防止浪涌抑制器引起火险的措施

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1、个人收集整理，勿做商业用途防止浪涌抑制器引起火险的措施含有晶体管的电器设备，特别是包含集成电路的设备（例如，个 人电脑、磁带录象机 ）当受到交流电源电压上的瞬态过压时容易受 到损害。当没有浪涌抑制器时，瞬态过压可能有一个高达 6000V 的峰 值的电压，这样就会毁坏晶体管、集成电路以及其他元器件。这些瞬 态过压通常是由雷击和开关阻抗负载而引起的。考虑到这些威胁性及 易受损性，将个人电脑或其他电路系统接入浪涌抑制器是一个很好工 程举措。在 20 世纪 80 年末期火灾调查组开始意识到浪涌抑制器可以引起 火灾，如此的认识导致火灾部门认为浪涌抑制器是导致火灾的原因。 例如：1. 华盛顿大学制作了一份

2、关于浪涌抑制器之火险的网页，其中谈 到在 1995 年二月底， 岛上的两个家庭因使用多功能电源浪涌 抑制器而导致火灾并且失去了家庭。 这个网页已经被设在加利 佛尼亚大学的安全办公室网站上。2. 美国州部于 1998 年 9 月发行了一个小册子标题为“浪涌抑制 器可以导致火灾” ，讲述火灾给日内瓦造成了 150000 美元的损 失，且在其他地方也有数起火灾发生。3. 1998年 8月 28日能源设备部发布一个 “所学到一课” 的网页， 并且附有于 1998年8月 28日在 中心浪涌抑制器引起火灾的照 片。这些网页内容仅仅反映了这些问题中的一小部分。许多发生过浪 涌抑制器着火的人很少会在网上谈论这

3、样的事情个人收集整理，勿做商业用途事实上，在家中或商业场所的着火原因从来都没有被真正了解过。因为在大火之后， 许多东西都是黑乎乎的一片且塑料壳体中的元器件 大都被火融化了，这使得拆卸和调查分析变的很困难。此篇文章仅涉及在单相 120V 交流电源电压上美国家庭和办公室 所使用的浪涌抑制器。我邮寄这篇文章的目的仅为了警醒公众有关浪涌抑制器之火灾危 害的问题。在文章末尾有一些技术的参考文献，并且我已经尽量缩减 这篇文章中的技术信息。压敏电阻器，是一种浪涌保护元件，于 1968 年由日本的电气公司发明，并且 从 1973 至 20 世纪 80 年代由通用电气公司在美国市场上拓展， 最后是。 至今在世界

4、上至少有 6 家生产压敏电阻厂家。压敏电阻的发展和世界 范围内的普遍出现的易受设备发展相一致。例如：私人电脑、电视机 以及集成电路中的立体声系统等在电源电压上都需要受到浪涌保护。连接在交流电源的压敏电阻通常是不具传导性的，当有瞬态过压 时，压敏电阻就具有传导性并且转移浪涌电流离开易受设备，与此同 时也限制了浪涌电压幅值。在 1989 年有超过 109 数量的压敏电阻在世界范围内销售。浪涌抑 制器内部的压敏电阻通常以接线盒式组装，但也可以采用其他形式。 并且在 20 世纪 80 年代每一年至少有 108数量的浪涌抑制器在世界范围 内销售。压敏电阻本身是一个不可燃烧的锌瓷片，但是压敏电阻的持续导

5、通就会导致其外部的环氧壳体像蜡烛一样燃烧。压敏电阻的低功损耗个人收集整理，勿做商业用途会使其变热从而导致其周围的塑料融化。在一些情况下，易燃的塑料 可能会被热压敏电阻器或燃烧的环氧壳体点燃。建议较高值 在交流电压下如果连接到交流电源上的压敏电阻器都设定为非导通的 则此交流电压至少为电源 -大地电压的 1.4 倍 ,并且最好为电源 -大地电 压的 2 倍 （也就是说对于在 120V 电源上使用的压敏电阻器，其最大持 续工作电压（）额定值至少要为170V,并且最好为250V）,这样压敏电阻器 引起火灾的可能性就降低了。尽管如此，几乎所有美国浪涌抑制器的生产厂家仍将抑制器使用在120V电源上，且最大

