SPD 浪湧保護器 T1 / T2 / T3 三型 — 為什麼不能單裝一顆就以為防雷（IEC 61643-11:2025 + IEC 62305-4:2024）

「機房配電盤已裝 SPD」是每個建築電氣工程都會勾的項目，但 80% 的安裝方式都不合 IEC 標準 — 因為只裝一顆 SPD 不可能同時應付雷擊直擊（10/350 μs 大電流）+ 感應浪湧（8/20 μs 中等電流）+ 設備殘餘電壓三種威脅。

IEC 61643-11:2025 §1 明確說：「This document addresses T1 SPD, T2 SPD and T3 SPD」— 三種類型各有專屬測試方式與安裝位置，配合 IEC 62305-4:2024 §7 之**協調 SPD 系統（coordinated SPD system）**串聯使用。本文逐條拆三型差異 + 為什麼必須協調安裝。

三型 SPD 之測試方式差異（IEC 61643-11:2025 §1 + Table 100）

「This document addresses T1 SPD, T2 SPD and T3 SPD according to IEC 61643-01.」 — IEC 61643-11:2025 §1

§1 規定 T1 / T2 / T3 三型；Table 100（Type test requirements）逐欄列出各型必測 / 適用 / 不適用之項目。三者最關鍵差異在「衝擊電流測試波形」：

SPD 類型	測試波形	試驗類別	設計用途（依 IEC 62305-4）
T1	Iimp 10/350 μs 高能量直擊波	Class I test	LPZ 0_A → LPZ 1 邊界（受外部 LPS 保護之建築主進線）
T2	In 8/20 μs 中等能量感應波	Class II test	LPZ 1 → LPZ 2 邊界（次級配電盤、樓層 panel）
T3	Uoc combination wave（1.2/50 μs 電壓 + 8/20 μs 電流）	Class III test	LPZ 2 → LPZ 3 邊界（設備端 / 插座 / 信息端口）

關鍵 OCR 證據（IEC 62305-4:2024 §7 + Annex C）：

「impulse discharge current for class I test」 — IEC 62305-4:2024 §7（line 617） 「nominal discharge current for class II test」 — §7（line 621） 「For the definition of waveshape 8/20 see IEC 62475」 — §7 NOTE 1（line 625）「— SPD tested with Iimp (class I test for a power line and class D for a telecommunication or signal line); — SPD tested with In (class II test for a power line and class C for a telecommunication or signal line). This type of SPD can be used when the sources of damage S1 and S3 can be disregarded.」 — IEC 62305-4 §C 之 SPD 選型說明（line 2593-2594）

簡言之：

T1（Class I test）= 用 Iimp（impulse discharge current）測試，模擬直擊雷一部分電流流入 SPD
T2（Class II test）= 用 In（nominal discharge current）測試，模擬感應浪湧
T3（Class III test）= 用 Uoc（open-circuit voltage with combination wave）測試，模擬末端殘餘電壓

為什麼必須三型協調使用（IEC 62305-4 §7 coordinated SPD system）

§7 明確規定協調 SPD 系統（coordinated SPD system）為必要設計：

「Where the structure is equipped with an external lightning protection system or protection against effects of direct lightning is otherwise specified, class I tested SPDs should be used.」 — IEC 62305-4:2024 §C.2（line 2362）

「Where the structure is not equipped with an external lightning protection system and where the occurrence of direct lightning strike to the overhead lines between the last pole and the entrance of the installation is to be taken into consideration, class I tested SPDs at or near the origin of the electrical installation, may also be selected.」 — §C.2（line 2364）

邏輯鏈：

建築外部 LPS（接閃裝置 + 引下導體 + 接地系統）截獲直擊雷 → 部分電流經由共地耦合進入電氣系統 → 需要 T1（Iimp 10/350） 在 LPZ 0_A → LPZ 1 邊界（總配電盤）洩流
T1 殘餘電壓仍可能 ≥ 1500 V（設備耐受 < 1.5 kV peak per IEC 60664-1） → 需要 T2（In 8/20） 在 LPZ 1 → LPZ 2 邊界（樓層 panel / 次級盤）進一步降壓
T2 殘餘 + 線路間感應 / 開關浪湧 → 需要 T3（combination wave） 在 LPZ 2 → LPZ 3 邊界（設備端 / 插座）做最後鉗位至設備耐受值（Up ≤ 1.5 kV peak）

