瞬態(tài)過電壓通常由閃電和/或電切換事件引起。短暫的過電壓可以通過閃電或通過電氣開關(guān)事件（如電阻，電感或電容耦合）產(chǎn)生。大約35％的瞬態(tài)來自設(shè)施外部閃電，公用電網(wǎng)開關(guān)，在公用事業(yè)線上切換大電容器組，電氣事故或重型電動機(jī)或附近工業(yè)的負(fù)荷。剩下的65％是在里面產(chǎn)生的我們的家庭和設(shè)施來自微波爐，激光打印機(jī)等未經(jīng)預(yù)料的來源打開或關(guān)閉復(fù)印機(jī)，電動機(jī)，電器，
榻榻米升降臺，甚至燈。
3.1閃電
閃電活動可能導(dǎo)致主電源和數(shù)據(jù)的瞬態(tài)過電壓通訊，信號或電話線。據(jù)稱雷電放電的電流高達(dá)50萬安培（A）在目前的防雷標(biāo)準(zhǔn)中，200 kA是可接受的上限。是閃電在沒有結(jié)構(gòu)防雷方案的情況下?lián)糁薪ㄖ?，這條電流將尋求通往穿過建筑物及其織物的地球 - 以不穩(wěn)定和不可預(yù)測的方式。這座建筑是可能會被損壞，甚至可能著火。雖然會發(fā)生瞬態(tài)過電壓，但這可能會發(fā)生只是建筑物及其內(nèi)容受到嚴(yán)重破壞的一個方面。然而，如果閃電照射到具有結(jié)構(gòu)防雷保護(hù)的建筑物上，則閃電將移動到地球以預(yù)定的方式。
閃電可能導(dǎo)致瞬態(tài)過電壓
?直接打擊傳入的電力服務(wù)
?“間接”罷工，通過電阻，電感和電阻耦合到電氣服務(wù)中電容效應(yīng)。
3.1.1。直接打擊
直接攻擊高壓（HV）電力電纜。對高壓架空電力線的攻擊是相當(dāng)普遍。人們通常認(rèn)為高壓到低壓變壓器的作用消除了由此產(chǎn)生的瞬態(tài)過電壓。事實(shí)并非如此。雖然變壓器可防止瞬態(tài)線與地之間的過電壓，線間瞬態(tài)通過無衰減。當(dāng)高壓線被雷擊時，它們會閃回地面。一條線路將閃現(xiàn)之前其他人，將線路瞬態(tài)轉(zhuǎn)換為線路和線路之間的線路 - 這些很容易通過通過變壓器。此外，變壓器繞組之間的電容在任何組合之間提供瞬變通過變壓器的高頻路徑的導(dǎo)體。這可能會產(chǎn)生影響增加現(xiàn)有線到線瞬態(tài)的大小，以及提供通過線路的路徑線對地瞬變變壓器。
直接打擊低壓（LV）電源線或電話線。當(dāng)閃電擊中LV時架空電力電纜或電話線，大部分電流由于線路傳播到地球閃過地面。發(fā)射相對較?。ǖ茐男裕┑睦纂娏鞑糠盅刂娎|或線路到電子設(shè)備。
3.1.2間接打擊
3.1.2.1電阻耦合
電阻耦合是瞬態(tài)過電壓的最常見原因，它會影響兩者地下和架空線。當(dāng)雷擊升高時，會發(fā)生電阻耦合瞬變一組電氣互連建筑物中的一個或多個的電勢（或結(jié)構(gòu)）。電互連的常見例子是
?從變電站到建筑物的供電
?建設(shè)電力供應(yīng)
?從建筑物到外部閃電，閉路電視或安全設(shè)備的電源
?從交易所到大樓的電話線
?建設(shè)電話線之間
?建立LAN或數(shù)據(jù)通信線路之間
?從建筑物到外部或基于現(xiàn)場的傳感器的信號線或電源線
圖12顯示了兩座建筑物。每個都包含連接到地球的電子設(shè)備通過其主電源供電。數(shù)據(jù)通信線連接兩個設(shè)備因而是兩個不同的地球。
附近的雷擊將向地面注入大量電流。電流從中流走攻擊點(diǎn) - 優(yōu)先通過阻力最小的路徑。接地電極，電氣電纜和電子設(shè)備的電路（一旦損壞），都是比導(dǎo)線更好的導(dǎo)體泥。隨著當(dāng)前試圖流動，整個過程中出現(xiàn)了破壞性的瞬態(tài)過電壓設(shè)備的敏感部件。
