最近,一場大雷雨擊毀了我的個人電腦(PC)電源和主機板。雖然我當時不在家,但很確定是這場暴風雨和雷電交加的某種突波(surge)所導致的,而不是隨機或碰巧發生的故障,因為在同一交流電(AC)線路上的印表機和纜線數據機也被摧毀了。此外,我知道這不僅僅是電源的問題,因為我更換了供應商提供的替代電源線(40美元,2分鐘就換好了)後,並沒有讓我的PC「起死回生」。

我不確定閃電進入系統的「機制」是什麼,也不知道這種突波(或其他任何方式)是什麼樣子——當然,這只能透過當時連接至某種適當的儀控測試才能確認。但附近電路的其他電子元件都沒有受到影響,甚至是周圍一台便宜的AC供電時鐘都沒事——當附近燈光一陣閃爍之後,他們通常會在瞬間掉電後重設為12:00。

lightning

沒錯,這些事情都可能會發生。但在出現這些情況後,很自然地會想著如何避免這種情況的發生,即使這次為時已晚。我發現在插入這些東西的電源板上有一個標籤,其上標註著它內建「突波保護」功能,但並未指定額定值大小。如果我要為其實施一款獨立的突波保護器(SPD),我想應該先進行一些研究,評估一下理想的額定值。

也許這沒什麼好大驚小怪的,但我一直感到十分困惑。為什麼會這樣?當然,突波和暫態基本上就是令人困惑的話題。首先,並沒有真正的突波保護器或突波抑制器,因為這些都是大眾市場上消費文獻的說法,更準確的名稱應該是「暫態保護器」(transient protector)。此外,還有一個區別在於:突波吸收器(surge arrester)是將較高電壓暫態引導至地,而突波抑制器(surge suppressor)則可吸收能量,並將其作為熱量重新發射。

這就引發了三個非專業術語的問題:你覺得需要多少所謂的突波保護才夠?如何獲得?以及要設計在哪裡?針對第一個問題,大家分別出了各種不同的數字。一些可信度待查的部落格和網站分別推薦了200、400甚至600焦耳(J)。我其實並非想找到在雷擊中房子時保護設備的辦法,只是為了解決與線路有關的問題。但這些資訊都沒注意到,它不僅牽涉到焦耳「能量」額定值大小的問題,同時也與能量傳播的時間有關。此外,還必須考慮一些產業與法規標準,例如UL1449——「突波保護裝置標準」(Standard for Surge Protective Devices)。

另一方面,有些可靠的消息來源則花了很多時間討論整個現場保護(房屋、辦公室建築物或工廠廠房)的重要問題,但這並不是我此時所關注的。他們提供的一些基本選擇包括開路保護或短路保護。這可透過電壓擊穿裝置(氣體放電管和火花隙)、限壓裝置(金屬氧化物壓敏電阻或雪崩二極體)、頻寬抑制器(各種濾波器、電感器和電容器)以及甚至是隔離裝置(光隔離器)和光纖(顯然並不適用於這個問題)作為主要技術來實現。他們還指出,由於電擊突波和反射的性質,單個保護裝置或子系統的位置如果距離待保護的裝置或其AC插座太遠,實際上也可能無法發揮防護作用。

假如決定要怎麼做之後,也還有其他幾個問題。根據這些可靠消息來源指出,某些類型的SPD如果反覆遭受「雷擊」,甚至是在其可承受的額定值範圍,確實會因過度應力而被擊穿;因此,也有人建議應該每隔幾年更換一次SPD。更糟糕的是,有些來源提到美國亞特蘭大市(Atlanta, GA)的國家電力能源測試、研究和應用中心(NEETRAC)報告指出,許多突波保保護裝置事實上並未依據ANSI、IEEE、UL、IEC或其他安全標準的規格要求執行。

坦白說,最後這個壞消息一點都不令人意外...

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