surge protection device SPD

1. 簡介

UL14494 4th Ed 定義的SPD類型：1- 永久連接的 SPD，用於安裝在服務變壓器的次級與服務設備過流裝置的線路側或負載側之間，或電表前。2-永久連接的 SPD，用於安裝在服務設備過流裝置的負載側；包括位於分支麵板的 SPD。3-使用點 SPD，安裝在距離電氣服務麵板至少 10 米（30 英尺）的導體長度處，或插座裏。1+2 和+3 組件 SPD-僅用於工廠安裝在另一台設備（例如配電盤或配電板）中，必須通過與列出的外部 SPD 相同的所有電氣安全測試。4-組件由一個或多個類型 5 組件以及斷路器（內置或外置）或符合限流測試的裝置組成。5-（第 4 版更新）分立元件浪湧抑製器，例如可安裝在 PCB 上、通過其引線連接或安裝在具有安裝裝置和接線端子的外殼內的 MOV。

我覺得這種定義有點蠢，好比把燈分為廚房燈臥室燈，其實可能是同樣的東西。應當按構建分類，這篇文章更好一些：Leviton Surge protector Type 1, 2 & 3。

下圖左是Eaton 36KA在Amazon上評價4.7分的SPD，設計很簡陋。注意UL1449 4th 對Type2隻是測量方法和兼容性等，核心的東西一樣。評價1分的典型案列，是家裏所有的110V設備連同保護器都被燒毀了。所有的SPD都可能在閃電下被燒毀，閃電的功率可以高達2.5億KW，電壓可以高達1億V。有人建議50KA的產品，如下圖右1的HOM250PSPD，直插Hom-Plug-On-Neutral電板。下圖右是Siemens 65KA的。

2. 原理

https://www.youtube.com/watch?v=XQ4pdsEFpAI 下圖左是最簡單的電路，前端的熔絲用以切斷主電路，老師標注的紅線是熔絲可能在SPD支路上隻切斷自身。美國多用LED指示的，可以用10A125C的溫度熔絲，主電路靠入戶的總開關來切斷。如果因時間短沒切斷而用戶也沒發現SPD已經壞了，當然就不再被保護了。主電路的如200A熔絲價格約1.67美元，但是帶熔絲的開關板通常比電表板還貴。

主要元件Metal Oxide Varistor壓敏電阻，MOV14D471K/511K是300/320V 4.5KA，用於北美可以在縱向用271K 175V橫向用511/561K加放電管。串接的放電管2R800L是為了減弱壓敏電阻的漏電，後者隨時間性能劣化，因此Square D的SPD保證是3年或5年。對於有耐壓測試的設備如電源用1KV測試，放電管就得取2KV的，那麽2KV以下SPD不動作，但設備可能已經燒壞了。   

Eton裏的Littelfuse_Varistor似乎是1kA。bourns cvq 175K14/20/23分別是6/12/15KA，1A/1KA時壓降是400/750V。這裏K前麵的數字是電壓，後麵的是直徑。CVQ比14D 20D(6.5KA)更專業但零售少。 V25S140P是140Vrms 22KA，最大鉗位電壓350V，售價$2現漲到$3.15。yageo/271KD53 75KA，直徑53mm厚6.7/8.1mm，前麵數字是1ma下壓降，175/320V的型號分別是271K/511K，60pcs單價$7.45，台灣產無任何保證。 

有人說零線建議為10mm2或美規#7，但UL批準100KA B0D2W46FJ3的引線不過#12。上麵所說在1KA下的壓降是750V，國內測試有用2KV/1KA，14D可以通過4KV測試，6KV測試時14D元件的電壓超過1KV。家用設備多是直接整流開關電源，前麵沒有附加的變壓器或電感器的話，被燒壞的可能性很大。對此，美國官員未必懂；上個世紀末美國開始數字電視時，官員說隻需10美元加個調諧器。

結論：目前的SPD都是有缺陷的，還需要所有的電子設備的電源能承受至少1KV的市電電壓。

 

https://www.youtube.com/watch?v=-ehw6uZOOfw#t=9m40s 國產XFD-20，動作電壓約600V，封膠裏麵是壓敏電阻，過壓導通後的大電流使得焊錫熔化，彈簧將顯示臂下拉，全綠色的窗口有一半變紅；過流可能是斷路也可能是短路，放電管擊穿厚很可能是短路，短路的話前麵的空氣開關會跳閘；此時若手動合上空氣開關，SPD可能再次冒火燒毀。注意國產的Uc有275/385V幾種，北美用275V 2P勉強。https://www.chenzhu-inst.com/knowledge/783.html