會(huì)有所不同，視在前沿時(shí)間ts 對(duì)殘壓的影響比較大， ts 越小殘壓 ur 越大；殘壓比 k r 的定義公式為：k ru r u n（1.2.6）殘壓比可以比較直觀地反應(yīng)出壓敏電阻限制過電壓的才能，在壓敏材料的爭(zhēng)論工作中已得到廣泛的應(yīng)用， 在防雷壓敏電阻、 避雷器閥片和高能型壓敏電阻閥片中以成為標(biāo)準(zhǔn)電性能參數(shù)；表 1-2-1限制電壓的考核電流i p 的規(guī)定值瓷片直徑（ m

27、m）5710142025324034×34un68v12.551020-ipaun>68v5102550100150200300300所謂限制電壓u p 是殘壓 ur 的一種特殊形式， 也是考核特定規(guī)格的壓敏電阻抑制瞬態(tài)過電壓才能的特點(diǎn)指標(biāo)； 第一，我們要針對(duì)不同片徑的壓敏電阻規(guī)定一個(gè)基本等效的考核電流i p，每種片徑的壓敏電阻的限制電壓u p 都要對(duì)應(yīng)于這一規(guī)定好的考核電流（如表 1-2-1 所示）；其次，限制電壓 up 并不是我們依據(jù) i p 測(cè)出的殘壓，而是各生產(chǎn)廠家自行規(guī)定的殘壓的上限值；因此，限制電壓u p 實(shí)際上是生產(chǎn)廠家向用戶承諾的每個(gè)規(guī)格產(chǎn)品的愛護(hù)電壓水平；在

28、iec 標(biāo)準(zhǔn)中，限制電壓又被稱為等級(jí)電流下的電壓；1.2.6 通流量（最大峰值電流/maximum peak current ） im壓敏電阻能夠承擔(dān)的波形為8/20s 的最大浪涌電流峰值，稱為通流量im；“能夠承擔(dān)”的含義是，沖擊后的壓敏電壓u n 的與沖擊前相比不大于±10，且同時(shí)不能發(fā)生目視可見 的機(jī)械損耗； 目前大多數(shù)廠家在說明書中通常給出兩個(gè)通流量指標(biāo)，一個(gè)是沖擊一次的指標(biāo)， 另一個(gè)是沖擊兩次（間隔5 分鐘）的指標(biāo)；1.2.7 最大能量 em（ maximum permissible enery ）最大能量 em 是指壓敏電阻能夠耗散的規(guī)定波形的浪涌電流或脈沖電流的的最大能

29、量；能夠承擔(dān)的含義是，沖擊后的壓敏電壓u n 的與沖擊前相比不大于±10，且同時(shí)不能發(fā)生目視可見的機(jī)械損耗；em 與電流波形親密相關(guān)，iec 規(guī)定的能量測(cè)試波形為2ms 標(biāo)準(zhǔn)方波，如圖 1-2-5 所示；iii 圖 1-2-5 2ms 標(biāo)準(zhǔn)方波的波形參數(shù)示意圖圖 1-2-5 中， td 稱為有效方波連續(xù)時(shí)間（亦寫做t0.9）， tt 稱為有效方波總時(shí)間（亦寫 做 t0.1）， i2ms 稱為方波（平均）電流；iec60060-2: 1973 規(guī)定： td 的公差為 20和 0， tt 1.5td，同時(shí) i/i 和 i/i不超過 10；2ms 標(biāo)準(zhǔn)方波電流流過壓敏電阻時(shí)， 壓敏電阻的殘

30、壓波形為 2ms 電壓波， 而且它比 2ms 電流波更加規(guī)整， 我們用類似與測(cè) i 2ms 的方法測(cè)出壓敏電阻在 2ms 范疇的平均殘壓 u2ms 后， 使用下式就可運(yùn)算出壓敏電阻的實(shí)際耗散能量：e2 msu 2msi 2ms2103（j）（ 1.2.7a）在日本和美國(guó)一般采納10/1000s 的浪涌電流能量來(lái)等效代替2ms 方波能量， 同一只壓敏電阻承擔(dān) 10/1000 s 的浪涌電流的能量大體為承擔(dān)2ms 方波電流能量的 1.4 倍；10/1000s波形浪涌電流下的能量按下式運(yùn)算：3e1.4ui10（j）（1.2.7b）10/1000s10/1000s 10/1000s為壓敏電阻規(guī)定最大能

