一、暂态过电压（TOV）的机理与特点

1.1 TOV的定义与成因
暂态过电压（Temporary Overvoltage, TOV）是指电力系统中因故障或操作引发的工频电压异常升高现象，持续时间通常在数百毫秒至数分钟之间。其主要成因包括：

• 单相接地故障：如低压系统发生单相接地故障时，非故障相电压可能升至线电压（如230/400V系统升至400V以上），持续数秒至数分钟。
• 高压系统故障耦合：高压侧（如10kV）单相接地故障可通过配电变压器耦合至低压侧，导致中性点电位抬升，形成幅值高达1800V的TOV。
• 负荷突变与谐振：大型电机启停、变压器投切或非线性负载（如铁磁共振）可能引发谐振过电压。

1.2 TOV的特性与分类
TOV具有两大核心特征：高幅值（可达额定电压的2倍以上）与长持续时间（远超瞬态过电压的微秒级）。根据来源可分为：

• 低压系统内部TOV：由负荷不平衡、中线断线等引起，持续时间长达数分钟。
• 高压系统耦合TOV：持续时间较短（通常200ms~5s），但幅值更高，对SPD的耐受能力要求更严苛。

二、TOV对电涌保护器（SPD）的影响与挑战

2.1 SPD失效模式与风险
SPD若缺乏足够的TOV耐受能力，可能因过载导致以下后果：

• 误动作或热击穿：压敏电阻在持续过电压下发生热崩溃，引发短路甚至起火。
• 防护功能失效：老化或劣化的SPD无法有效泄放后续雷电流，设备暴露于雷击风险中。

2.2 典型应用场景的风险差异

• 工业领域：大型设备操作（如电机启动）频繁引发TOV，需SPD具备更高耐受等级（如500V/500H）。
• 民用建筑：线路复杂且设备密集，即使TOV幅值较低，仍可能因SPD劣化导致连锁故障。
• 关键基础设施：如数据中心、医院手术室，SPD失效可能直接威胁供电连续性，需冗余设计与智能监测。

三、SPD的TOV防护技术与选型策略

3.1 耐受能力设计与测试标准
根据GB/T 18802.11-2020，SPD需通过TOV试验，如低压系统的参考试验电压（UREF）为系统额定电压的110%（如400V系统对应440V），持续5秒不损坏。部分厂商（如华保）通过优化材料与结构设计，将耐受能力提升至500V/500H，显著增强极端工况下的稳定性。

3.2 选型与安装关键参数

• 电压保护水平（Up）：需低于被保护设备的绝缘耐受阈值，同时兼顾TOV耐受能力。
• 系统接地方式：TT、TN系统中SPD的安装位置与参数需差异化配置，例如中性线-PE间的SPD需耐受高压侧耦合TOV。
• 老化监测与后备保护：采用热脱离装置或智能断路器，在SPD失效时快速切断电路，避免工频续流引发火灾。

3.3 智能防护方案创新
前沿技术通过集成智能微型断路器实现TOV动态防护：

• 过电压类型识别：区分雷击浪涌（微秒级）与TOV（毫秒级），避免误动作。
• 快速响应与自恢复：检测到TOV后10ms内切断电路，故障消除后自动恢复供电，适用于频繁过电压场景。

四、未来发展趋势与标准优化方向

4.1 材料与结构创新

• 复合型SPD：结合MOV与GDT优势，实现低残压与高TOV耐受的平衡。
• 纳米涂层技术：提升压敏电阻的热稳定性，延缓老化进程。

4.2 标准体系完善建议

• 细化TOV分类测试：区分高压/低压耦合TOV的试验条件，增强标准场景覆盖性。
• 强制老化标识：要求SPD标注剩余寿命指标，推动定期检测制度化。

五、结论

暂态过电压（TOV）是威胁电力系统安全的核心因素之一，SPD的TOV耐受能力直接决定防护有效性。咨询热线：0731-89729721。