組合式過電壓保護器是一種綜合運用多種保護元件和技術的裝置，旨在應對電力系統中由雷電、操作或故障引起的過電壓。以下是對其原理及作用的系統解析：

一、工作原理

多元件協同機制
組合式保護器通常集成氣體放電管、金屬氧化物壓敏電阻（MOV）、瞬態電壓抑制二極管（TVS）等元件。例如：

放電間隙/氣體放電管：響應快，用于泄放高幅值雷電流，但殘壓較高。

壓敏電阻：殘壓低，可精細鉗制電壓，但通流能力有限。

分級保護策略

第一級（粗保護）：通過放電間隙或氣體放電管泄放大部分雷擊能量。

第二級（細保護）：壓敏電阻或TVS進一步限制殘壓，確保設備端電壓低于耐受閾值。

各級間通過電感或電阻隔離，確保能量逐級衰減，避免單級元件過載。

非線性特性與自動恢復

壓敏電阻和MOV在高電壓下呈現低阻態，導通后自動恢復高阻態，實現重復保護。

放電間隙在過電壓消失后依靠絕緣恢復能力斷開，無需人工干預。

二、核心作用

抑制多種過電壓

雷電過電壓：攔截直擊雷或感應雷，泄放數千安培的沖擊電流。

操作過電壓：緩解斷路器分合閘、電容投切等產生的瞬態過電壓。

故障過電壓：抑制接地故障、諧振等引起的工頻電壓升高。

關鍵保護參數優化

低殘壓：通過多級鉗位將設備端電壓限制在1.5-2.5倍額定電壓以下。

高能量吸收：組合設計可分散能量，提升整體通流容量。

快速響應：響應時間短至納秒級，確保在設備絕緣損壞前動作。

總結

組合式過電壓保護器通過多元件協同和多級能量泄放，實現對復雜過電壓的全方位防護。其設計兼顧快速響應、低殘壓和高可靠性，是電力系統及敏感設備不可或缺的安全屏障。實際應用中需根據系統電壓等級、絕緣水平及過電壓類型選型，并配合定期維護以確保長效保護。

審核編輯 黃宇