31、量的緣由，是通用型壓敏電阻在實(shí)際應(yīng)用時(shí)不僅會(huì)遭受雷擊過電壓，而且仍會(huì)受到操作過電壓的沖擊；操作過電壓是由電路中的電感性元件的充放電引起的 一種感生電動(dòng)勢(shì)，它不僅電壓高，而且放電時(shí)間較長(zhǎng)（ms 級(jí)），因此必需針對(duì)壓敏電阻的操作過電壓的能量耗散才能加以規(guī)定，才能確保壓敏電阻的正常工作；1.2.8 電壓溫度系數(shù) tc（ temperature coefficient ）如前所述，壓敏電阻非線性v/i 特性曲線的預(yù)擊穿區(qū)的位置受溫度的影響較大，擊穿區(qū)受溫度的影響較??； 20d431k 規(guī)格壓敏電阻在i 1ma 范疇內(nèi)的 v/i 特性曲線隨溫度的變化如圖 1-2-6 所示；圖 1-2-6 20d431k

32、 壓敏電阻 v-i 特性曲線隨溫度的變化從圖 1-2-6 可以看出，在電流（直流）相同的情形下，壓敏電阻的電壓隨溫度的上升而下降，即壓敏電阻的電壓溫度系數(shù)為負(fù)值；電流越小，電壓隨溫度的變化越明顯；1ma以上的電壓隨溫度的變化不明顯，一般可以忽視不計(jì)；壓敏電壓u n 隨溫度的變化系數(shù)稱為電壓溫度系數(shù) tc ，其定義公式為：un tupper tcun 25 c/u n 25 c100（ /）（1.2.8）tupper25 c式中， tupper 為壓敏電阻的上限類別溫度（單位：），即最高答應(yīng)的使用溫度；電壓溫度系數(shù) tc 的定義公式實(shí)際上僅表示壓敏電阻從常溫到其上限類別溫度范疇內(nèi)的平均電壓溫度系

33、數(shù)，一般大于 -0.05%/ ；嚴(yán)格說，電壓溫度系數(shù)不是一個(gè)常數(shù)，在不同溫度下，tc 值是不同的，不過通常不需要給出tc 與溫度的關(guān)系曲線；1.2.9 電容量 c0壓敏電阻在導(dǎo)通前的電阻值很大，可視為電介質(zhì)材料，兩個(gè)電極之間存在著pf 級(jí)的電容；在工頻下， 如此之小的電容對(duì)被愛護(hù)電路的正常工作幾乎沒有任何影響，但在高頻或數(shù)字線路中， 如不考慮壓敏電阻的電容量，有時(shí)會(huì)造成信號(hào)失真或產(chǎn)生諧振；因此生產(chǎn)廠家應(yīng)向用戶供應(yīng)壓敏電阻的電容量參考數(shù)據(jù)（一般以最大值或典型值的方式），以便用戶設(shè)計(jì)電路時(shí)參考；壓敏電阻的電容是目前它在高頻電路和數(shù)字電路中應(yīng)用較少的根本緣由；1.2.10 響應(yīng)時(shí)間 一般意義上的響應(yīng)

34、時(shí)間是指一個(gè)元件從具備動(dòng)作的條件到它開頭動(dòng)作之間的時(shí)間差，但是壓敏電阻的響應(yīng)時(shí)間并不是這樣定義的，因此需要特殊加以留意，以免混淆；在 ieeec62.33-1982 標(biāo)準(zhǔn)中，壓敏電阻的響應(yīng)時(shí)間的定義如圖 1-2-7 所示；圖 1-2-7中的電壓 vc 指壓敏電阻對(duì) 8/20s 標(biāo)準(zhǔn)雷電流波的殘壓；當(dāng)浪涌電流的峰值相等，但視在前沿時(shí)間 ts 比 8s 更短時(shí)，殘壓 v1 就會(huì)高于 vc，（ v1 vc）稱作電壓過沖vos；從 v1 峰值點(diǎn)時(shí)間 t1 到 50 vos 的過沖時(shí)間它 t2 之間的時(shí)間寬度 （ t 2t1）稱作壓敏電阻的“響應(yīng)時(shí)間” ；的測(cè)量值一般在 25ns 以內(nèi)；ieee 定義的

