1 限壓型SPD的工作原理
并聯(lián)安裝在電源線路中的電涌保護器（SPD），當電網(wǎng)系統(tǒng)正常運行時，氧化鋅壓敏電阻呈高阻狀態(tài)，電網(wǎng)工作正常；而當線路受雷擊或電源波動引起浪涌過電壓，其浪涌電壓幅值達到SPD啟動電壓時，氧化鋅壓敏電阻呈低阻狀態(tài)而導通，對地迅速泄放過電流，限制浪涌過電壓幅值在被保護設備允許承受的電平以下，保護電氣、電子設備的使用安全，浪涌過電壓泄放后，氧化鋅壓敏電阻呈現(xiàn)高阻態(tài)，電路恢復正常工作。
2 低壓供電系統(tǒng)中暫態(tài)過電壓（TOV）產(chǎn)生的原因及對防雷器-電涌保護器（SPD）的影響
低壓供電系統(tǒng)中的暫態(tài)過電壓（TOV），是低壓供電系統(tǒng)自身所產(chǎn)生的，其幅值大大超出正常的工作電壓，有時可能是正常工作電壓的幾倍，持續(xù)時間要超出瞬態(tài)過電壓的微秒級，在數(shù)百毫秒級至數(shù)秒級之間，甚至更長，足以造成氧化鋅壓敏電阻熱擊穿起弧、起火。主要有以下三種情況。
2.1 單相接地過電壓
在低壓供電系統(tǒng)一相對地短路，造成其他兩相對地電壓升高為線電壓( 380V)。此時單相接地持續(xù)時間不長，氧化鋅壓敏電阻的質量較好且參考電壓U1mA≥510V時，可能不會釀成其他嚴重后果，只造成SPD脫扣動作。否則，就會造成氧化鋅壓敏電阻熱擊穿短路起弧、起火。
2.2 共地耦合轉移過電壓
由于配電變壓器的高低壓共用接地系統(tǒng)，當高壓側發(fā)生故障接地時，會出現(xiàn)一個幅值很高的持續(xù)高電壓,因SPD的熱脫離機構來不及工作，可能造成氧化鋅壓敏電阻熱擊穿短路。
2.3 失零過電壓
由于某種原因造成低壓供電系統(tǒng)中性線斷路，即產(chǎn)生失零過電壓。此時輸出的相電壓變成線電壓，其電壓值可以高達700V以上，在數(shù)秒鐘內就造成氧化鋅壓敏電阻熱擊穿，易造成起弧、起火。
3 引起限壓型SPD失效起火的原因
限壓型SPD主要由氧化鋅壓敏電阻芯片(MOV)、熱脫離保護機構、連接銅件及阻燃封裝外殼等組成[3]。安裝在電源線路中的SPD，任何時候都要承受電源電壓的嚴重考驗。其一是低壓供電系統(tǒng)中的暫態(tài)過電壓（TOV），其二是雷擊過電壓與正常工頻電壓的疊加作用，此時正常的工頻電壓相當于對氧化鋅壓敏電阻施加了一個極高的持續(xù)過電壓，造成氧化鋅壓敏電阻被熱熔擊穿。氧化鋅壓敏電阻被擊穿后,造成短路起弧、起火燃燒、損壞設備、引發(fā)火災。
雖然SPD自身帶有熱脫離保護裝置，但最近幾年收集到許多損壞的樣品中，發(fā)現(xiàn)損壞的SPD的MOV中，基本都有大電流燒穿的熔洞。這說明大部份SPD模塊損壞的主要原因是：脫扣機構未能有效地及時脫開，造成SPD內的MOV基片擊穿，引起工頻電流短路。而基于低溫焊錫的脫扣器，需要溫度升高達到或超過焊錫的熔點才能將焊錫熔化，脫扣器動作要有一個溫度升高和加熱熔化的時間過程。因此，熱脫離保護裝置是不能解決電涌保護器自身的安全問題的。國家標準《低壓配電系統(tǒng)的電涌保護器（SPD）第1 部分：性能要求和試驗方法》（GB 18802.1-2002）（IEC 61643-1）第3章第3.29 條注釋描述“這種斷開裝置不需要具有隔離能力，它防止系統(tǒng)持續(xù)故障并可用來給出SPD 故障的指示”，即脫扣器只能解決基片老化引起的SPD元件失效問題，不能消除電涌保護器自身的安全問題。
4 限壓型SPD電氣性能差造成終端設備損壞
限壓型SPD中由于各種氧化物機械摻雜的不均勻和高溫燒結時出現(xiàn)的不完全反應，都會造成限壓型SPD氧化鋅壓敏電阻芯片(MOV)之間電氣性能差異，特別是參考電壓和動態(tài)電阻的不匹配。安裝在電源線路中的限壓型SPD，當線路中因雷擊或電源波動引起的浪涌過電壓達到SPD啟動電壓時，限壓型SPD中氧化鋅壓敏電阻某一芯片首先導通,迅速將過電流對地泄放,被限制在某一低電位，而其余的氧化鋅壓敏電阻芯片未導通，把浪涌過電壓傳播到設備端，使設備承受比雷擊或電源波動引起的浪涌過電壓更高的浪涌過電壓，造成終端設備的損失。
氧化鋅壓敏電阻通過多片的并聯(lián)組合，提高其通流量和抗擊雷擊電流的能力，但是不同配方組成的MOV基片的電氣性能存在差異，即使同配方組成的MOV基片的電氣性能也存在差異，在組裝SPD時，要求盡可能選擇壓敏電阻芯片的參考電壓、動態(tài)電阻等電氣參數(shù)基本相等（參考電壓≤5V），否則可能出現(xiàn)差模過電壓對被保護設備的損壞，特別是在檢查維修時發(fā)現(xiàn)，SPD中某一芯片損壞時，應當整體更換SPD，而不應該只更換某一芯片（相同型號）。
陳先生
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