6、持续工作电压（）额定值仅为130V的压敏电阻器。这个最小的额定值在正常工作电压上不具有传导性。使用这种 具有最小额定值的压敏电阻器的好处就是在浪涌期间它可以提供最低 电压保护等级（在美国有时把它叫“钳位电压” ）。标题为“瞬态过压浪涌抑制器”的 1449 标准，分配到浪涌抑制器 的额定值以电压保护等级为基础， 330V 为最小的， 并且也是最好等级。 一些工程师批评在测试过程中包含操作额定值，这样就会限制安全范 围。尽管如此，没有电压额定保护值，厂家将仍会强烈要求尽可能最 低的电压保护等级。并且竞争性厂家之间的诉讼是关于不同的浪涌峰 值电流或不同的浪涌峰值电流波形，这样排除了消费者之间意义性的

7、 对比。额定值为 130V 的压敏电阻器，传导 0.001A 电流，电压为 200V。一般被认为是导通和非导通之间的界限：在幅值电压低于时，压敏电阻一般被认为是非导通的。 在美国使用的120V正弦曲线电压有一个人收集整理，勿做商业用途个大约 170V 的峰值电压。通过 170V 和 200V 两种电压的对比，可以 看出峰值电源电压和压敏电阻器开始传导的电压之间有一个仅 30V 的 差值。这个 30V 差值是很小的安全差值。此处有大量施用电压的干扰，此干扰可以导致峰值电压超过170V：1. 常规的 120/240V 系统上中性导体的缺失，可以导致建筑物内 半个支路上产生暂态过压。在暂态过压期间

8、60 正弦曲线波形 的有效电压值异常高且持续数分钟或几小时。2. 发生长时间的浪涌，但是具有把大量能量转换到传导性的压敏 电阻上的能力。 在配电系统中熔断器的中断是导致长时间浪涌的 一个原因， 另一个原因是在配电系统中开关功率 -因素纠正容器。3. 在有效电压为 60 正弦曲线波形期间，暂态过压值异常高且持续 一段时间。此种暂态过压的常见原因包括暂态负载吸合以及 25 的分配电源 降至 12 分配电源。压敏电阻器的设计目的在于吸收被保护产品上低于 1 毫秒时间的 暂态过压，而不是调整持续的正弦曲线施用电压。选择具有较大额定 值的压敏电阻器可以有助于在暂态过压期间保护其不具传导性且免于 最终导致

9、的着火现象。许多年以来，浪涌抑制器的设计者简单地认为低电压保护等级可 以给设备提供最好的保护， 但并没有意识到这儿还有其他一些考虑 （例 如，避雷装置和抑制器的配置， 建筑物内浪涌抑制器之火灾） 。在 1990 年，和在实验室做了大量实验结果表明一个小的消费器具样品需要超个人收集整理，勿做商业用途过 2000V 开路浪涌峰值电压才会受到破坏。所以， 330V 和 500V 之间 的浪涌抑制器的电压保护等级的不同也就没有什么意义了。选择压敏电阻的额定值只很重要的，这不仅仅是因为能够避免因 交流电源上电压干扰而引起的火灾，而且因为需要配置浪涌避雷装置 和浪涌抑制器。在下一节中讨论配置这个问题。浪涌

10、避雷装置和抑制器的配置 浪涌保护采用两种形式：1. 浪涌避雷装置被连接到电源断路器控电板上，以防止浪涌进入 建筑物内的电线上，并对整个建筑物提供浪涌保护。 （例如， 十生.生.、雷击等等）2. 连接在墙壁式插座和易受设备（例如，电脑）之间的浪涌抑制 器经常置于外部的出线盒或设备本身之中。浪涌避雷装置和浪涌抑制器都是浪涌保护装置（）的一部分。一 般来说，浪涌避雷装置用于转移较大浪涌电流，并且可以比浪涌抑制 器吸收更多浪涌的能量。设计浪涌保护装置的工程师似乎是假设他们的产品是在建筑物中 单独使用。尽管如此，好的工程措施是在电线接入建筑物这一接线点 上使用浪涌避雷装置， 另外浪涌抑制器在墙壁插座上或

11、易受设备内部。 你将需要去配置避雷装置和抑制器，以使它们更好的协调工作。从 29 世纪 70 年代至 20 世纪中期，在美国常规做法是:一个额定值为 175V 的浪涌避雷装置 （也就是在 62.1-198/4 和 62.11-1987 中的最 低额定值）和一个额定值为 130V 的浪涌抑制器搭配使用。 但不好的是 此种常规做法导致了糟糕的配置，并且浪涌抑制器（具有较小浪涌能个人收集整理，勿做商业用途 量值）经常会被用于保护浪涌避雷装置（具有较大浪涌能量值） 。这种 常规做法源于浪涌抑制器由致力于高电压转移和分配的浪涌保护装置 的工程师设计 ,他们较关注的是作为测试和设计一部分的产品寿命长 短。