35、壓敏電阻的響應(yīng)時(shí)間并不是壓敏電阻材料本身的特性， 而是由測(cè)試波形、 引線、印制電路版的布線方式、外部測(cè)試連接線，以及它們所構(gòu)成的磁環(huán)路等外部緣由造成的，依據(jù)這肯定義，對(duì)8/20s 標(biāo)準(zhǔn)雷電流波或ts>8 s 的電流波，壓敏電阻的響應(yīng)時(shí)間 0；假如采納一般意義上的響應(yīng)時(shí)間的概念，美國(guó) ge 測(cè)定的壓敏電阻材料本身的響應(yīng)時(shí)間不到1ns；加上引線后， 整個(gè)元件的響應(yīng)時(shí)間隨引線的長(zhǎng)度的增加可延長(zhǎng)到50ns 左右；圖 1-2-7響應(yīng)時(shí)間 的定義許多壓敏電阻的用戶并不明白壓敏電阻相應(yīng)時(shí)間的正確定義，通常將響應(yīng)時(shí)間從一般意義上去懂得，并認(rèn)為壓敏電阻的相應(yīng)時(shí)間沒有半導(dǎo)體式的固體放電管tvs 快；實(shí)際上，

36、壓敏電阻也是由一種半導(dǎo)體材料構(gòu)成，它的響應(yīng)時(shí)間與其他半導(dǎo)體材料的響應(yīng)時(shí)間是類似的；壓敏電阻和其他半導(dǎo)體過電壓抑制元件的整體響應(yīng)時(shí)間都比材料本身的響應(yīng)時(shí)間大的多，因此 ieee 標(biāo)準(zhǔn) c62.62 第 7.12 條指出：“ .對(duì)沖擊電壓波前的響應(yīng)特性，依靠于侵入波的上升速率、 沖擊源阻抗、 愛護(hù)器件內(nèi)部電抗的作用，以及抑制元件內(nèi)部導(dǎo)電機(jī)理所打算的響應(yīng)特性； 換言之， 對(duì)波前的響應(yīng)， 除了受抑制元件響應(yīng)速度的影響外，更多地受到包括連接線阻抗在內(nèi)的試驗(yàn)線路狀態(tài)的制約；此外， 在規(guī)定條件下測(cè)得的響應(yīng)電壓的峰值，對(duì)沖擊愛護(hù)的目的而言，才是具有頭等重要意義的特性；因此，對(duì)于本標(biāo)準(zhǔn)所述器件的典型應(yīng)用而言，對(duì)

37、波前的響應(yīng)， 被認(rèn)為是一個(gè)可能引起誤導(dǎo)的且沒有必要的技術(shù)要求，在沒有特殊要求的情況下，對(duì)波前的響應(yīng)不應(yīng)規(guī)定技術(shù)要求，也不進(jìn)行試驗(yàn)、測(cè)量、運(yùn)算或認(rèn)證”；1.2.11 脈沖電流穩(wěn)固性（一萬(wàn)次沖擊壽命）對(duì)壓敏電阻施加峰值 ia的8/20 s標(biāo)準(zhǔn)雷電流波，單方向沖擊104 次，間隔時(shí)間 10s， ia的規(guī)定值見表 1-2-2，其后在室溫中復(fù)原,復(fù)原時(shí)間 12小時(shí)；復(fù)原后壓敏電阻器應(yīng)滿意以下要求：外觀檢驗(yàn)：不應(yīng)有可見損耗，且標(biāo)志清晰；壓敏電壓（規(guī)定電流下的電壓）：變化率不大于±10%；表 1-2-2各種規(guī)格壓敏電阻的脈沖電流壽命值ia瓷片直徑（ mm）57101420un68v82650901

