UL 1449 突波保護器標準更新：新增潮濕環境應用測試要求
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主要針對壓敏電阻 (Metal Oxide Varistors, MOV) 或氣體放電管 (Gas Discharge Tube, GDT) 產品新增在潮濕環境 (damp location) 應用下的安全要求。本文將說明潮濕環境的定義、標準對產品在潮濕環境中應用時要求的性能條件、以及該進行那些符合性測試。
本文刊登日期：2022 年 10 月 20 日
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突波保護器 (surge protective devices, SPDs) 向來被視為電子設備中最重要的一道防護 ── 其能防止雷擊造成的電力及功率遽動，讓被保護的設備不會受突如其來的電力衝擊而損壞。突波保護器可以是一個獨立設計的完整設備，也可以被設計為元件，安裝在具電力系統的電氣設備中。
突波保護器的使用因終端使用者而異，但其被賦予的安全作用始終極為關鍵，因此受到法規的強制規管。其中 UL 1449 系列即是現今業者在申請市場准入甚為熟悉的標準要求。
隨著電子設備的益加複雜化，同時在越來越多產業領域應用的趨勢下，如 LED 路燈、鐵道、5G、太陽能和車用電子等，突波保護器的使用與發展正在快速增加，因此標準毫無懸念地需要與時俱進更新。
潮濕環境的定義
無論是美國消防協會 (National Fire Protection Association, NFPA) 的 NFPA 70，或是美國電工法 (National Electrical Code®, NEC)，皆已對「潮濕環境 (damp location)」有明確的定義：
Locations protected from weather and not subject to saturation with water or other liquids but subject to moderate degrees of moisture.
不受天氣影響的地點，且其不會被水或其他液體浸透，然而卻會受到適度的潮濕影響。
具體來說，諸如帳篷、開放式門廊、以及地下室或冷藏倉庫…等，皆是法規中所指的會經受適度潮濕 (濕度) 之地點。
因此當突波保護器，如壓敏電阻，被安裝在終端產品中，就極有可能因終端產品所安裝或使用的環境受到濕度影響，而必須將突波保護器在這類潮濕環境中仍能否達到一般環境下的安全性能納入重要考量。
潮濕環境下的產品性能評估要求
許多標準皆有明文要求產品必須通過一系列的可靠性測試，以驗證產品壽命週期中的性能表現，如執行高溫高濕、冷熱衝擊、振動及摔落測試項目等；而涉及潮濕環境的模擬測試，主要會以恆溫恆濕測試為評估，尤其會採用 85°C 溫度 / 85% 濕度 (一般稱為「雙85 試驗」) 和 40°C 溫度 / 93% 濕度這兩組參數組合。
恆溫恆濕測試旨在透過實驗手法加速產品的壽命，以有效評估產品抗老化能力，其中包括考量產品在特殊環境下是否具備壽命長、損耗小等特性。
在我們一項對產業問卷調查的結果即顯示，已有相當多的終端產品製造商正對產品內部使用的突波保護器及元件做溫濕度評估的要求。只是過去 UL 1449 標準尚未有相對應要求，故製造商必須在取得 UL 1449 符合性證書後，再自行進行額外的測試。而在此狀況下，一旦需要第三方公正認證報告，前述流程並不可行。再者，終端成品在申請 UL 認證時，亦會遇到因內部採用的壓敏元器件認證報告未納入潮濕環境應用測試，而需要進行額外評估的狀況。
了解產業在實作上的需求，因此啟動了 UL 標準在這方面的更新行動。
標準所新增的相應測試要求
UL 1449 標準在近期納入了產品在潮濕環境 (damp location) 應用的測試要求。因此製造商在申請 UL 認證時，已能選擇在測試案件中增加這項新的測試。
正如前述，潮濕環境應用測試，主要會採用「恆溫恆濕」的測試。以下即簡述我們如何驗證壓敏電阻 (MOV) / 氣體放電管 (GDT) 是否滿足潮濕環境應用的測試流程：
- 測試樣品首先會在 1000 小時的高溫高濕條件下進行老化測試，
- 接著將比對壓敏電阻的壓敏電壓、或是氣體放電管的崩潰電壓，以確認突波保護器/元器件是否能在長時間的潮濕環境下，仍保持其原有的保護性能。
《表一》為標準中分別針對 MOV 與 GDT 所施以的測試方式：
| MOV 測試項目 | GDT 測試項目 |
| 1. 壓敏電壓量測 (Varistor Voltage measurement)
2. 1000 小時高溫高濕條件 (Biased Humidity Test) 的老化測試 (1000hrs test at rated MCOV, 85±2°C / 85±2% or 40 ±2°C / 93 ±2%) 3. 重覆進行壓敏電壓量測 |
1. 崩潰電壓量測 (Breakdown Voltage measurement)
2. 1000 小時高溫高濕條件 (Biased Humidity Test) 的老化測試 (1000hrs test at rated MCOV, 85±2°C / 85±2% or 40 ±2°C / 93 ±2%) 3. 重覆進行崩潰電壓量測 |
一旦通過測試且成功取得 UL 認證後，該突波護器/元器件即能登錄在 UL Product iQ 產品線上認證目錄平台中，以供終端產品製造商查找已符合潮濕環境應用的產品型號 (如下圖所示)，並進而減省成品的整體認證流程。
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