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客觀評價和篩選電涌保護器SPD的一點建議

2023年01月14日 11:38:31      來源：云南昌暉儀表制造有限公司 >> 進入該公司展臺      閱讀量：26

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面對市場上形形色色的SPD品牌，相差無幾的電涌保護器參數(shù)，文章分享解了電涌保護器SPD原理、技術(shù)參數(shù)和選型方法，該如何去篩選高品質(zhì)SPD的方法。

儀表工在選擇SPD時，應關(guān)注持續(xù)工作電壓Uc、放電能力(In、Imax、Iimp等)和電壓保護水平Up這幾個核心的參數(shù)。篩選高品質(zhì)的電涌保護器SPD需要從這幾個參數(shù)開始。

對于大多數(shù)電涌保護器SPD而言，Uc、Up主要取決于其選擇的元器件，而放電能力，則不僅僅取決于其選擇的元器件，SPD的每一個部分，都需要能承受放電電流。瞬間的大電流的破壞作用不容小覷，在大的電流沖擊下，電涌保護器SPD內(nèi)部的連接點、焊接點、電阻、TVS等都可能會爆裂。所以對SPD而言，放電能力是其核心性能。

當然，選擇合理的元器件，也是電涌保護器研發(fā)工作中重要的一環(huán)，不過電涌保護器SPD常用的核心元器件GDT、MOV、TVS技術(shù)都比較成熟，因此在選擇上一般也沒什么困難，選擇有市場度的廠家的元器件就好。不少SPD從業(yè)人員、SPD用戶認為：電涌保護器SPD沒什么技術(shù)含量，只需選好元器件就可以了，這也是導致市場上電涌保護器SPD品牌眾多、質(zhì)量良莠不齊的原因之一。

曾經(jīng)有電涌保護器廠家送樣到防雷測試機構(gòu)做測試后，樣品四分五裂。而一些進口的SPD品牌，在GDT、MOV、TVS之外的金屬放電間隙技術(shù)上具有壟斷地位，其產(chǎn)品從技術(shù)參數(shù)上看，有明顯優(yōu)勢，但價格不菲。國產(chǎn)電涌保護器SPD品牌，可以說依舊是任重道遠，也希望國產(chǎn)品牌能踏踏實實研究，攻克技術(shù)難關(guān)，而不要去炒作各種概念。

除放電能力之外，還應重點關(guān)注電涌保護器SPD產(chǎn)品自身的安全性能。現(xiàn)以II類實驗(8/20us)的電源SPD為例，談一談SPD的安全要求。
電涌保護器
1、開關(guān)型電源SPD需要具備續(xù)流遮斷能力 
前面在介紹GDT工頻續(xù)流問題時，提到了開關(guān)型SPD和限壓型SPD的概念。開關(guān)型SPD由于工頻續(xù)流的存在，一般只用于N-PE之間(正常情況下，N-PE之間沒有電壓差)。如果開關(guān)型SPD要應用在線與零(地)之間，必須具備續(xù)流遮斷能力。而為了防止SPD無法遮斷續(xù)流，還需配置后備保護裝置。

2、限壓型SPD需要具備熱保護脫離功能 
由于開關(guān)型SPD續(xù)流遮斷問題，電源SPD大多采用限壓型，其常用的元件為壓敏電阻。壓敏電阻，顧名思義，就是其電阻的大小對電壓極為敏感。當電力線電壓低于Uc時，其為高阻狀態(tài)，近似開路。當電涌產(chǎn)生時，電壓遠高于Uc，其呈現(xiàn)低阻狀態(tài)，近似短路。當電涌消失后，其立刻恢復到高阻狀態(tài)，不會有續(xù)流產(chǎn)生。

限壓型SPD雖無續(xù)流問題，但是由于多種原因，會產(chǎn)生失效，失效狀態(tài)通常有2種：
①短路狀態(tài)；
②可變電阻狀態(tài)(劣化)；

電涌保護器SPD的開路狀態(tài)被認為是一種安全的狀態(tài)，當電涌保護器發(fā)生以上兩種故障狀態(tài)時，我們需要通過SPD內(nèi)部和(或)外部脫離機構(gòu)使SPD進入開路狀態(tài)，將SPD從回路上切除，避免產(chǎn)生SPD起火、主回路斷電等事故。

壓敏電阻型SPD，長期被施加電力線電壓，由于電網(wǎng)(暫態(tài))過電壓以及電涌沖擊，其性能會逐步下降，Uc值會慢慢減小，漏電流逐步增大。當流過SPD的電流達到m別時，就可以讓電涌保護器發(fā)熱、起火。而m電流不足以觸發(fā)SPD后備保護動作，所以針對這種故障，一般通過SPD內(nèi)部的熱保護脫扣裝置動作來使SPD斷開，這就是為什么限壓型電源SPD都要求設置內(nèi)部脫離器的原因了。

3、電涌保護器SPD應具有足夠大的短路耐受能力
壓敏電阻型SPD也可能直接進入短路狀態(tài)，常見的原因有：
①電網(wǎng)暫態(tài)過電壓(TOV)。高壓TOV可能直接將壓敏電阻擊穿，使電涌保護器短路；
②電涌保護器SPD受到超過其承受能力的電涌沖擊，被擊穿短路；

當SPD進入短路狀態(tài)時，流過SPD的電流很大，可能達到數(shù)百甚至數(shù)千安培，大電流使得SPD快速發(fā)熱，這種情況下，電涌保護器內(nèi)部脫離器無法保證可靠脫離，電涌保護器就已經(jīng)起火了。為了避免電涌保護器短路故障引起事故，需要給SPD配置后備保護裝置。

所以，不論是開關(guān)型電涌保護器的續(xù)流問題，還是限壓型SPD的短路故障問題，都需要我們在使用電涌保護器時，配置后備保護。

但即使配備了后備保護裝置，也可能出現(xiàn)以下問題：
①電涌保護器在后備保護裝置斷開前就已經(jīng)引發(fā)火災事故；
②電涌保護器在短路電流下，內(nèi)部某處斷開，但是脫離器卻沒有動作(指示)。也就是說電涌保護器已經(jīng)損壞，但是顯示功能正常，這樣會導致系統(tǒng)處在無電涌保護器保護狀態(tài)，下一次雷擊時，可能引起設備損壞。

因此，要求電涌保護器需要有足夠大的短路耐受能力。電涌保護器的短路耐受能力不低于電源系統(tǒng)的預期短路電流，以避免上述2種問題出現(xiàn)。(所謂預期短路電流，也就是說電源系統(tǒng)在出現(xiàn)短路故障后，理論上可以輸出的電流大小。因為電源自身存在內(nèi)阻，其短路電流并不是∞，不同的電源系統(tǒng)其內(nèi)阻大小不同，其預期短路電流大小也不同)

一些電涌保護器品牌，其短路耐受參數(shù)聲稱可以達到數(shù)十kA。用戶在使用時，可以了解一下其是SPD自身脫離器(內(nèi)部脫離器)實現(xiàn)的還是由外部脫離器實現(xiàn)的，因為標準規(guī)定在進行短路耐受測試時，允許電涌保護器和外部脫離器一起測試。如果是由外部脫離器實現(xiàn)的，需要注意其對外部脫離器的要求，不能隨便選擇。
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