38、30un >68v20100140200250ia a通過了一萬(wàn)次沖擊壽命考核， 定性說明壓敏電阻已具有備承擔(dān)多次雷電流沖擊而不損壞的才能； 由于該項(xiàng)考核的電流波形、電流峰值和沖擊次數(shù)是在規(guī)定條件下進(jìn)行的，所以并不能保證壓敏電阻在波長(zhǎng)大于20s 或電流峰值大于規(guī)定的ia 情形下，也能承擔(dān)一萬(wàn)次的沖擊；1.2.12 額定功率 po（最大平均脈沖功率）額定功率 po是指在電流脈沖群作用下， 壓敏電阻器能承擔(dān)且保持熱穩(wěn)固和不發(fā)生結(jié)構(gòu)破壞的最大平均功率；在沒有特地要求的情形下，電流脈沖波形為8/20 s、峰值為 ia，沖擊 104次（每 50次轉(zhuǎn)變一次沖擊方向） ，ia的規(guī)定值見表 1-2-2；

39、每秒鐘最大沖擊次數(shù) n按下式運(yùn)算：n0.9p0ui2105 （次/s）（1.2.9）p a式中： po ： 額定功率，見表 1-2-3 （w） up ： 限制電壓，見產(chǎn)品樣本（v ）使得試樣的平均功率為po±10%，其后在室溫中復(fù)原 ,復(fù)原時(shí)間 1 2小時(shí)；復(fù)原后壓敏電阻器應(yīng)滿意以下要求：外觀檢驗(yàn)：不應(yīng)有可見損耗，且標(biāo)志清晰； 規(guī)定電流下的電壓：變化率不大于±10%；表 1-2-2各種規(guī)格壓敏電阻的額定功率po 的規(guī)定值瓷片直徑（ mm）57101420un68v0.010.020.050.10.2po（w）un >68v0.10.250.40.61.0額定功率或最大

40、平均脈沖功率po具有兩個(gè)實(shí)際應(yīng)用意義； 當(dāng)直流或溝通工作電壓在短時(shí)間內(nèi)（幾個(gè)小時(shí)）超過了規(guī)定的u dc或urms時(shí)，假如壓敏電阻在該電壓下的實(shí)際有功功率不大于 po，就壓敏電阻仍舊是安全的，假如假如壓敏電阻在該電壓下的實(shí)際有功功率超過了規(guī)定的 po，就壓敏電阻會(huì)在短時(shí)間內(nèi)會(huì)因溫度上升過快而損壞，甚至起火； 當(dāng)電路中存在周期性“毛刺”過電壓時(shí)（如晶閘管的換向過電壓），壓敏電阻在該周期性過壓作用下的平均功率也應(yīng)小于 po；1.2.13 溫度降額曲線和脈沖電流降額曲線如前 1.2.8 所述，壓敏電阻的v/i 特性會(huì)隨溫度發(fā)生漂移；前面介紹的最大連續(xù)工作電額定指標(biāo)降額百分比1. 高能型壓敏電阻 2.

41、通用型及防雷型壓敏電阻3. 表面貼裝式壓敏電阻4.汽車用壓敏電阻圖 1-2-7各種類型壓敏電阻的溫度降額曲線壓（ urms 和 udc）、通流量 im、額定功率 po、最大能量em 五個(gè)性能指標(biāo)的有效范疇是下限 類別溫度到上限類別溫度，當(dāng)使用的環(huán)境溫度高于壓敏電阻的上限類別溫度時(shí)，這五個(gè)指標(biāo)都要按圖 1-2-7 降低指標(biāo)，圖 1-2-7 稱為壓敏電阻的溫度降額曲線；當(dāng)脈沖電流的波寬不等于20s，或脈沖電流的峰值小于一次通流量im 時(shí)，壓敏電阻能夠承擔(dān)的沖擊次數(shù)n 將隨著電流波寬（等效方波連續(xù)時(shí)間）和電流峰值的大小發(fā)生變化，沖擊次數(shù)與波寬和峰值之間的關(guān)系曲 線稱為脈沖電流降額曲線；相近規(guī)格壓敏電

