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電涌保護(hù)器（SPD）的核心——氧化鋅壓敏電阻

限壓型SPD主要由氧化鋅壓敏電阻芯片、熱脫離保護(hù)機構(gòu)、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(guān),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(lián)對地安裝電網(wǎng)中,當(dāng)電網(wǎng)系統(tǒng)正常運行時,氧化鋅壓敏電阻呈高阻狀態(tài),不影響電網(wǎng)正常工作;當(dāng)線路中因雷擊或操作不當(dāng)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(dǎo)通響應(yīng),迅速將過電流對地泄放,把浪涌過電壓幅值限制在被保護(hù)設(shè)備允許承受的電平以下,以保護(hù)用電設(shè)備,浪涌過電壓泄放后,氧化鋅壓敏電阻又恢復(fù)高阻態(tài)正常工作狀態(tài)。

2. 氧化鋅壓敏電阻的失效原理

如果暫態(tài)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(dǎo)致氧化鋅壓敏電阻持續(xù)發(fā)熱,此時若仍不能有效地切斷電路,會進(jìn)一步導(dǎo)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(shù)的SPD起火均是由此引發(fā)。還有一種情況是強烈雷電過電壓與正常工頻電壓的聯(lián)合作用,持續(xù)強烈的雷電過電壓造成氧化鋅壓敏電阻急劇發(fā)熱(或者環(huán)境溫度太高),由于氧化鋅壓敏電阻動作電壓為負(fù)溫度特性且溫度系數(shù)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(dāng)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擊穿引發(fā)火災(zāi)。

杭州易造科技浪涌后備保護(hù)器（SCB）是根據(jù)IEC61643-4-43中430.3條：“在電路造成危險前，應(yīng)該采用合適的過電流保護(hù)裝置”要求設(shè)計生產(chǎn)的專用器件，與SPD配套使用。易造浪涌后備保護(hù)器（SCB）串聯(lián)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(nèi)切斷3A以上的低短路電流，快速有效地阻止SPD起火。