1 限压型SPD的工作原理
并联安装在电源线路中的电涌保护器（SPD），当电网系统正常运行时，氧化锌压敏电阻呈高阻状态，电网工作正常；而当线路受雷击或电源波动引起浪涌过电压，其浪涌电压幅值达到SPD启动电压时，氧化锌压敏电阻呈低阻状态而导通，对地迅速泄放过电流，限制浪涌过电压幅值在被保护设备允许承受的电平以下，保护电气、电子设备的使用安全，浪涌过电压泄放后，氧化锌压敏电阻呈现高阻态，电路恢复正常工作。
低压供电系统中的暂态过电压（TOV），是低压供电系统自身所产生的，其幅值大大超出正常的工作电压，有时可能是正常工作电压的几倍，持续时间要超出瞬态过电压的微秒级，在数百毫秒级至数秒级之间，甚至更长，足以造成氧化锌压敏电阻热击穿起弧、起火。主要有以下三种情况。
2.1 单相接地过电压
在低压供电系统一相对地短路，造成其他两相对地电压升高为线电压( 380V)。此时单相接地持续时间不长，氧化锌压敏电阻的质量较好且参考电压U1mA≥510V时，可能不会酿成其他严重后果，只造成SPD脱扣动作。否则，就会造成氧化锌压敏电阻热击穿短路起弧、起火。
2.2 共地耦合转移过电压
由于配电变压器的高低压共用接地系统，当高压侧发生故障接地时，会出现一个幅值很高的持续高电压,因SPD的热脱离机构来不及工作，可能造成氧化锌压敏电阻热击穿短路。
2.3 失零过电压
由于某种原因造成低压供电系统中性线断路，即产生失零过电压。此时输出的相电压变成线电压，其电压值可以高达700V以上，在数秒钟内就造成氧化锌压敏电阻热击穿，易造成起弧、起火。
3 引起限压型SPD失效起火的原因
限压型SPD主要由氧化锌压敏电阻芯片(MOV)、热脱离保护机构、连接铜件及阻燃封装外壳等组成[3]。安装在电源线路中的SPD，任何时候都要承受电源电压的严重考验。其一是低压供电系统中的暂态过电压（TOV），其二是雷击过电压与正常工频电压的叠加作用，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被热熔击穿。氧化锌压敏电阻被击穿后,造成短路起弧、起火燃烧、损坏设备、引发火灾。
虽然SPD自身带有热脱离保护装置，但最近几年收集到许多损坏的样品中，发现损坏的SPD的MOV中，基本都有大电流烧穿的熔洞。这说明大部份SPD模块损坏的主要原因是：脱扣机构未能有效地及时脱开，造成SPD内的MOV基片击穿，引起工频电流短路。而基于低温焊锡的脱扣器，需要温度升高达到或超过焊锡的熔点才能将焊锡熔化，脱扣器动作要有一个温度升高和加热熔化的时间过程。因此，热脱离保护装置是不能解决电涌保护器自身的安全问题的。国家标准《低压配电系统的电涌保护器（SPD）第1 部分：性能要求和试验方法》（GB 18802.1-2002）（IEC 61643-1）第3章第3.29 条注释描述“这种断开装置不需要具有隔离能力，它防止系统持续故障并可用来给出SPD 故障的指示”，即脱扣器只能解决基片老化引起的SPD元件失效问题，不能消除电涌保护器自身的安全问题。
4 限压型SPD电气性能差造成终端设备损坏
限压型SPD中由于各种氧化物机械掺杂的不均匀和高温烧结时出现的不完全反应，都会造成限压型SPD氧化锌压敏电阻芯片(MOV)之间电气性能差异，特别是参考电压和动态电阻的不匹配。安装在电源线路中的限压型SPD，当线路中因雷击或电源波动引起的浪涌过电压达到SPD启动电压时，限压型SPD中氧化锌压敏电阻某一芯片首先导通,迅速将过电流对地泄放,被限制在某一低电位，而其余的氧化锌压敏电阻芯片未导通，把浪涌过电压传播到设备端，使设备承受比雷击或电源波动引起的浪涌过电压更高的浪涌过电压，造成终端设备的损失。
氧化锌压敏电阻通过多片的并联组合，提高其通流量和抗击雷击电流的能力，但是不同配方组成的MOV基片的电气性能存在差异，即使同配方组成的MOV基片的电气性能也存在差异，在组装SPD时，要求尽可能选择压敏电阻芯片的参考电压、动态电阻等电气参数基本相等（参考电压≤5V），否则可能出现差模过电压对被保护设备的损坏，特别是在检查维修时发现，SPD中某一芯片损坏时，应当整体更换SPD，而不应该只更换某一芯片（相同型号）。
陈先生
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