42、阻的降額曲線是基本一樣的， 我們公司在產(chǎn)品樣本中，采納分段方法向用戶供應(yīng)脈沖電流降額曲線，14d820k 14d511k規(guī)格的壓敏電 阻的脈沖電流降額曲線如圖1-2-8 所示；圖 1-2-8 14d820k14d511k壓敏電阻脈沖電流降額曲線1.3 通用型壓敏電阻的型號(hào)命名方法目前世界各國(guó)的壓敏電阻生產(chǎn)商實(shí)行兩種形式的型號(hào)命名方法：以松下電氣為代表的日系型號(hào)命名法和以西門子為代表的iec 系型號(hào)命名法；1.3.1 日系型號(hào)命名法該命名法以 7 組英文字母和阿拉伯?dāng)?shù)字組成的字符串代表產(chǎn)品型號(hào)：.說明： 3 4 個(gè)英文字母，表示商標(biāo)、廠名、產(chǎn)品代號(hào)等； 1 2 個(gè)英文字母，表示壓敏電阻產(chǎn)品系列代

43、號(hào)，具體代號(hào)廠家自定； 2 位阿拉伯?dāng)?shù)字，表示瓷片以毫米單位度量的名義尺寸（圓的直徑或正方形的邊長(zhǎng)）； 1 個(gè)英文字母，表示瓷片的外形，d 表示圓片、 s 表示正方形片； 3 位阿拉伯?dāng)?shù)字， 表示壓敏電阻的名義壓敏電壓（u 1ma / u 0.1ma ），前兩位數(shù)字表示實(shí)際壓 敏電壓數(shù)字，第三位數(shù)字表示后面0 的個(gè)數(shù)；如 201 表示 200v 、182 表示 1800v 、270 代表27v ； 1 個(gè)英文字母，表示壓敏電壓的公差范疇，有k （± 10）、j（± 5）和 l （± 15） 三種挑選； 附加碼，位數(shù)不確定；無(wú)附加碼表示直角引線的散裝標(biāo)準(zhǔn)品，如有就表

44、示壓敏電阻的其他特點(diǎn)，如外彎腳引線、引線長(zhǎng)度、編帶包裝等，具體代號(hào)廠家自定；日系型號(hào)命名法目前在日本、中國(guó)大陸、臺(tái)灣、韓國(guó)普遍使用；以松下電氣的壓敏電阻型號(hào)為例：1.3.2 iec 系型號(hào)命名法iec通用壓敏電阻的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定壓敏電阻的規(guī)格代號(hào)中必需注明壓敏電阻的最大連續(xù)工 作電壓（ urms 或 u dc）的值，而未規(guī)定注明壓敏電壓；以西門子為代表的歐美壓敏電阻生產(chǎn)商普遍采納iec iec 系型號(hào)命名法， 該命名法以 7 組英文字母和阿拉伯?dāng)?shù)字組成的字符串代表產(chǎn)品型號(hào)，具體如下：.說明： 3 4 個(gè)英文字母，表示商標(biāo)、廠名、產(chǎn)品代號(hào)等； 1 2 個(gè)英文字母，表示壓敏電阻產(chǎn)品設(shè)計(jì)或形式代號(hào)，具體代

45、號(hào)廠家自定； 2 位阿拉伯?dāng)?shù)字，表示瓷片以毫米單位度量的名義尺寸（圓的直徑或正方形的邊長(zhǎng)）； 1 個(gè)英文字母，表示壓敏電壓的公差范疇，有k（± 10）、l（± 15）和 m（± 20） 三種挑選； 2 4 位阿拉伯?dāng)?shù)字，表示壓敏電阻的最大連續(xù)溝通工作電壓urms 的值； 附加碼，位數(shù)不確定；無(wú)附加碼表示直角引線的散裝標(biāo)準(zhǔn)品，如有就表示壓敏電阻的其他特點(diǎn)，如外彎腳引線、引線長(zhǎng)度、編帶包裝等，具體代號(hào)廠家自定；以西門子壓敏電阻型號(hào)為例：其次章 通用型氧化鋅壓敏電阻器的 接線方式和選型運(yùn)算由于硅半導(dǎo)體器件中的p-n 結(jié)對(duì)過電壓特別敏銳且承擔(dān)才能很差，所以隨著硅半導(dǎo)體器件

