Elektromos hálózatok alacsony frekvenciájúak, és ennek eredményeként a feszültséghullám terjedése az a jelenség gyakoriságához viszonyított pillanatnyi: a bármely pontján vezető, a pillanatnyi feszültség azonos.
A villámhullám magas frekvenciájú jelenség (több száz kHz-től a MHz-ig):
1. A villámhullám terjed egy vezető mentén egy bizonyos sebességgel képest a jelenség gyakorisága. Ennek eredményeként bármely adott időpontban a feszültség nem ugyanaz az értéke a közeg minden pontján (lásd 1. ábra).
1. ábra – Villámhullám terjedése a karmester
1. A a közeg változása a terjedésének és/vagy tükröződésének jelenségét hozza létre hullám attól függően, hogy:
2.1 a impedancia különbség a két közeg között;
2.2 a a progresszív hullám frekvenciája (az emelkedési idő meredeksége a impulzus);
2.3 a a közeg hossza.
Teljes visszaverődés esetén be különösen a feszültség értéke megduplázódhat.
Példa: védelem esete egy SPD által
Modellezés villámhullámra alkalmazott jelenségről és laboratóriumi vizsgálatok kimutatták hogy egy 30 m-es kábellel táplált terhelést SPD véd az áramlás irányában fel feszültségen a reflexiós jelenségek miatt legfeljebb 2 x Up feszültséget tart fenn (lásd a 2. ábrát). Ez a feszültséghullám nem energikus.
2. ábra – Villámhullám visszaverődése at egy kábel vége
Korrekciós intézkedéseket
Nak,-nek a három tényező (impedancia különbség, frekvencia, távolság), az egyetlen ami igazán szabályozható, az az SPD és az SPD közötti kábel hossza védendő teher. Minél nagyobb ez a hosszúság, annál nagyobb a visszaverődés.
Általában az épületben lévő túlfeszültségi frontokon reflexiós jelenségek 10 m-től jelentős, és 30 m-től megkétszerezheti a feszültséget (lásd 3. ábra).
Azt szükséges egy második SPD felszerelése finom védelemben, ha a kábel hossza meghaladja a 10 m-t a bejövő SPD és a védendő berendezés között.
3. ábra – Maximális feszültség a szélén
a kábelt a hossza szerint a beeső feszültség =4kV/us frontig
