目前来看，自动化系统是机床设备的基本组成部分。自动化系统有着更低的生产成本和更高的生产效率，并能明显的提高企业的竞争力。而永久性的保持这种高性能则需要过载保护装置。

瞬间出现的、持续时间小于1 ms的过电压又称之为涌浪电压，但它的电压却可以高达几千伏。出现这种涌浪电压的明显原因是雷电放电。如果雷电放电出现在导电的电气连接处附近，则会产生一个很大的磁场，将雷电放出的电能量转化为电路中的高能脉冲，涌浪电压。

图1 各个行业的自动化程度都在提高，在自动化的工业生产过程中，全面的涌浪保护方案起到了非常重要的作用

为了避免受到涌浪的冲击就要对通向外部的电气控制柜配备必要的电涌保护器SPD。自动化系统通常都在机床设备的内部运行，同时会在电气开关的开、关切换过程中出现高电压现象。就广义的开关切换操作来讲，可以是例如切断大型电动机的供电或者是由短路触发的熔断器断路。

在这类开关操作中，根据电气系统的电感大小会出现不同程度的涌浪脉冲。因为电感性负载的电压取决于电流的变化。系统电感中的能量会在开关切换的瞬间突然释放出来。

尽管此时释放出来的涌浪电压能量明显的小于闪电释放出来的涌浪电压，但它的出现频率更多，并且在长期作用下会对电气系统造成额外的伤害。因此，自动化系统内部的电气元器件就要能够释放这些储存的能量。像供电电源、控制器或者I/O输入输出装置等现代化的电气设备都必须满足EMV电磁兼容指令的基本要求，包括对涌浪脉冲的测试要求。

解决压敏电阻老化的问题

为了能够顺利的通过抗电涌测试，通常在仪器设备的输入电路中加入一个压敏电阻。压敏电阻是一个对电压非常敏感的电阻，它可以将电压脉冲限制在电子仪器设备的电压范围内。自动化元器件中的这种压敏电阻是由高电压加载的。它不是针对雷电放电的高能量电涌而设计的;但是却可以有效的限制低能量的电压脉冲。然而，随着压敏电阻工作次数的增加，原则上其压敏限压能力也在逐渐的老化。因此，大量开关过程之后压敏电阻的老化也会给自动化元器件带来受损的危险，并可能导致它们出现故障。

与高能雷电冲击造成的损坏不同，由电气设备开关过电压造成的元器件损坏不会立即显现出来。因此电气元器件损坏的原因常常没有划归到过电压电涌身上。但这两种损毁对自动化系统造成的影响则是相同的：电气元器件出现问题，严重时导致中断应该进行的工作过程。SPD涌浪保护器可以抵消压敏电阻的老化，就像机械设备使用的润滑油可以延长机械零部件的使用寿命那样。通常情况下，SPD涌浪保护器作为压敏电阻的变化元器件工作的，此时，虽然压敏电阻也会老化，但它却延长了对系统所安装重要自动化元器件的保护时间。SPD电涌保护器可以比压敏电阻承受更多的过电压涌浪冲击。另外，SPD电涌保护器还可以通过远程通信将自己的工作负荷情况传送给上一级控制室。如果SPD电涌保护器受到了多次过电压涌浪冲击、快要结束其使用寿命时，它会切断压敏电阻与电网之间的连接。中央控制室就知道涌浪保护器的工作状态了，维修工人就可以不用任何工具、简简单单的从插接连零件中取出旧的SPD涌浪保护器、插上新的SPD涌浪保护器就可以了。而这一更换过程也不会中断自动化系统的工作，自动化系统控制的机床设备会正常运行。

图2 生产和机械工程中的防雷电区域划分，建筑设施的防雷区定义：（LPZ=防雷区）在交叉重叠的区域内，包括建筑物内部都要采用过电压涌浪保护装置

为了有效的防止涌浪冲击，DIN EN 62305标准定义了一个区域方案，作为不同需要涌浪保护的设备中使用SPD涌浪保护器的基础。不同区域之间的过渡区域中必须要安装SPD涌浪保护器。建筑物之外的区域为0类区域，发生过电压涌浪事件的风险等级最高。从这一区域进入到电气控制柜的电缆要用性能强大的SPD电涌保护器保护起来。

自动化控制技术领域中使用的电气控制柜通常都安置在1类和2类区域的建筑物内。即使在这里，也应按照过渡区域的要求安装SPD涌浪保护器。理想情况下，离开电气控制柜的连接线都要配用涌浪保护器。对于自动化系统内部的电缆线，尤其是距离较长的电缆线和与230 V供电电力平行的电缆线，都应采用涌浪保护器加以保护。因为230 V系统的开、关切换毕竟利用在相邻的电路中耦合出有害的过电压。

24 V电网的涌浪保护

自动化技术系统的一个核心部件就是24 V供电电源。如果24 V供电电源出了故障，通常情况下整个系统就不能工作了。Phoenix电气公司研发生产的Quint Power型电源设备就能够确保这种情况下的供电可靠性。Phoenix公司研发生产的Plugtrab SEC涌浪保护器对所有从电器柜引出的24 V供电电缆提供了最佳的涌浪保护。第一代供电电缆的SPD涌浪保护器采用的是直插式弹簧连接技术，与Phoenix公司的Quint Power型电源设备有着完美的性能匹配。SPD涌浪保护器可以不用其他保护元器件直接连接在供电电源的次级侧。这样，电器柜中的元器件和其他24 V元器件就都可以防止现场的过电压保护了。Plugtrab SEC涌浪保护器也可以对供电电源初级侧的元器件进行保护。

图3 第一代供电电缆的SPD涌浪保护器采用的是直插式弹簧连接技术，与Phoenix公司的Quint Power型电源设备有着完美的性能匹配

自动化技术领域最新的涌浪保护解决方案是磁化共模电感PTCB断路器。这种身形细长的单通道断路器可以与Phoenix直插式弹簧连接技术的标准化的附件CLIPLINE COMPLETE接线端子系统配套使用，从而为24 V电位分配器提供了灵活的、节省空间的解决方案。为了保护与其连接的电气设备不受过电压涌浪的影响，与PTCB断路器外形相同的Termitrab complete Typ 3型超薄型涌浪保护器是最合适的保护装置了。它的宽度尺寸只有6 mm，是市场中最窄的Typ 3型SPD涌浪保护器了。它所采用的二极管技术为敏感的电子设备提供了最高等级的安全保护。

图4 节省空间而且安全可靠：24V电位分配器（左）可与过电流保护器（中）和涌浪保护器（右）配套使用

I/O输入输出系统的涌浪保护

控制系统和I/O输入输出系统也是自动化解决方案的核心部件。从这些系统中出来的测量电缆和通讯电缆的长度往往超过了几米，常常也要使用建筑物之外的信号。这时，Termitrab complete系列的涌浪保护器就是它们最合适的保护装置了，也是测量、控制和调节技术领域中最窄的过电压涌浪保护器了。该系列涌浪保护器的每个模块宽度只有3.5 mm，可用于多种不同信号类型的设备保护。为了随时了解这些保护器的工作状况，可以用一个远程控制模块一次对最多40个SPD涌浪保护器进行监控 – 无需繁杂的布线和编程。