46、在電力系統(tǒng)、通訊系統(tǒng)、運(yùn)算機(jī)、家用電器、汽車中的大量使用，反常過電壓對(duì)系統(tǒng)穩(wěn)固性和安全性的威逼也日益嚴(yán)峻，對(duì)設(shè)備中可能顯現(xiàn)的各種反常過電壓施行防護(hù)措施目前已成為電路和系統(tǒng)設(shè)計(jì)的重要組成部分；迄今為止，壓敏電阻是應(yīng)用最為廣泛的過壓愛護(hù)元件；電路中顯現(xiàn)的過電壓來(lái)源特別復(fù)雜，使用壓敏電阻進(jìn)行過壓愛護(hù)時(shí)，需要針對(duì)不同的來(lái)源采納不同接線方式和選型運(yùn)算方法；為此，我們第一需要明白反常過電壓的種類和特點(diǎn)；2.1 反常過電壓的破壞作用及其種類我們通常將數(shù)值超過設(shè)計(jì)規(guī)定上限的電壓，稱為（反常）過電壓；過電壓對(duì)電路、元器件和系統(tǒng)的破壞作用可大體分為以下幾種狀況：1） 使運(yùn)算機(jī)或智能化設(shè)備工作停頓（死機(jī)），或使電路

47、工作錯(cuò)亂；2） 使電路中的元器件性能下降、壽命縮短，并因此造成系統(tǒng)的牢靠性下降；3） 造成電路、元器件或絕緣的永久性損壞；4） 導(dǎo)致電器起火、觸電等安全事故；通常我們將過電壓分為以下雷擊過電壓、操作過電壓、靜電過電壓和故障過電壓四類， 現(xiàn)分述如下：2.1.1 雷擊過電壓雷云直接通過未加愛護(hù)的建筑物和電氣設(shè)備對(duì)地放電的情形，被稱為“直擊雷” ；直擊雷對(duì)擊中目標(biāo)產(chǎn)生的過電壓極大， 有的超過一百萬(wàn)伏， 因此其危害是毀滅性的； 不過直擊雷究竟比較少見，而且現(xiàn)代建筑和露天設(shè)備絕大多數(shù)都已加裝了避雷裝置（如避雷針等） ，因此直擊雷的防護(hù)一般不屬于壓敏電阻的應(yīng)用范疇；我們通常所說的雷擊過電壓一般是指“感應(yīng)雷

48、擊過電壓” ；當(dāng)空中有雷電發(fā)生或雷云通過避雷裝置向地面放電時(shí)，雷電流將在其方圓1.5km 范疇內(nèi)產(chǎn)生強(qiáng)度和頻率都很高的電磁場(chǎng)擾動(dòng)，因此在此范疇內(nèi)的電源饋線等一切導(dǎo)體都會(huì)被此電磁擾動(dòng)感應(yīng)出較高的瞬態(tài)過電壓，即感應(yīng)雷擊過電壓； 雷擊過電壓一般都是透過低壓配電系統(tǒng)中的導(dǎo)線（饋電線） 對(duì)電氣設(shè)備class iiiclass iiclass i圖 2-1-1低壓配電系統(tǒng)的防雷等級(jí)劃分造成損害；iec61000-4-5對(duì)低壓配電系統(tǒng)中的感應(yīng)雷擊過電壓給出了三種強(qiáng)度類別的劃分方法， 如圖 2-1-1 所示；按此標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，所謂 “ class i（一類）”指從電線桿的引下線到用戶建筑物的進(jìn)線口的饋線， 包括引

49、入的空架線、引出至戶外的空架線、電表與總配電盤之間的連線、引入地下的電纜等（從建筑物內(nèi)引入地下的電纜不在此類）；“ class ii（二類）”指建筑物內(nèi)的主饋線和較短的支路饋線， 包括配電盤、 母線和橋架、從總配電盤至大型設(shè)備的較短的支路饋線，以及照明線路等； “ class iii （三類）”指終端出口和較長(zhǎng)的支路饋線； 包括從二類區(qū)域配電裝置引出的長(zhǎng) 10m 以上的終端插座和從一類區(qū)域配電裝置引出的長(zhǎng)20m 以上的終端插座；通用壓敏電阻一般用于三類等級(jí)的雷擊過電壓愛護(hù)；ieee對(duì)三種不同雷暴等級(jí)地理?xiàng)l件下未實(shí)行防雷措施的低壓配電系統(tǒng)中的雷擊過電壓的發(fā)生率與過電壓峰值進(jìn)行了長(zhǎng)時(shí)間的觀看， 并

