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廣西地凱科技有限公司
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隨著現代化技術的發展，信息化系統集成度越來越高。設備敏感度高，抗沖擊能力低，極易受到電涌脈沖的危害。
隨著現代化技術的發展，信息化系統集成度越來越高。設備敏感度高，抗沖擊能力低，極易受到電涌脈沖的危害。電涌保護器（SPD）作為專業的防電涌產品，應用越來越廣，SPD的應用涉及很多的專業知識，如雷電防護分區、SPD的合理選擇、多級SPD的能量配合、SPD的安裝與接地、電源SPD后備保護等。其中，電源SPD后備保護是容易被大家忽視的問題之一，在這里跟大家總結一下電源SPD后備保護的相關問題。
1. 為什么電源SPD需要地凱科技后備保護器？
電源SPD一般采用并聯安裝的方式，簡單示意如下。
SPD的選擇，應滿足3個要求：
1）無電涌時，SPD不能對現有系統有任何影響（對于并聯安裝的SPD而言，只需要選型時保證SPD的大持續工作電壓Uc不小于電力線上可能出現的大持續工作電壓即可）。
2）電涌產生時，SPD能迅速泄放電涌，起到保護作用（要求SPD放電能力足夠滿足系統設計要求，電壓保護水平Up與被保護系統耐壓等級Uw匹配（通常要求Up≤0.8Uw）) ；
3）電涌消失后，SPD能快速“復原"，回到第1條所述的狀態（這一條主要針對開關型電源SPD而言，要求SPD導通放電之后，能盡快切斷續流，恢復到“開路"狀態) 。
SPD根據其采用的元器件不同，可以分為電壓開關型SPD（以下簡稱開關型SPD）、電壓限制型SPD（以下簡稱限壓型SPD）和組合型SPD：
開關型SPD采用開關型防雷元件如氣體放電管、放電間隙制作而成。開關型，顧名思義，可以理解為其工作在"開"和"關"兩種狀態。當電力線上的電壓小于Uc時，其工作在開路狀態，當電涌產生時，其工作在“短路"狀態，可以泄放很大的電流。但是開關型元件有一個致命缺點，就是會產生工頻續流，其“短路"狀態通常是氣體弧光放電的過程，因為維持弧光放電的電壓只需要幾十V（遠低于電力線的額定工作電壓）。電涌消失后，施加在SPD上的電力線電壓使得弧光放電得以維持，這就是工頻續流。續流會導致SPD發熱甚至炸裂，引發火災事故。這就要求應用在電力線上的開關型SPD必須具備續流遮斷能力，同時要給SPD配后備保護以防止其無法及時遮斷續流。由于開關型SPD續流遮斷問題，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，近似開路。當電涌產生時，電壓遠高于Uc，其呈現低阻狀態，近似短路。當電涌消失后，其立刻恢復到高阻狀態，不會有續流產生。
限壓型SPD雖無續流問題，但是由于多種原因，會產生故障，故障狀態通常有2種：短路狀態和可變電阻狀態。SPD的開路狀態被認為是一種安全的狀態，當SPD發生以上兩種故障狀態時，我們需要通過SPD內部和(或)外部脫落機構使SPD進入開路狀態，將SPD從回路上切除，避免產生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，由于電網波動以及電涌沖擊，其性能會逐步下降，Uc值會慢慢減小，漏電流逐步增大，即進入可變電阻狀態。當流過SPD的電流達到mA并逐步增大時，就可以讓SPD發熱、起火。由于mA電流不足以觸發SPD后備保護動作，所以針對這種故障，一般通過SPD內部的熱保護脫扣裝置動作來使SPD開路，這就是為什么限壓型電源SPD都要求設置內部脫離裝置的原因了。目前，市場上SPD產品抽樣合格率很低（上海防雷中心有統計數據），因此，建議用戶在選擇SPD時，優先選擇品質好的產品，以免發生SPD起火燃燒的事故。
壓敏電阻型SPD也可能直接進入短路狀態，常見的原因有2個：
1）電網暫態過電壓（TOV）。高壓TOV可能直接將壓敏電阻擊穿，使SPD短路。
2）SPD受到超過其承受能力的電涌沖擊，被擊穿短路。
當SPD進入短路狀態時，流過SPD的電流很大，可能達到數百甚至數千安培，大電流使得SPD快速發熱，這種情況下，SPD內部的脫離裝置可能來不及積累熱量實現脫離，SPD就已經起火了。針對這種故障，就需要給SPD配置后備保護來解決。
因此，不論是開關型SPD的續流問題，還是限壓型SPD的短路故障問題，都需要我們在使用SPD時，配置后備保護。
2. SPD常用的后備保護，有熔斷器和斷路器兩種，該如何選擇？
在此我們需要先來了解一下熔斷器和斷路器不同的工作原理，以及應用上的差別。
熔斷器，俗稱保險絲，是依靠能量的累積，熔絲到一定的溫度時實現熔斷，其熔斷不光與電流大小有關，也和時間有關。斷路器，則是靠電流流過線圈時產生的電磁力來吸附可動的觸頭實現動作，主要和電流（峰值）大小有關。
電涌沖擊的電流峰值很大而持續時間較短，一般為us級，通常用8/20us和10/350us波形來模擬雷電流波形。這樣的波形特點，使得采用斷路器時，沖擊電流峰值越大，波形時間越長，斷路器越容易動作，所以一般只是在沖擊電流較小時，采用斷路器（微型）。以下我們來比較一下熔斷器和微型斷路器各自的優缺點。
熔斷器
優點：可實現主F1和F2匹配，滿足F1：F2≥1.6：1即可，如F1=100A，F2=63A；限流性好，分斷能力強；感抗小，經受電涌沖擊時，不會額外提升被保護設備兩端電壓；成本低。
主要缺點：不能在35mm導軌上安裝；熔斷后需要更換熔芯；熔斷后指示性較差。
微型斷路器
優點：安裝方便；故障斷開后，如無特殊原因，手動復位即可；斷開后指示性好。
缺點：不能保證F1和F2的匹配，即使F1額定值大于F2，也不能保證F2先于F1動作；在電涌沖擊時，容易跳閘，需要及時檢查復位；內部有線圈，感抗大，電涌沖擊時，會在斷路器上產生較高的電壓，該電壓和SPD的殘壓一起施加到被保護設備上，對保護效果不利；成本相對較高。 因此，熔斷器更適合作為SPD的后備保護（目前市面上專用的后備微型斷路器還無相關產品標準，或者價格昂貴）。
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