12、另一方面，浪涌抑制器在生产时几乎没有任何的工艺设计和测试 过程，仅仅简单包括一个接入出线盒中的额定值为 130V 的压敏电阻器 , 以获得最低电压保护等级。正如于 1987 年指出最好的设计是避雷装置的电压保护等级低于 浪涌抑制器电压保护等级。在 1991 年提出额定值为 150V 的浪涌制动装置连同额定值为 250V 的浪涌抑制器可以在 120V 的电源电压上使用。 如此配置浪涌避雷装置和浪涌抑制器有以下四点好处：1. 浪涌保护装置的较低成本。一个相对昂贵的浪涌避雷装置要求 在电源接入建筑物的接线点上使用，相对便宜的浪涌抑制器 （单价低于 5 美圆）要求在建筑物内和易受设备连接的墙壁式 插座

13、上使用。因为具有配置合适的浪涌避雷装置,所以浪涌抑制器可以使用一个尺寸为 7或10压敏电阻 ,而无需使用常规做 法中比较昂贵的尺寸为 14或 20 压敏电阻。2. 良好的电磁兼容性。因为在建筑物内有来自浪涌电流的较小辐 射磁场。3. 不受浪涌抑制器保护的墙壁插座上的较低浪涌电压。4. 浪涌引起抑制器爆炸的可能性降低。6步，参考：个人收集整理，勿做商业用途RB，1992 于 198 页；RB，1991 于 522 页。通过使用一个额定值为 150V 的避雷装置，对于从建筑物外部进入 的所有浪涌（例如雷击） ，可以在建筑物获得一个低电压保护水平。并 且对于在建筑物内发生的且时间低于几微秒的浪涌能够

14、被电器设备里 过滤器阻断，同时也被额定值为 250V 的浪涌抑制器所转移。虽然这不是常规做法，但当避雷装置失灵时，可以设计一个能够 切断 60 电流的避雷装置。 这样即使在避雷装置失灵后仍可以保护建筑 物内的设备。例如，压敏电阻可以被包含在热断路器组装中，失灵压 敏电阻的热量可以使中断器脱扣。雷击中的大量浪涌电流、 或者在交流电源上较大的 60 故障电流可 以导致浪涌保护装置爆炸。你要庆幸的是浪涌避雷装置爆炸而不是浪 涌抑制器爆炸。因为避雷装置一般都配置在金属断路器控电板上或施 用房间里，在此处发生爆炸伤害性比较小而且附近有较少的易燃物。 相反地， 浪涌抑制器都配置在房间的桌底下， 且人们都在

15、房间内工作。生产厂家的措施在 20 世纪 70 年代末，通用电气公司已经意识到他们其中一些浪 涌抑制器发生着火现象。 对于发生的这些事故， 通用电气公司于 20 世 纪 70 年代晚期对在 120V 电源上使用的浪涌抑制器做出两项改革：1. 包括一个热中断器，它可以从电源端切断热压敏电阻，而且其个人收集整理，勿做商业用途期望在压敏电阻环氧壳体之前开始燃烧。2. 将压敏电阻最大持续操作电压额定值（）从 130V 增加到 170V 以便在正弦峰值电源电压和压敏电阻开始传导一定电流的最小 电压之间提供一个较大的安全幅值。不顾通用电气公司浪涌抑制器的设计和改革 , 在 20 世纪 70 年代 市场上出

16、售的浪涌抑制器大都继续使用额定值为 130V 的压敏电阻。而 且不顾 20 世纪 70 年代浪涌抑制器的设计和 20 世纪 80 年代早期的几 项专利要求， 大约在 1998 年以前市场上出售的浪涌抑制器大多仍没有 热中断装置。热中断装置（有时叫“热切断器” ，口语或叫“热熔断器” ）在当 装置温度超过额定温度时，可以切断电流。热中断装置通常包括蜡封 颗粒，其在一定温度下可以融化并通过弹簧去中断电气连接。热中断 装置在许年前就已经使用了，所以它不算是一种新元件。于 1998 年 2 月生效的 1449 标准第二版本，要求浪涌抑制器可以 通过安全方式失灵，或连接到 2 倍电源电压上大约 7 个小时后仍完好 无损。要想通过这个测试且在浪涌期间仍有一个低电压保护水平的最 好办法就是在压敏电阻