限压型SPD主要由氧化锌压敏电阻芯片、热脱离保护机构、连接铜件、阻燃封装外壳等组成。SPD起火的主要原因与氧化锌压敏电阻芯片紧密相关,要分析SPD起火原因,就必须了解氧化锌压敏电阻的工作及失效原理。

1. 氧化锌压敏电阻的工作原理

SPD一般并联对地安装电网中,当电网系统正常运行时,氧化锌压敏电阻呈高阻状态,不影响电网正常工作;当线路中因雷击或操作不当引起浪涌过电压时,氧化锌压敏电阻将以几到几十纳秒速度导通响应,迅速将过电流对地泄放,把浪涌过电压幅值限制在被保护设备允许承受的电平以下,以保护用电设备,浪涌过电压泄放后,氧化锌压敏电阻又恢复高阻态正常工作状态。

2. 氧化锌压敏电阻的失效原理

如果暂态过电压的能量太大,超过氧化锌压敏电阻承受的极限值,则会导致氧化锌压敏电阻持续发热,此时若仍不能有效地切断电路,会进一步导致氧化锌压敏电阻被热熔击穿。氧化锌压敏电阻一旦被热熔击穿,其电路等同于一个带限流电阻的电弧放电回路,极易起弧造成封装材料燃烧起火,绝大多数的SPD起火均是由此引发。还有一种情况是强烈雷电过电压与正常工频电压的联合作用,持续强烈的雷电过电压造成氧化锌压敏电阻急剧发热(或者环境温度太高),由于氧化锌压敏电阻动作电压为负温度特性且温度系数大,有可能造成动作电压(U1mA)幅度下降,此时正常的工频电压相当于对氧化锌压敏电阻施加了一个极高的持续过电压,造成氧化锌压敏电阻击穿引发火灾。

杭州易造科技浪涌后备保护器（SCB）是根据IEC61643-4-43中430.3条：“在电路造成危险前，应该采用合适的过电流保护装置”要求设计生产的专用器件，与SPD配套使用。易造浪涌后备保护器（SCB）串联在SPD回路上，能自动识别雷电流和短路电流，在雷电流冲击下不脱扣，可在极短的时间内切断3A以上的低短路电流，快速有效地阻止SPD起火。