阻止SPD起火的方法探讨

李 欣，李博琛

（厦门大恒科技有限公司）

随着国民经济的高速发展以及现代化水平的快速提高，各类信息设备、电子计算机、精密仪器、数据网络设备的应用越来越广泛，作为雷电防护装置体系中的重要组成部分，“SPD”已被广泛用于邮电通讯、广播电视、金融证券、保险、电力、铁道、交通、机场、石化、市政建设等各个行业。随着防雷产品的大量使用，SPD起火事故给企业造成的直接经济损失和负面影响引起了同行业的高度重视。

1 SPD火灾事故分析和实验室验证

根据SPD发生火灾事故的分析和实验室验证，氧化锌压敏电阻防雷器在其不能承受的能量冲击下，形成高热而燃爆，70%以上的SPD火灾事故是由电源暂态过电压故障引起，这个比例引起了SPD制造行业的高度重视。

图1是2006年3月20日某单位发生的一起由暂态过电压（TOV）故障引起SPD燃烧，造成被保护设备损坏的事故照片，在该事故中引发了设备的烧损，生产被迫停止。

图1 SPD故障中烧损的设备

我们在大恒CNAS实验室对SPD使用的氧化锌压敏电阻进行了TOV故障试验：

图2是试验电路，被测SPD是裸芯片，由TOV故障信号发生器向被测设备送出短路电流300 A／1 420 V（交流50 Hz有效值）信号，被测SPD和电源结果如表1。

图2 试验电路

表1 测试方片（一组5片）

20D氧化锌压敏电阻圆片通过一个周波没出现任何损坏迹象，通过3个周波出现爆开、起火燃烧。34 mm方片通过二个周波没出现任何损坏迹象，通过4个周波出现爆开、起火燃烧。

SPD的热脱扣机构，小电流情况下发热缓慢，SPD发热均匀，脱扣机构能够安全断开，对防止SPD起火能够起到很好的保护作用。

2 防止SPD起火的方法

防止SPD起火，目前通过以下两个方面进行：

（1）利用MOV发热进行；该防火保护是最直接、最有效的手段，但鉴于目前的技术手段，还不能解决满足热脱扣、满足雷电流冲击、满足瞬动脱扣、满足热稳定性、满足短路等标准要求。

（2）对通过MOV的工频电流控制进行：该防火保护是目前能够实现的手段，这要求配套SPD防火保护的微断具有和配电微断相反的脱扣曲线，如图3。

图3 配电微断与SPD微断相反的脱扣曲线

SPD在通过大于5 A的工频电流时，就很容易起火，那么需要配套的微断应该具有在大于2 A～3 A电流通过时瞬动脱扣，而雷电流通过时具有不脱扣能力，具体脱扣曲线如图4。

图4 SPD脱扣曲线

具有这样的脱扣曲线微断在防止SPD起火保护试验如表2。

通过上述实验和测试，特别注意到TOV故障时的测试表现，可以证明电源使用的SPD防雷保护在很大程度上能够避免电网出现暂态过电压（TOV）故障时火灾的发生如图5、图6所示。

表2 防止SPD起火保护试验

图5 参量微断保护试验

图6 配电微断保护试验