當(dāng)分開的接地結(jié)構(gòu)僅相隔數(shù)米時，可能發(fā)生電阻耦合瞬變。電阻耦合將影響地下和架空電纜。注意：數(shù)據(jù)通信信號和電話線（“閃電障礙”）的SPD安裝在線路中（即系列）。這在線路中引入了一個小阻抗，在線路上引入了一個電容。用于雙絞線信令低于1 MHz，這通常不會造成任何問題。但是，在較高頻率下這個阻抗和電容會引起問題。這些系統(tǒng)的保護(hù)器需要專門設(shè)計，以降低線路電容和電流阻抗。對于阻抗匹配系統(tǒng)（例如同軸有線計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，例如以太網(wǎng)），它是必不可少的保護(hù)器阻抗匹配，以避免反射。
3.1.2.2電感耦合
電感耦合是雷電和電纜之間的磁場變壓器效應(yīng)。雷電放電是一種巨大的電流，每當(dāng)電流流過時，就會產(chǎn)生電磁字段圍繞它創(chuàng)建。 如果電源或數(shù)據(jù)電纜通過該磁場，則為電壓將被撿起或誘導(dǎo)到它上面。
3.1.2.3電容耦合
如果長線與地球隔離良好（例如通過變壓器或光隔離器），它們就可以通過它們之間的電容和充電的雷電云拉高電壓。如果電壓在線上升超過每端器件的擊穿強(qiáng)度（例如光隔離器）他們會被損壞。
3.2通過電氣切換事件
由電氣開關(guān)事件引起的瞬態(tài)過電壓是非常常見的并且可以是源相當(dāng)大的干擾。流過導(dǎo)體的電流產(chǎn)生磁場能量儲存。當(dāng)電流中斷或關(guān)閉時，磁場中的能量突然被釋放了。為了消散自身，它變成高壓瞬態(tài)。更多儲存的能量，產(chǎn)生的瞬態(tài)越大。更高的電流和更長的導(dǎo)體，兩者都有助于儲存更多能量并隨后釋放。這就是電感負(fù)載的原因電動機(jī)，變壓器和電氣驅(qū)動器都是開關(guān)瞬態(tài)的常見原因
3.3通過瞬態(tài)過電壓
幾乎所有的電子元件和電路都以同樣的方式遭受瞬態(tài)過電壓損壞。工作中有兩種主要的物理機(jī)制，即過熱和絕緣失效 - 兩者都是有效的隨后的動力跟進(jìn)會更糟糕。讓我們考慮一個由電阻線圈制成的簡單電阻器。在瞬態(tài)活動期間流過電線的電流會導(dǎo)致降解。多一點(diǎn)熱量和電線會蒸發(fā) - 破壞組件。像這樣的熱失效在印刷的保險絲中很常見電路板軌道，正向偏置半導(dǎo)體結(jié)等。除了加熱之外，電流還會在電線上產(chǎn)生電壓。如果電壓差變得足夠高，以刺穿電線絕緣并破壞氣隙，發(fā)生閃絡(luò)。這種形式的故障在反向偏置半導(dǎo)體結(jié)中很常見，電容器，變壓器，電動機(jī)繞組等。
例如，考慮變壓器繞組和接地層壓。如果瞬態(tài)電壓很小在繞組和地之間存在，沒有電流流動且不發(fā)生加熱。但是，如果一個存在較大的瞬態(tài)電壓，發(fā)生閃絡(luò)或絕緣擊穿，以及瞬態(tài)電流流經(jīng)變壓器，引起加熱，燃燒和電弧放電。在一個小的情況下變壓器在活動結(jié)束后能夠繼續(xù)運(yùn)作。下一個瞬態(tài)會發(fā)現(xiàn)它更容易閃過現(xiàn)在降級的絕緣層。然后這個過程可能會繼續(xù)，直到發(fā)生災(zāi)難性的短暫發(fā)生電路故障。在嚴(yán)重的情況下，第一個瞬態(tài)將是終端！當(dāng)跨電源連接的組件發(fā)生故障時，大部分物理損壞（炭化，燃燒或爆炸）是后續(xù)電流的結(jié)果。這發(fā)生在電源時電流沿著瞬態(tài)過電壓產(chǎn)生的損壞路徑向下流動。應(yīng)注意，集成電路是組件和互連的集合。它們的互連行為類似于PCB軌道，其組件包括正向偏置或反向偏置結(jié)，電阻器和電容器。第三種形式的故障不是由于物理機(jī)制，而是系統(tǒng)的錯誤操作由瞬變引起的。在電源和電源轉(zhuǎn)換設(shè)備中，有兩個半導(dǎo)體設(shè)備通常串聯(lián)連接在電源上以形成電橋臂。這兩個設(shè)備絕不能同時進(jìn)行。然而，瞬態(tài)過電壓可能導(dǎo)致它們觸發(fā)錯誤的時間，供應(yīng)短路，帶來毀滅性后果。
3.4瞬態(tài)過電壓引起的問題
無論是由閃電還是電氣開關(guān)引起的瞬態(tài)過電壓都具有類似的效果：破壞，退化，損壞和停機(jī)。
3.4.1中斷
雖然沒有造成物理損壞，但系統(tǒng)的邏輯或模擬電平會受到干擾