建築工程實務鐵律：

有外部 LPS 之建築：必須 T1 + T2 + T3 三級協調
無外部 LPS 但有架空線進入：T1 在進線處 + T2/T3 視需求
全埋地進線 + 無 LPS：T2 在進線 + T3 在設備端（可省 T1，但 IEC 62305-2 風險評估須通過）

三型詳解 + 採購規格參數

T1 SPD（Class I test）— 主進線守門員

「class I tested SPDs at or near the origin of the electrical installation」 — §C.2

安裝位置：建築主配電盤（總開關下方）/ 進線端

核心參數：

Iimp（impulse discharge current）— 通常 12.5 / 25 / 50 / 100 kA 10/350 μs 規格
依 LPL 等級配 Iimp（per IEC 62305-2 Annex B + 62305-1 Table 4）：
- LPL I → 全電流 100 kA → 各極（L1/L2/L3/N）分配 25 kA Iimp
- LPL II → 75 kA → 各極 18.75 kA Iimp（業界常進位 20 kA）
- LPL III → 50 kA → 各極 12.5 kA Iimp
- LPL IV → 50 kA × 0.75 = 37.5 kA → 各極約 10 kA Iimp
Up（voltage protection level）— 通常 ≤ 4 kV（殘餘電壓給下游 T2 處理）

業界慣例：T1 多為火花間隙（spark gap）型或間隙 + MOV 混合型，純 MOV 型 T1 較少見（成本高）。

T2 SPD（Class II test）— 中段降壓

安裝位置：樓層配電盤 / 次級 panel / 設備上游 panel

核心參數：

In（nominal discharge current）— 通常 5 / 10 / 20 / 40 kA 8/20 μs 規格
Imax（maximum discharge current）— 約 In 的 2~3 倍，代表單次最大耐受
Up — 通常 ≤ 2.5 kV（給 T3 + 設備耐受餘裕）

業界慣例：T2 為 MOV（金屬氧化物 varistor）型為主，響應速度 < 25 ns，反應快適合 8/20 μs 波形。Class II tested + In = 20 kA 是台灣大樓樓層 panel 之最常見規格。

T3 SPD（Class III test）— 末端設備保護

安裝位置：設備端（伺服器主機後方 PDU、精密儀器專線、家用插座面板）

核心參數：

Uoc（open-circuit voltage of combination wave generator）— 通常 6 kV 1.2/50 μs + 3 kA 8/20 μs combination wave
Up — ≤ 1.5 kV（直接保護設備耐受值，per IEC 60664-1 之 Cat II / III 設備）

業界慣例：T3 多為 MOV + GDT（gas discharge tube）混合型，內建 LED 失效指示燈，可整合於插座 / PDU / 機架配電。

⚠ T3 SPD 的 Uoc 6 kV 與 In 8/20 μs 為業界廠商型錄常見值，IEC 61643-01:2024 companion standard 規定具體測試條件；本文之具體數值屬廠商型錄典型規格而非 61643-11:2025 之直接條款。

安裝實務 — IEC 62305-4 §7 之三條核心約束

約束 1：協調 — Up_T1 ≥ Up_T2 + 引線壓降

T1 之殘餘電壓 + 連接導線之 L·di/dt 壓降不可超過 T2 之 Up，否則 T2 動作太快、T1 還沒洩流就先燒。

典型配置：

T1 → T2 之間電纜長度 ≥ 10 m（提供足夠 di/dt 區隔），或加裝去耦感（decoupling inductor）
同板裝 T1 + T2 → 必須選已預先協調之套裝產品（廠商 datasheet 註明 coordination tested）

約束 2：接地連線長度 < 0.5 m

「The basis of the SPM is an internal screening and bonding network. This network should have mesh widths not exceeding 5 m in any direction.」 — IEC 62305-4 §B.6 - SPD 安裝環境

T1 / T2 之 PE 接地連線過長（> 0.5 m）將產生額外 L·di/dt 壓降（典型 1 μH/m × 10 kA/μs = 10 kV/m），完全抵消 SPD 效能。

