關于YD12352-2002《通信局(站)低壓配電系統(tǒng)用電涌保護器測試方法》的應用

關于YD1235.2-2002《通信局（站）低壓配電系統(tǒng)用電涌保護器測試方法》的應用編制人：金山引言1.1YD1235.2-2002《通信局（站）低壓配電系統(tǒng)用電涌保護器測試方法》是通信網(wǎng)上各類通信局站低壓配電系統(tǒng)用電涌保護器的檢測標準，該標準在緊扣通信網(wǎng)這一關鍵環(huán)節(jié)的基礎上，力求與國際上IEC61643-1、UL1449和IEEE62.62等標準接軌。

1.2

IEC61643-1主要由一些發(fā)達國家特別是以少數(shù)歐洲國家主草，所考慮的低壓配電系統(tǒng)的運行質(zhì)量、防雷及電涌保護措施以及通信系統(tǒng)接地情況等，同我國現(xiàn)實情況都有著明顯的不同。而UL1449是一類是純粹關心SPD安全性問題的國際防雷檢測標準。盲目照搬某一標準特別是國際標準將難免要脫離國情。1.3本標準在編寫過程中將國內(nèi)外標準的有關規(guī)定、我國通信局(站)的實際條件、以及各種電源SPD的使用現(xiàn)狀相融合，對國際電工委員會標準IEC61643-1相關內(nèi)容進行了發(fā)展與完善，形成了適合我國通信局(站)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢的低壓配電系統(tǒng)用電涌保護器的技術(shù)要求和測試方法。使國際IEC61643-1標準在我國通信行業(yè)得到進一步發(fā)展和完善。1.4本次講座主要是面向通信運營企業(yè)一線運維骨干人員，因此講解內(nèi)容著重闡述電浪涌保護器的檢測參數(shù)及其基本概念、檢測過程和檢測結(jié)果與SPD品質(zhì)的關系。

2.

范圍

YD1235-2002標準規(guī)定了通信局(站)低壓配電系統(tǒng)用電涌保護器的定義、分類、技術(shù)要求、檢驗規(guī)則和試驗方法。適用于通信局(站)低壓配電系統(tǒng)各級用電涌保護器（如配電變壓器低壓側(cè)、配電室及電力室交流輸入端、各機房交、直流配電柜(箱)等）的質(zhì)量檢驗與評定。集成在設備中的電涌保護器可參照執(zhí)行?；靖拍?.1電涌保護器surgeprotectivedevice，SPD

通過抑制瞬態(tài)過電壓以及旁路電涌電流來保護設備的一種裝置。它至少含有一個非線性元件。

限壓型SPD

電壓開關型SPD

組合型SPD在我國通信行業(yè)低壓配電系統(tǒng)目前所使用的電涌保護器大多由無間隙氧化鋅壓敏電阻所組成的限壓型電涌保護器，由于該類防雷器避免了間隙型防雷器所存在的工頻續(xù)流、響應時間慢和放電特性不穩(wěn)定等諸多弊病，而且該類電涌保護器的耐感應雷能力又極高，可達到150kA以上，因此該電涌保護器已被廣泛應用于通信局站的通信系統(tǒng)雷電防護。

氧化鋅壓敏電阻是利用氧化鋅所具有的非線性伏安特性而進行通信系統(tǒng)雷電防護的，其雷電防護機理如下：圖1ZnO壓敏電阻的伏安（V-I）特性曲線UI1區(qū)1區(qū)2區(qū)2區(qū)3區(qū)3區(qū)歸納以上內(nèi)容我們可以總結(jié)出以ZnO

壓敏電阻為主體的限壓型電涌保護器具備以下基本特性：電壓非線性系數(shù)很大，漏電流小，限制電壓低；吸收脈沖電流能力強(可達到150kA以上)；不會產(chǎn)生續(xù)流，對承受浪涌電流的工作壽命長；對陡峭上升的暫態(tài)脈沖電壓響應時間快(可達到20ns量級)，脈沖放電特性穩(wěn)定；

可根據(jù)工作電壓水平，設計出各種所需壓敏電壓特性的電涌保護器；綜上所述，以ZnO

壓敏電阻為主體的限壓型電涌保護器在通信防雷工程中可以起到如下作用

能夠可靠分辨出浪涌電壓和正常工作電壓，并能夠?qū)擞侩妷嚎煽宽憫?/p>

在吸收浪涌過程中，電涌保護器的限制電壓被限制在低于被保護設備的耐壓水平上(通過氧化鋅設計達到)