?數(shù)據(jù)丟失
?數(shù)據(jù)和軟件損壞
?無法解釋的計算機(jī)崩潰
?鎖定
?剩余電流設(shè)備（RCD）不必要的跳閘
系統(tǒng)可以復(fù)位（通常只需關(guān)閉和打開），然后就可以正常工作。許多
這種滋擾可能沒有報道。
3.4.2降解
這有點(diǎn)嚴(yán)重。長期暴露于較低水平的瞬態(tài)過電壓將會，用戶不知道，降低電子元件和電路，減少設(shè)備預(yù)期壽命和增加失敗的可能性。
3.4.3損壞
大的瞬態(tài)過電壓可能會損壞組件，電路板和I / O卡。嚴(yán)重瞬態(tài)過電壓可以通過燒壞的電路板在物理上表現(xiàn)出來，但是，通常損害不那么引人注目（見圖15）。二氧化硅可能發(fā)生類似的降解集成電路（或微芯片）中的絕緣。只有在最嚴(yán)重的情況下，我們才能看到破裂的病例，炭化和火。實(shí)際上，這種更為壯觀的損害大部分是由于動力跟進(jìn)造成的而不是短暫的。當(dāng)瞬態(tài)過電壓導(dǎo)致短路故障時，這可以為電源創(chuàng)建路徑供應(yīng)?？紤]在主電源上連接到線路和中性線的組件，在下面失效瞬態(tài)導(dǎo)致的短路情況。此時沒有任何外在的損壞跡象。電流流入短路并持續(xù)直到保護(hù)裝置運(yùn)行或者組件失敗，有時非常驚人。這也解釋了為什么通常很難說多大瞬態(tài)過電壓是通過觀察它造成的損害來實(shí)現(xiàn)的。
3.4.4停機(jī)時間
不必要的中斷，組件退化和損壞都會導(dǎo)致設(shè)備和系統(tǒng)停機(jī)時間，這意味著
?工作人員無法工作
?員工加班
?高級管理人員和技術(shù)專家不必要地解決問題
?可能導(dǎo)致的數(shù)據(jù)丟失
?生產(chǎn)力下降
?延遲客戶
?業(yè)務(wù)損失
示例1 - 切換瞬態(tài)
一家工程公司在網(wǎng)絡(luò)計算機(jī)輔助設(shè)計（CAD）系統(tǒng)上投入了大量資金。然而，系統(tǒng)的許多優(yōu)點(diǎn)都被它常常出現(xiàn)的問題所掩蓋遭遇。系統(tǒng)會意外崩潰，有時數(shù)小時或工作丟失或損壞電路故障似乎幾乎是每月一次。起初，這些被認(rèn)為是公正的'出牙問題'。但隨著時間的推移，設(shè)計工作進(jìn)一步落后于進(jìn)度，關(guān)系隨著系統(tǒng)的供應(yīng)商變得越來越困難。只有當(dāng)其中一個工程團(tuán)隊閱讀時專業(yè)期刊中的一篇文章，他們是否意識到問題可能不是系統(tǒng)，而是問題環(huán)境。他們很快發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)的失敗與大型操作同時發(fā)生繪圖復(fù)印機(jī)。該設(shè)備的操作導(dǎo)致出現(xiàn)瞬態(tài)切換CAD系統(tǒng)的主電源。
例2 - 對研究中心的雷擊
對研究園區(qū)的雷擊產(chǎn)生了廣泛的影響。 PBX電話交換機(jī)是幾乎完全無法操作，80％的外部電話線被取出傭金。損壞的模式清楚地表明在進(jìn)入時引起的瞬態(tài)過電壓電話線。在其他地方，管理區(qū)域的計算機(jī)設(shè)備遭到嚴(yán)重破壞，最接近擊球點(diǎn)的。該設(shè)備與鄰近的設(shè)備聯(lián)網(wǎng)收發(fā)器，中繼器和一些終端受損的建筑物 - 表示電阻性耦合瞬態(tài)過電壓。
例3 - 對辦公大樓的雷擊
當(dāng)閃電擊中辦公大樓時，其防雷保護(hù)器保證了閃電電流安全地運(yùn)到地面 - 不會損壞建筑物或其居住者。然而，在建筑物內(nèi)的主電源上感應(yīng)出相當(dāng)大的瞬態(tài)過電壓。大樓管理系統(tǒng)，UPS，門禁系統(tǒng)等都遭受了嚴(yán)重?fù)p壞電話交換機(jī)，以及大量的電腦終端。在隨后的幾個月里，那里在最初的事件中，顯然未損壞的設(shè)備出現(xiàn)了多次故障 - 表明組件已發(fā)生降解。