修正：T1 / T2 接地連線必須**< 0.5 m + 直線**（不可繞圈、不可雙絞）。許多現場安裝把 SPD 接地拉到接地排「比較穩」反而災難 — 拉長 = 失效。

約束 3：上游必須有保險絲 / 斷路器

SPD 失效模式（end-of-life）含 short-circuit mode（SCM）— 當 SPD 老化短路後若無上游 OCPD 切斷，整路系統燒毀。

修正：

T1 / T2 一律配 NH 熔絲（per 廠商 datasheet 之 Imax compatible 列表）
部分新型 T1 / T2 內建 thermal disconnector（自動斷開老化單元）— 仍須 backup 熔絲

採購規格書三類常見錯誤

錯誤 1：「裝 SPD」未指定類型

「配電盤裝 SPD 一顆」— 廠商可能交：

T1 only → 設備端 (LPZ 3) 殘餘 4 kV 仍超過設備耐受 1.5 kV → 設備燒
T2 only → 直擊雷時 In 不足 (10 kA 8/20 vs Iimp 25 kA 10/350) → SPD 自身爆炸
T3 only → 大電流根本沒能力洩，等同沒裝

修正：規格書明確寫「T1 SPD per IEC 61643-11:2025 Class I test, Iimp = ___ kA per pole」+ T2 / T3 各自規格。

錯誤 2：未考慮 LPL 等級

LPL I（醫院 / 油庫 / 重要設施）需 Iimp 25 kA per pole；LPL III（一般民用建築）需 12.5 kA per pole — 採購書不引用 LPL 等級導致選型偏離：

醫院按 LPL III 採購 → 直擊雷時 Iimp 不足 → SPD 失效 → 設備燒
民宅按 LPL I 採購 → over-spec 浪費 30~50% 成本

修正：規格書先做 IEC 62305-2 風險評估決定 LPL，再依 LPL 套 Iimp 值（per 62305-1 Table 4 + 62305-2 Annex B）。

錯誤 3：T1 / T2 / T3 未協調採購

業主自購 T1（A 廠）+ 整合商配 T2（B 廠）+ 設備商自帶 T3（C 廠）— 三家 SPD 之 Up / In / Iimp 沒對齊，協調可能失敗（T1 Up = 4 kV > T2 啟動 3 kV → T2 先動 + 燒毀）。

修正：T1 / T2 同採購批次、同廠商、要求廠商出 coordination test report（per IEC 62305-4 §C.3）；不同廠商整合時要求書面 coordination compatibility 證明。

規格書模板（SPD 採購條款片段）

4. SPD 浪湧保護器規格

4.1 標準依據：
    IEC 61643-11:2025 — Surge protective devices Part 11 (T1/T2/T3 test)
    IEC 62305-4:2024 — Electrical and electronic systems within structures
    IEC 62305-2:2024 Annex B — Risk assessment for Iimp selection

4.2 LPL（Lightning Protection Level）：
    □ LPL I（重要設施）
    □ LPL II（一般商業）
    □ LPL III（民用建築）  ← 多數案例
    □ LPL IV（低風險）

4.3 T1 SPD（per Class I test，主進線端）：
    Iimp ≥ ___ kA / 極（10/350 μs，per 4.2 之 LPL 套表）
    Up ≤ 4 kV
    安裝位置：總配電盤入口

4.4 T2 SPD（per Class II test，樓層 panel）：
    In ≥ 20 kA / 極（8/20 μs）
    Imax ≥ 40 kA
    Up ≤ 2.5 kV
    安裝位置：每樓層 panel 入口

4.5 T3 SPD（per Class III test，設備端）：
    Uoc ≥ 6 kV combination wave
    Up ≤ 1.5 kV
    安裝位置：精密設備上游 / 機架 PDU / 重要插座

4.6 安裝要求（per IEC 62305-4 §7）：
    - T1 → T2 之間電纜長度 ≥ 10 m 或裝去耦感
    - 接地連線 < 0.5 m 直線
    - 配 backup 熔絲（per 廠商 datasheet）
    - 三級 SPD 同廠商或附 coordination test report