spd是surge protective device的简写，中文名称有：电涌保护器、浪涌保护器、防雷栅、雷电浪涌防护器、防雷器等。
spd浪涌保护器其内部包含至少一个非线性元件。当电涌出现时，spd能在极短的时间导通，将电流泄放到地，其响应时间为ns级（10-9s），而电涌的上升速度一般为μs级（10-6s），因此spd可以把电压限制在安全的水平，起到保护设备的作用。
spd浪涌保护器可以理解为一个“瞬时接地设备”，对于不带电的物体如设备外壳、管道等，一般可以直接接地，而对于带电的线路，通过spd来“瞬时接地”。
spd浪涌保护器内部常用的非线性元器件有tvs（瞬态抑制二极管）、压敏电阻（mov）和气体放电管（gdt）。
这几种元件中，tvs响应快，但放电电流较小，gdt放电能力大，但是响应较慢，mov的放电能力和响应速度均居中。
spd种类繁多，从应用的角度，我们可以把spd分为电源spd和信号网络spd。两者最主要的区别在于：
1） 电源回路工作电流大，而信号网络回路工作电流较小。
2） 电源spd要求的放电电流较大，而信号网络回路要求的放电电流较小。
在实际应用中，电源spd一般并联安装，采用mov单级保护。
采用并联安装，是因为电源回路工作电流大，如采用串联安装，则spd需要承受很大的回路工作电流。
采用mov，是因为tvs放电能力不足，而gdt存在工频续流问题。采用单级保护（且不同级之间要求间隔一定的距离），是为了满足能量协调要求（后附工频续流和能量协调概念解释）。
地凯科技信号spd浪涌保护器一般采用串联安装方式，采用gdt和tvs两级保护。spd可以用串联安装方式。
采用串联安装方式，首先是因为信号回路电流小，另外串联安装可以做到多级保护，并且满足能量协调。
采用gdt（和tvs）而不采用mov，是因为mov结电容较高，且放电能力相同的情况下，其尺寸比gdt大很多。另外，信号回路由于电流（电压）较小，使用gdt时也一般不需要担心工频续流问题。
补充知识1：什么是工频续流？
gdt（气体放电管），属于开关型元件，其开关状态取决于其内部空气是否被击穿。使用开关型元件的spd称作开关型spd。开关型，顾名思义，就是工作在“开”和“关”两种状态。
当电力线上的电压低于其开启电压时，其工作在“开”（高阻）的状态，当电力线电压高于其开启电压时（如电涌产生），其工作在“关”（导通）的状态，可以泄放很大的电流。开关型元件的导通状态通常是气体弧光放电的过程，因为维持弧光放电的电压只需要几十伏（通常低于电力线的额定工作电压），所以在电涌消失后，施加在spd上的电力线电压使得弧光放电得以维持，这就是工频续流。工频续流会使得在电涌消失后，spd无法返回到开路（高阻）状态，造成spd发热甚至炸裂，引发火灾事故。所以开关型spd一般只用于电源系统n-pe之间（或低压低流的信号系统中），如果要应用在电力线上，其必须具备续流遮断能力。
补充知识2：什么是能量协调？
所谓能量协调，就是多级spd或保护元件，其放电能力大小不一，在一起使用时，必须使雷电流合理分配，以保证放电能力较小的spd或元件不会损坏。
如下图，spd1放电能力大，残压高，spd2放电能力小，残压低。为了达到较好的保护效果（放电能力大，而且残压低），同时使用spd1和spd2。但实际情况下，雷电流并不一定按你预想的那样，大部分经spd1泄放，少部分经spd2泄放。如果做不到能量协调，spd2会因为分担过大的雷电流而损坏。
同样，对于信号spd，也存在能量协调问题。如果能量不能协调，tvs就容易损坏。
电源spd在安装时要求两级之间间隔5-10m的距离，就是为了实现能量的协调；信号spd一般会在gdt和tvs之间加上一个耦合电阻，其目的也是为了实现能量协调。因为电阻会消耗功率，所以只适合在电流较小的信号回路加。
以上了解了spd的基本工作原理，接下来我们了解一下spd的主要技术参数、spd选择。
电源spd的主要技术参数和选择：
1.大持续工作电压uc
2.放电能力
标称放电电流in（8/20us）： spd能承受该波形冲击10次以上。
大放电电流imax（8/20us）：spd能承受该波形冲击至少1次。
冲击放电电流iimp（10/350us）：spd能承受该波形冲击至少1次
3.电压保护水平up
4.spd的组合模式
