殘壓（residual voltage Ures）是避雷器或電涌保護器流過放電電流時兩端的電壓峰值。

電壓保護水平（voltage protection level  U_p）表征電涌保護器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。電壓保護水平值應大于限制電壓的最高值。

下圖是壓敏電阻型防雷器（MOV）電壓—電流曲線，根據MOV的特性，不同的放電電流對應不同的殘壓。對于Ⅱ級試驗的限壓型防雷器，電壓保護水平是標稱放電電流I_n下的最大殘壓值。

電壓保護水平U_p可以將電涌電壓限制到允許的范圍內，為了做到對被保護設備的有效保護，應考慮防雷器上下引線的電感電壓降ΔU，有效電壓保護水平U_p/f不應大于被保護設備的耐沖擊電壓限值U_w，即：

U_p/f = U_p + ΔU ≤ U_w      （1）

式中：

U_p/f —— 電涌保護器的有效電壓保護水平，kV；

U_p —— 電涌保護器的電壓保護水平，kV；

U_w —— 設備耐沖擊電壓額定值，kV。

曾經有文獻討論過一個案例：I_n為20 kA、U_p = 1.8 kV的SPD1，其有效電壓保護水平為：U_p/f = U_p + ΔU = U_p + L × （di/dt） = 1.8 + 0.5 × 20/8 = 1.8 + 1.25 = 3.05 kV。

當將SPD1替換為I_n為80 kA、U_p = 2.5 kV的SPD2時，將產生以下問題：

a. 問題1：對于SPD2，U_p/f = U_p + ΔU ≤ U_p + L ×（di/dt）= 2.5 + 5 = 7.5 kV，遠遠大于被保護設備要求的U_w（4 kV），因此，SPD2將不能保護設備，公式（1）不合理。

b. 問題2：I_n為80 kA的SPD2實際采用4片壓敏電阻并聯，當出現20 kA電涌電流，每片壓敏電阻分流約5 kA，SPD2上的殘壓比SPD1上的殘壓更小，實際保護效果也更好，和問題1矛盾。

實際上，SPD浪涌保護器的選擇依賴兩個重要參數：

a. 安裝處被保護設備的耐沖擊電壓限值U_w，以此選擇SPD的電壓保護水平U_p。

b. SPD的I_n應根據安裝處的預期放電電流選擇，制造廠申明的SPD標稱放電電流應滿足15次8 / 20 μs正極性I_n 。

首先，設計選擇I_n為20 kA、U_p = 1.8 kV的SPD1，維護更換也應按此規格，不可選擇I_n為80 kA、U_p = 2.5 kV的SPD2，否則，不僅造價高，而且不利于多個SPD之間能量配合。

其次，問題1中SPD2上的電感電壓降ΔU不能用SPD的標稱放電電流參數（I_n = 80 kA）帶入公式L ×（di/dt）計算，而應取安裝處預期放電電流（I_n = 20 kA），因此“ΔU = L × (di/dt) = 5 kV”是錯誤的。

第三，對于限壓型SPD，根據GB 50057 - 2010第 6.4.6條，戶外線路進入建筑物處ΔU按1 kV / m計算，在其后可按ΔU = 0.2U_P計算。GB 50343 - 2012第5.4.3條第8款要求，SPD兩端引線“總長度不宜大于0.5 m”，即戶外線路進入建筑物處ΔU不宜大于0.5 kV；GB 50057 - 2010第 4.3.8條第4款“電涌保護器的電壓保護水平值應小于或等于2.5 kV”，后續SPD的ΔU = 0.2U_P≤ 0.5 kV計算。“ΔU = L ×（di/dt）= 1.8 + 0.5 × 20/8 = 1.8 + 1.25”的計算方法并非規范本意。

第四，模塊導軌式SPD防雷器為了提高通流能力，需要增加壓敏電阻片的面積和并聯數量；為了提高壽命，還會增加壓敏電阻片的厚度，以應對不同等級，不同場所的被保護設備的需要。不推薦用I_n為80 kA、U_p = 2.5 kV的SPD2替代I_n為20 kA、U_p = 1.8 kV的SPD1。

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本文全文載于《建筑電氣》2021年第2期，詳文請見雜志。