儀表工在選擇電涌保護(hù)器SPD時(shí)，應(yīng)關(guān)注最大持續(xù)工作電壓Uc、放電能力(In、Imax、Iimp等)和電壓保護(hù)水平Up這幾個(gè)核心的參數(shù)。篩選高品質(zhì)的電涌保護(hù)器SPD需要從這幾個(gè)參數(shù)開(kāi)始。
對(duì)于大多數(shù)電涌保護(hù)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(gè)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(hù)器SPD內(nèi)部的連接點(diǎn)、焊接點(diǎn)、電阻、TVS等都可能會(huì)爆裂。所以對(duì)SPD而言，放電能力是其核心性能。
當(dāng)然，選擇合理的元器件，也是電涌保護(hù)器研發(fā)工作中重要的一環(huán)，不過(guò)電涌保護(hù)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(méi)什么困難，選擇有市場(chǎng)知名度的廠家的元器件就好。不少SPD從業(yè)人員、SPD用戶(hù)認(rèn)為：電涌保護(hù)器SPD沒(méi)什么技術(shù)含量，只需選好元器件就可以了，這也是導(dǎo)致市場(chǎng)上電涌保護(hù)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(hù)器廠家送樣到防雷測(cè)試機(jī)構(gòu)做測(cè)試后，樣品四分五裂。而一些進(jìn)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(shì)，但價(jià)格不菲。國(guó)產(chǎn)電涌保護(hù)器SPD品牌，可以說(shuō)依舊是任重道遠(yuǎn)，也希望國(guó)產(chǎn)品牌能踏踏實(shí)實(shí)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(yīng)重點(diǎn)關(guān)注電涌保護(hù)器SPD產(chǎn)品自身的安全性能。現(xiàn)以II類(lèi)實(shí)驗(yàn)(8/20us)的電源SPD為例，談一談SPD的安全要求。
1、開(kāi)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(wèn)題時(shí)，提到了開(kāi)關(guān)型SPD和限壓型SPD的概念。開(kāi)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(méi)有電壓差)。如果開(kāi)關(guān)型SPD要應(yīng)用在線(xiàn)與零(地)之間，必須具備續(xù)流遮斷能力。而為了防止SPD無(wú)法遮斷續(xù)流，還需配置后備保護(hù)裝置。
2、限壓型SPD需要具備熱保護(hù)脫離功能
由于開(kāi)關(guān)型SPD續(xù)流遮斷問(wèn)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(duì)電壓極為敏感。當(dāng)電力線(xiàn)電壓低于Uc時(shí)，其為高阻狀態(tài)，近似開(kāi)路。當(dāng)電涌產(chǎn)生時(shí)，電壓遠(yuǎn)高于Uc，其呈現(xiàn)低阻狀態(tài)，近似短路。當(dāng)電涌消失后，其立刻恢復(fù)到高阻狀態(tài)，不會(huì)有續(xù)流產(chǎn)生。
限壓型SPD雖無(wú)續(xù)流問(wèn)題，但是由于多種原因，會(huì)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(hù)器SPD的開(kāi)路狀態(tài)被認(rèn)為是一種安全的狀態(tài)，當(dāng)電涌保護(hù)器發(fā)生以上兩種故障狀態(tài)時(shí)，我們需要通過(guò)SPD內(nèi)部和(或)外部脫離機(jī)構(gòu)使SPD進(jìn)入開(kāi)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(zhǎng)期被施加電力線(xiàn)電壓，由于電網(wǎng)(暫態(tài))過(guò)電壓以及電涌沖擊，其性能會(huì)逐步下降，Uc值會(huì)慢慢減小，漏電流逐步增大。當(dāng)流過(guò)SPD的電流達(dá)到mA級(jí)別時(shí)，就可以讓電涌保護(hù)器發(fā)熱、起火。而mA級(jí)電流不足以觸發(fā)SPD后備保護(hù)動(dòng)作，所以針對(duì)這種故障，一般通過(guò)SPD內(nèi)部的熱保護(hù)脫扣裝置動(dòng)作來(lái)使SPD斷開(kāi)，這就是為什么限壓型電源SPD都要求設(shè)置內(nèi)部脫離器的原因了。
3、電涌保護(hù)器SPD應(yīng)具有足夠大的短路耐受能力
壓敏電阻型SPD也可能直接進(jìn)入短路狀態(tài)，常見(jiàn)的原因有：
①電網(wǎng)暫態(tài)過(guò)電壓(TOV)。高壓TOV可能直接將壓敏電阻擊穿，使電涌保護(hù)器短路；
②電涌保護(hù)器SPD受到超過(guò)其承受能力的電涌沖擊，被擊穿短路；
當(dāng)SPD進(jìn)入短路狀態(tài)時(shí)，流過(guò)SPD的電流很大，可能達(dá)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(hù)器內(nèi)部脫離器無(wú)法保證可靠脫離，電涌保護(hù)器就已經(jīng)起火了。為了避免電涌保護(hù)器短路故障引起事故，需要給SPD配置后備保護(hù)裝置。
所以，不論是開(kāi)關(guān)型電涌保護(hù)器的續(xù)流問(wèn)題，還是限壓型SPD的短路故障問(wèn)題，都需要我們?cè)谑褂秒娪勘Ｗo(hù)器時(shí)，配置后備保護(hù)。
但即使配備了后備保護(hù)裝置，也可能出現(xiàn)以下問(wèn)題：
①電涌保護(hù)器在后備保護(hù)裝置斷開(kāi)前就已經(jīng)引發(fā)火災(zāi)事故；
②電涌保護(hù)器在短路電流下，內(nèi)部某處斷開(kāi)，但是脫離器卻沒(méi)有動(dòng)作(指示)。也就是說(shuō)電涌保護(hù)器已經(jīng)損壞，但是顯示功能正常，這樣會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)處在無(wú)電涌保護(hù)器保護(hù)狀態(tài)，下一次雷擊時(shí)，可能引起設(shè)備損壞。
因此，要求電涌保護(hù)器需要有足夠大的短路耐受能力。電涌保護(hù)器的短路耐受能力最好不低于電源系統(tǒng)的預(yù)期短路電流，以避免上述2種問(wèn)題出現(xiàn)。(所謂預(yù)期短路電流，也就是說(shuō)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?yàn)殡娫醋陨泶嬖趦?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(yù)期短路電流大小也不同)
一些電涌保護(hù)器品牌，其短路耐受參數(shù)聲稱(chēng)可以達(dá)到數(shù)十kA。用戶(hù)在使用時(shí)，可以了解一下其是SPD自身脫離器(內(nèi)部脫離器)實(shí)現(xiàn)的還是由外部脫離器實(shí)現(xiàn)的，因?yàn)闃?biāo)準(zhǔn)規(guī)定在進(jìn)行短路耐受測(cè)試時(shí)，允許電涌保護(hù)器和外部脫離器一起測(cè)試。如果是由外部脫離器實(shí)現(xiàn)的，需要注意其對(duì)外部脫離器的要求，不能隨便選擇。