spd是一个“瞬时等电位连接”设备，在系统正常工作的情况下，其呈现“开”（高阻）的状态，因此spd的uc值必须高于系统可能出现的大持续工作电压，否则spd安装后，还没等浪涌产生，spd就已经损坏，甚至可能引起火灾事故。
对于uc的选择，标准中gb 50343建议如下：
在这里需要注意相电压和线电压的区别。比如220/380vac电压系统中，相电压是220vac，线电压（两相之间）是380vac。电源spd一般是安装在相与零或相与地之间，所以uc值应该和相电压220vac比较。
在实际的应用中，uc值一般都会多留一些余量。不同国家，质量情况不同。欧洲发达国家，较稳定，uc的余量会小一点。我国电质量一般，uc余量要大一点。而在一些东南亚国家，质量可能较恶劣，uc值需要更高一些。
spd的放电能力是spd的核心性能指标，理论上越大越好。其选择可以参考gb 50343标准。
这个表格，是根据被保护系统的重要性（abcd等级）和spd的安装位置（防雷分区），来选择spd合适的放电电流。系统的重要性等级越高，spd安装位置越“靠外”，选择的spd放电电流应越大。
需要理解的几个概念：
1.雷电防护等级
根据防雷装置的拦截效率e来确定，级为98%，b级为90%，c级为80%，d级为80%以下，越重要的建筑，要求的拦截效率越高。由于拦截效率e理论上定量计算比较复杂，标准中还给出了定性的划分参考。在此不做深入介绍，可参考gb 50343第4章，雷电防护等级划分和雷击风险评估。
2.雷电防护分区：
lpz0a（lpz：lightning protection zone），表示该区域无任何防护，受直接雷击和全部雷电电磁脉冲威胁的区域。
lpz0b，表示受直击雷保护，但是受到全部雷电电磁脉冲威胁。
lpz1，表示受直击雷保护，且内部雷电电磁脉冲经屏蔽后已经衰减。
lpz2~n，表示受直击雷保护，且内部雷电电磁脉冲经进再次屏蔽后继续衰减。
电压保护水平up：up值是“表征spd 限制接线端子间电压的性能参数”，是一个“门槛”值，也就是说，在规定的波形下测得的spd的限制电压，都不会超过这个值。
从单一维度讲，up越小越好。但实际上，up值和uc、测试波形相关。uc越小，测试波形的峰值电压、电压上升速率或电流越小，up越小。标准中，建议up≤0.8uw，uw为设备耐压值。一般情况下，这个条件并不难满足，所以在选择spd时，应重点确认产品的uc和放电能力。
*实际应用中，有可能up大的spd，实际残压反而更小。
假设一个场景，两台基于mov的电源spd，uc相同，第1台spd，in=20ka，up=1.5kv；第2台spd，in=10ka，up=1.3kv。第1台spd的up=1.5kv是在20ka下测得的，而第2台spd的up=1.3kv是在10ka下测得的。在实际应用中，面对同样的冲击电流，第1台spd的残压理论上会低于第2台spd的残压，尽管第1台spd的up高于第2台。
最后是电源spd的组合模式。它需要根据电源系统的类型来选择。
同的电源系统，推荐的spd组合模式如下：
tn-s：4p（3p+1）
tn-c，it：3p
tt：3p+1
单相tn：2p
单相tt：1p+1
关于电源系统的类型的区别和为什么选择对应spd组合模式，在此就不深入介绍了。
信号spd的主要技术参数和选择：
1.大持续工作电压uc
2.额定工作电流il
3.放电能力
4.电压保护水平
5.其他要求
1.uc：原理上与电源spd一样，uc应大于回路的大工作电压，且留有一定的余量。不过相比电源spd，信号spd的uc余量可以小一些，因为信号回路电源相对稳定。
2.il：由于信号spd一般采用串联安装方式，il不得小于工作回路的持续工作电流。如果是采用并联安装方式，则不需要考虑该参数。
3.放电能力：由于信号、信号相关设备的多样性，实际应用中的需求也不尽相同。在工控行业，一般要求in≥5ka，不少品牌已经可以做到in=10ka。
4.电压保护水平，原理上与电源spd近似。实际应该中需要考虑被保护产品的耐压性能。一般来说，如果被保护产品符合基本的emc要求，up值一般都满足要求。如果被保护产品耐压水平很低，另做考虑。
5.其他要求，如产品的接口类型、保护线数、安装方式、带宽（高频信号时需要考虑spd引起的信号衰减）、防爆要求等等。