電源防雷器（Surge Protective Device, SPD）作為低壓配電系統中抵御雷電和操作過電壓的第一道防線，廣泛應用于建筑、工業、通信及能源等領域。然而，SPD并非“一勞永逸”的設備，其內部核心元件（如氧化鋅壓敏電阻MOV、氣體放電管GDT等）在長期運行或多次浪涌沖擊后會發生性能退化甚至完全失效。若未能及時識別和處理，不僅會喪失防雷保護功能，還可能引發短路、起火等次生安全事故。因此，深入理解電源防雷器的常見失效模式，對保障系統安全具有重要意義。

一、漸進性老化失效（性能衰減型）

這是最常見的失效形式，尤其在頻繁遭受小能量浪涌（如開關操作、電網波動）的環境中。以主流的金屬氧化物壓敏電阻（MOV）為例，每次過電壓動作都會導致晶界微區發生不可逆的物理化學變化，表現為：

漏電流逐漸增大：正常狀態下MOV漏電流為微安級，老化后可升至毫安級，導致持續發熱；

壓敏電壓下降：原本標稱470V的MOV可能降至400V以下，使設備在正常電壓下即處于“導通”邊緣；

能量吸收能力減弱：面對同等強度雷擊，老化的SPD無法有效鉗位，殘壓升高，失去保護作用。

此類失效過程緩慢且隱蔽，設備外觀無異常，但防護能力已嚴重退化，屬于“帶病運行”狀態，極具危險性。

二、熱擊穿與短路失效（災難性故障）

當SPD遭遇超出其承受能力的大能量雷擊（如直擊雷），或因長期老化導致漏電流過大而散熱不良時，內部溫度急劇上升，可能引發熱失控（thermal runaway）。此時MOV呈現低阻態，相當于將相線與地線直接短接，形成持續工頻短路電流。若上級后備保護器（如斷路器或專用GSSCB）未能及時分斷，將導致：

SPD外殼熔化、冒煙甚至起火；

配電線路過載，引燃周邊可燃物；

整個回路失電，影響關鍵設備運行。

此類失效具有突發性和破壞性，是電氣火災的重要誘因之一。

三、開路失效（保護功能喪失）

在某些情況下，SPD也可能發生開路失效。例如：

氣體放電管（GDT）在多次大電流放電后電極燒蝕，無法再導通；

MOV因極端過壓瞬間炸裂，內部連接斷開；

焊接點或引線因熱應力疲勞斷裂。

開路失效雖不會引發短路風險，但會使防雷回路“形同虛設”，雷電能量直接侵入后端設備，造成芯片燒毀、控制系統癱瘓等后果。由于無明顯外部征兆，往往在雷擊事故發生后才被發現。

四、機械與環境因素導致的失效

除電氣應力外，外部環境也會影響SPD壽命：

高溫高濕：加速MOV老化，降低絕緣性能；

粉塵污染：在潮濕環境下形成導電通道，引發表面閃絡；

振動沖擊：導致內部元件松動或焊點脫落；

安裝不當：如接地線過長、接線松動，增加殘壓并影響泄流效果，間接誘發早期失效。

五、失效監測與應對策略

為防范上述失效風險，應采取以下綜合措施：

1. 配置狀態指示與報警功能：優質SPD通常設有機械式或電子式狀態窗口（綠色正常/紅色失效），部分高端型號支持干接點或Modbus輸出，可接入監控系統實現遠程告警；

2. 強制安裝后備保護器：依據GB 50057等規范，SPD前端必須加裝專用后備過電流保護器（如GSSCB），確保在短路時快速切斷，防止火災；

3. 定期巡檢與預防性更換：建議每1–2年使用專用測試儀檢測漏電流、壓敏電壓等參數；對于雷暴頻繁地區或關鍵設施，即使未動作也應按5–8年周期強制更換；

4. 選用具備熱脫扣機構的產品：現代SPD普遍集成熱熔斷器（Thermal Disconnect），當MOV過熱時自動斷開與電路的連接，避免熱擊穿。

結語

電源防雷器的失效并非偶然，而是材料特性、使用環境與維護管理共同作用的結果。其失效模式多樣，既有“靜默退化”，也有“突發災難”，對系統安全構成潛在威脅。唯有通過科學選型、規范安裝、智能監測與定期維護，構建“可感知、可預警、可隔離”的全生命周期管理體系，才能真正發揮SPD“防雷衛士”的作用，筑牢電氣安全防線。