2025
火花间隙保护器的特点
河南星辰科技实业有限公司
技术部：张萍萍
火花间隙保护器作为一种常见的防雷及过电压保护设备，具有以下显著特
点：
一、快速响应特性
纳秒级动作时间
基于气体放电原理，火花间隙保护器在过电压达到击穿阈值时，可在纳秒级（通
常≤100ns）内完成放电通道形成，远快于传统避雷器的响应速度（如氧化锌避雷
器为微秒级）。
示例：雷电浪涌的上升沿时间通常为微秒级，火花间隙保护器可在浪涌初期即启
动保护，避免设备承受瞬态高压。
瞬态电压抑制
通过快速放电，将过电压幅值限制在设备耐受范围内，有效减少电压尖峰对敏感
电子元件（如芯片、电路板）的冲击。
二、高放电能力
大电流耐受
可承受数十至数百千安的冲击电流（如标称放电电流8/20μs波形下可达100kA），
适用于高能量过电压场景。
对比：普通浪涌保护器（SPD）的放电能力通常为20-40kA，火花间隙保护器更
适合雷电高发区或大型电力系统。
能量泄放效率高
气体放电通道的阻抗极低，过电压能量可通过最短路径泄放至大地，减少能量在
设备内部的累积。
三、环境适应性
耐候性强
采用高强度绝缘材料（如陶瓷、硅橡胶）和密封结构，可耐受高温、高湿、盐雾
等恶劣环境，适用于户外或工业场景。
应用：在石油管道、通信基站等野外设施中，火花间隙保护器可长期稳定运行。
免维护设计
无活动部件，无需定期更换元件（如氧化锌阀片），仅需定期检查外观和接地连
接，维护成本低。
四、结构与成本优势
结构简单
由电极、绝缘介质（空气/惰性气体）和外壳组成，无复杂电路或电子元件，可
靠性高。
对比：相比智能型SPD，火花间隙保护器无需电源或信号监测，故障率更低。
成本效益高
材料和制造成本较低，适合大规模部署（如长距离输电线路、分布式光伏系统）。
五、局限性
续流风险
放电后可能存在工频续流（如雷电过后系统电压持续作用），需配合断路器或熔
断器切断续流，否则可能引发设备损坏。
解决方案：通常与氧化锌避雷器组合使用，前者抑制瞬态过电压，后者吸收残压
并切断续流。
残压较高
气体放电的物理特性导致残压（保护水平）通常高于氧化锌避雷器，可能不适用
于对电压敏感度极高的设备（如精密仪器）。
数据：火花间隙保护器的残压可能为3-5kV（8/20μs），而氧化锌避雷器可低至
1.5kV。
老化与性能衰减
长期运行后，电极可能因电弧烧蚀导致间隙距离变化，影响击穿电压稳定性，需
定期检测。
六、典型应用场景
电力系统
高压输电线路防雷
变电站进出线保护
配电柜过电压防护
通信与工业领域
通信基站天线馈线保护
石油/天然气管道绝缘法兰防护
工厂自动化控制系统防雷
特殊环境
海上平台、沙漠等极端气候区域
易燃易爆场所（需选用防爆型外壳）
总结
火花间隙保护器以快速响应、高放电能力、强环境适应性为核心优势，适用
于对过电压防护要求高、环境恶劣且成本敏感的场景。但其续流风险、残压较高
等局限性需通过系统设计（如组合保护）或定期维护弥补。在选择时，需根据设
备耐受电压、系统参数及环境条件综合评估。