參考資料之來源及日期： “SPD Basics” , Mar 10, 2020 , (網頁：https://www.ecmweb.com/power-quality-reliability/article/21125777/spd-basics)
參考資料之作者：Bryan Glenn

電氣配線系統及電氣設備經常會有電路開閉，而於電路導通的瞬間會產生暫態過電壓，此突如其來的電波容易使電路產生誤動作，長時間遭受此干擾會縮短線路及設備的壽命，嚴重情況會導致其因過載而損壞。當然自然界所生的雷電也是會對線路及設備造成影響的一種突波。參考資料作者Bryan認為設計突波保護方案對於減少不必要的當機時間及事故搶修成本至關重要，且除電力公司供電端要做此設計外，用戶端也應該要有配套措施。

作者Bryan介紹突波保護方案就是使用可抑制暫態突波的保護裝置，以前稱暫態突波抑制器(Transient Voltage Surge Suppressors, TVSSs)。現在大家改稱為突波保護裝置(Surge Protective Devices, SPDs)。它是透過使用金屬氧化物變阻器(Metal Oxide Varistor, MOV)來抑制標稱電壓下的電壓傳導。

作者Bryan不認為只用單個SPD就足夠保護線路及設備，他建議要分層保護，例如在總開關箱、配電箱，及不同級別設備位置，裝設不同合適類型的SPD。在美國國家電工法規(National Electrical Code, NEC)及其國家標準(ANSI / UL 1449)有分3種類型，分別簡介如下。最後，Bryan建議配電箱到電氣設備間導線裝設SPD的長度儘可能縮短，不要超過約0.9公尺(3英尺)，因為在理想狀態下，SPD可使小於約0.3公尺(1英尺)的絞線突波降低75%。

第一型：用於防止自然界打雷閃電所產生雷突波，係裝在接戶變壓器二次側與接戶開關過電流保護裝置線路側之間，屬固定式。
第二型：用於保護敏感電子設備，對抗殘餘電能、電動機所生突波，及其他線路或設備內部所生的突波，係裝在接戶開關過電流保護裝置負載側，屬固定式。
第三型：用電點SPD裝在配電箱到用電點導線長度10公尺以上情況，屬直接插入式或插座型。

我國也有參考IEC 61643-11標準訂定突波保護裝置之國家標準，CNS 15650-11 (102年版)低電壓突波保護裝置－第11部：連接低電壓電源系統之突波保護裝置－要求及試驗法。該標準也將SPD分成3種類型，依標準規定如下：
電壓開閉型(消弧型)：在無突波發生時具備高阻抗，但於電壓突波發生時可立即轉變為低阻抗之突波保護裝置。其常用組件為火花間隙、充氣管、閘流體。
電壓限制型(箝位型)：在無突波發生時具備高阻抗，但阻抗將隨突波電流及突波電壓增加而連續降低之突波保護裝置。其常用組件為變阻器及崩洩二極體。
複合型：用時具備電壓開閉型組件及電壓限制型組件之突波保護裝置。

從作用來看，我國國家標準的電壓開閉型SPD可對應美國第1型SPD，均可用於保護雷電突波。從組件來看，美國第1~3型SPD就相當於我國電壓限制型SPD，係透過變阻器來抑制突波。就前述美國規範而言，美國似乎沒有採用電壓開關型組件之SPD，但有明顯按線路及設備大小、裝設位置不同而製造出各別合適裝設的SPD。這樣可能比較有助於設計者提出足夠且有效的突波保護方案。以上提供給電力工程有關人員裝設突波保護裝置(SPD)參考。

(有關Bryan對SPD說明及裝設建議詳細內容請見參考網頁)

經濟部能源局109年度「電力工程技術規範研究發展及業務推動計畫(2/2)」
台灣綜合研究院電力工程研究團隊 編輯
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