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限壓型SPD主要由氧化鋅壓敏電阻芯片、熱脫離保護機構、連接銅件、阻燃封裝外殼等組成。SPD起火的主要原因與氧化鋅壓敏電阻芯片緊密相關,要分析SPD起火原因,就必須了解氧化鋅壓敏電阻的工作及失效原理。

1. 氧化鋅壓敏電阻的工作原理

SPD一般并聯對地安裝電網中,當電網系統正常運行時,氧化鋅壓敏電阻呈高阻狀態,不影響電網正常工作;當線路中因雷擊或操作不當引起浪涌過電壓時,氧化鋅壓敏電阻將以幾到幾十納秒速度導通響應,迅速將過電流對地泄放,把浪涌過電壓幅值限制在被保護設備允許承受的電平以下,以保護用電設備,浪涌過電壓泄放后,氧化鋅壓敏電阻又恢復高阻態正常工作狀態。

2. 氧化鋅壓敏電阻的失效原理

如果暫態過電壓的能量太大,超過氧化鋅壓敏電阻承受的極限值,則會導致氧化鋅壓敏電阻持續發熱,此時若仍不能有效地切斷電路,會進一步導致氧化鋅壓敏電阻被熱熔擊穿。氧化鋅壓敏電阻一旦被熱熔擊穿,其電路等同于一個帶限流電阻的電弧放電回路,極易起弧造成封裝材料燃燒起火,絕大多數的SPD起火均是由此引發。還有一種情況是強烈雷電過電壓與正常工頻電壓的聯合作用,持續強烈的雷電過電壓造成氧化鋅壓敏電阻急劇發熱(或者環境溫度太高),由于氧化鋅壓敏電阻動作電壓為負溫度特性且溫度系數大,有可能造成動作電壓(U1mA)幅度下降,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過電壓,造成氧化鋅壓敏電阻擊穿引發火災。

杭州易造科技浪涌后備保護器（SCB）是根據IEC61643-4-43中430.3條：“在電路造成危險前，應該采用合適的過電流保護裝置”要求設計生產的專用器件，與SPD配套使用。易造浪涌后備保護器（SCB）串聯在SPD回路上，能自動識別雷電流和短路電流，在雷電流沖擊下不脫扣，可在極短的時間內切斷3A以上的低短路電流，快速有效地阻止SPD起火。