本系列針對現有SCB后備保護器中使用兩路形式設計的產品，不包括某些改進版。同時，測試中出現的問題為概率事件，但此概率為大概率事件。本實驗不去討論此種SCB在實際安裝中對保護線路等效電路的改變，只研究其功能問題。
現在市場上最多的SCB后備保護器設計中以兩路形式為主，一路為微斷固有的電磁線圈，一路為放電間隙等通流元件，設計理念為工頻電流流經線圈；雷電流沖擊流經放電間隙。
一、原理上存在盲點問題。
原理：兩路并聯線圈和放電間隙分別動作是基于短路側即電磁線圈側有瞬變脈沖流過時，線圈電感將阻礙電流流過并產生反向電動勢，使放電間隙兩端的電位差翻倍，從而使間隙點火通流雷電；幅值小未點火的雷電流靠短路側自身耐受。
圖1：SCB泄放雷電流通道原理
從設計原理分析：該類SCB后備保護器將出現以下問題：
兩路干擾：兩路彼此分工，在狹小的空間內造成相互電磁干擾和振動干擾。
必然盲點：小沖擊電流產生的反向電動勢不足以使間隙點火，自身跳開，產生盲點。
嚴重失效：由于盲點造成沖擊電流流過電磁線圈而跳開，電磁線圈將出現匝間擊穿，要得到設計初的反向電動勢更加困難。
當然，工藝上和選擇電極材料、放電間隙參數會使SCB后備保護器克服原理缺陷，但是我們測試中出現問題也成了大概率事件。
二、沖擊失效循環實驗。
1. SCB后備保護器不脫扣電流：In=60kA ，某些試品出現正負極性不同的盲點。
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沖擊電流 |
狀態 |
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0.1In |
正常 |
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0.2In |
正常 |
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0.5In |
正常 |
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1.0In |
正常 |
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-0.1In |
正常 |
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-0.2In |
正常 |
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-0.5In |
正常 |
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-1.0In |
跳開（極性盲點） |
2. SCB后備保護器不脫扣電流：In=60kA，跳開后復測，發現某些SCB電磁線圈有擊穿，整體性能失效。
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沖擊電流 |
狀態 |
電磁線圈L (10kHz) |
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1.0In |
正常 |
3.6H |
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-1.0In |
跳開（極性盲點） |
2.4H |
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1.0In |
跳開（失效） |
2.3H |
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1.0In |
跳開（失效） |
2.1H |
3. SCB后備保護器不脫扣電流：In=40kA，0.1和0.2倍In靠電極自身耐受未跳開，0.5倍出現盲點。
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沖擊電流 |
狀態 |
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1.0In |
正常 |
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0.5In |
跳開 |
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0.2In |
正常 |
| 0.1In |
正常 |
三、盲點帶來的問題。
1. 盲點將造成SCB后備保護器嚴重失效。
盲點將造成放電間隙這一路不起作用，沖擊電流使電磁線圈出現匝間擊穿，自身電感量下降。電感變小后其所產生的反向電動勢也將變小，此后無法再使放電間隙點火通流。換句話說，如果一個新的SCB，承受一次盲點沖擊電流的沖擊后，此SCB將脫扣并且有可能永不起作用，失效報廢。實際使用中，更多的是操作過電壓或小幅值浪涌，所以盲點必須測試并解決。
圖2：盲點將造成此電磁線圈部件參數變化
2. 盲點將造成SPD后備保護器保護失效（形式上）。
雷電防護中沖擊電流In值是設計SCB不脫扣電流的關鍵指標，如果小于In的雷電流均因SCB的盲點而跳開，那么本應保護線路的SPD將被SCB中僅剩的放電間隙隔離開。必將要考慮放電間隙與SPD串聯后的啟動電壓與限制電壓變化，整體保護設計將發生重大改變，甚至失去保護作用，這又回到了開篇我們明確不研究的串聯保護形式。
四、測試方法與標準建議。
正負極性不同的盲點，未來標準需要注意，不能只是正極。
要按梯度來進行0.1、0.2、0.5、1.0倍的盲點實驗。
同一型號SCB要在In下進行多次驗證，如15次In的動作負載預處理實驗。
綜上所述，現行標準GB18802.1/IEC61643.1中相關條款可以借鑒驗證SCB的沖擊性能：7.5.2. 用8/20沖擊測量殘壓中，規定了含開關型進行0.1、0.2、0.5、1.0In，正負極各一次。解決第1、2點；7.6.4. 動作負載預處理，解決第3點。
本文轉載自： 孫涌的優測實驗室
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