50、得到圖 2-1-2 所示的 統(tǒng) 計(jì) 規(guī) 律 ； 圖 2-1-2 中 ， low exposure 、 medium exposure 、high exposure 分別代表低、中、高三種不同的雷暴等級(jí)， low exposure 和 mediumexposure 等級(jí)最常見， high exposure特別罕見；一般我們只考慮中低雷暴等級(jí)下的雷擊規(guī)律；在中和低雷暴等級(jí)下，低壓配電系統(tǒng)遭受的年平均雷擊次數(shù)與雷擊過電壓圖 2-1-2低壓配電系統(tǒng)雷擊過電壓的發(fā)生率與過電壓峰值和地理位置的關(guān)系的峰值的大小成反比， 即發(fā)生次數(shù)多雷擊造成的過壓較低，而發(fā)生次數(shù)少的雷擊造成的過壓較高； 這兩種等級(jí)的曲線斜率

51、相等；在雷擊發(fā)生次數(shù)相同的情形下，雷暴等級(jí)越高，雷擊造成的過壓越高；如在低雷暴等級(jí)下，年平均發(fā)生10 次的雷擊所造成的過壓為0.5kv ，而在中雷暴等級(jí)下，同為年平均發(fā)生10 次的雷擊所造成的過壓就高達(dá)3kv ；另外，雷擊造成的過電壓仍會(huì)受到電氣設(shè)備中的導(dǎo)體之間以及導(dǎo)體與大地之間的間隙放電的影響；對(duì)戶內(nèi)使用的設(shè)備，間隙放電電壓一般為6kv ；而戶外設(shè)備的間隙放電電壓一般為10kv ，個(gè)別的可達(dá)到 20kv ；圖 2-1-2 中的垂直虛線代表戶內(nèi)設(shè)備的典型間隙放電電壓（6kv ），它表示中雷暴等級(jí)的雷擊過電壓雖然理論上可達(dá)到6kv以上，但由于間隙放電的緣由，過電壓最多只能達(dá)到 6kv ；依據(jù)圖

52、2-1-2 ，iec61000-4-5 對(duì)安裝于三類防雷區(qū)域的電氣設(shè)備（如家電等）“折中”地制訂了用于認(rèn)證測(cè)試的雷擊過電壓等級(jí)0.5kv 、1kv 、2kv和 4kv ，基本涵蓋了中和低雷暴等級(jí)的實(shí)際狀況； 美國(guó) ul1449 標(biāo)準(zhǔn)就依據(jù)戶內(nèi)設(shè)備的典型間隙放電電壓為6kv ，將最高認(rèn)證測(cè)試?yán)讚暨^電壓等級(jí)定為6kv ；就目前低壓電器行業(yè)的實(shí)際狀況而言，一般情形下使用4kv 作為最高的認(rèn)證測(cè)試的雷擊過電壓，假如進(jìn)行ul 安全認(rèn)證就選用 6kv ；iec規(guī) 定 ， 雷 擊 過 電 壓 采 用1.2/50s 的標(biāo)準(zhǔn)雷電壓波形 （定義方法參見圖 2-1-3 ），前述的雷擊過電壓的 大 小 均 指 該 電 壓 波 形 的 峰 值（v peak ）；對(duì)三類防雷區(qū)域電氣設(shè)備的雷擊測(cè)試采納復(fù)合波發(fā)生器進(jìn)行，當(dāng)該發(fā)生器的輸出端為開路時(shí)，輸出的開路電壓波形為1.2/50s 的標(biāo)準(zhǔn)雷電壓波形，模擬防雷元件導(dǎo)通前的雷擊圖 2-1-3 1.2/50 s 標(biāo)準(zhǔn)雷電壓波形定義圖過電壓；當(dāng)該發(fā)生器的輸出端為