；吸收浪涌過程結(jié)束后，電涌保護器立刻停止工作，并準備好吸收下一次浪涌

3.2SPD的輸入輸出端口

3.2.1一端口電涌保護器one-portSPD

一種與被保護電路并聯(lián)連接的SPD。它可以有分離的輸入和輸出端子，但無專用的串聯(lián)阻抗插入在輸入與輸出端子之間

3.2.2二端口電涌保護器two-portSPD

一種有輸入及輸出兩組端子、且在其間插有專用串聯(lián)阻抗的SPD

一端口電涌保護器結(jié)構(gòu)和保護原理圖如圖2所示

SPD圖2一端口電涌保護器結(jié)構(gòu)和保護原理圖接入設備線被保護設備輸入端輸出端一端口SPD二端口電涌保護器結(jié)構(gòu)和保護原理圖如圖3所示：Z粗保護SPD精細保護SPD圖3二端口電涌保護器結(jié)構(gòu)和保護原理圖接入設備線被保護設備輸入端輸出端二端口SPD3.3保護模式modesofprotection定義：用于描述配電線路中SPD保護功能配置情況。

3.3.1在交流配電系統(tǒng)中分為相線與相線(L-L)、相線與地線(L-PE)、相線與中性線(L-N)、中性線與地線(N-PE)之間等四種保護模式

;3.3.2在直流配電系統(tǒng)中分為正極與負極（V+-V-）、正極與地線（V+-PE）、負極與地線（V--PE）之間等三種保護模式。注：限壓型SPD和具有限壓特性的組合型SPD可用于任一保護模式。電壓開關型SPD和具有開關特性的組合型SPD因存在尚待進一步研究的續(xù)流遮斷能力及其試驗方法問題，不宜在除N-PE外的其它保護模式中推廣使用

保護模式的選用主要依據(jù)通信局站低壓配電系統(tǒng)的供電方式，通信局站常采用兩種供電方式

a)一種是TN系統(tǒng)(包含TN-S系統(tǒng)、TN-C-S系統(tǒng)和TN-C系統(tǒng)),對于TN系統(tǒng)供電方式可選用4模式或7模式限壓型SPD或者3+1模式的SPD(L-N為3個限壓型SPD，N-PE為1個開關型SPD)；b)另一種是TT系統(tǒng)，對于TT系統(tǒng)供電方式必須選用3+1模式的SPD。

以上內(nèi)容在《通信局站在用防雷系統(tǒng)技術(shù)要求和檢測方法中已經(jīng)給予了詳細講解，因此不再贅述。3.4SPD的安全性能檢驗

3.4.1最大持續(xù)運行電壓maximumcontinuousoperatingvoltage，UcSPD在運行中能持久耐受的最大直流電壓或工頻電壓有效值。

3.4.2暫時過電壓

temporaryovervoltage,UT

具有一定幅值，并能持續(xù)相對長時間的工頻過電壓

.接上頁3.4.3分離裝置（脫扣裝置）SPDdisconnector

當SPD損壞時，使其與配電系統(tǒng)斷開的一種裝置。

SPD分離裝置是通過熱穩(wěn)定試驗進行考核的，熱穩(wěn)定測試是電涌保護器安全性能測試中最關鍵的一項測試，它對于電涌保護器中分離裝置的靈敏性、可靠性和合理性都予以了相應的考核檢驗。其具體技術(shù)要求和試驗方法如下：接上頁試驗適用于安裝在L與N或L與PE間的SPD。本試驗不考核輔助電路。試驗電路如圖6所示。

ASPD圖6熱穩(wěn)定性測試系統(tǒng)原理圖將SPD試品與供電電源相連，供電電源的輸出電壓和功率應足夠高，以使得SPD中能有下列電流持續(xù)流過：5A,2.5A,1A,320mA,80mA,20mA，容許偏差為±10％。每一電流值應持續(xù)一段時間，直到SPD達到熱平衡，即在10min內(nèi)其溫度的增加值小于2℃。如果SPD脫扣裝置動作，就中止該電流值的試驗。接上頁接上頁更新試品并繼續(xù)進行余下電流值試驗。在試驗過程中，不斷監(jiān)測SPD的表面溫度和SPD中流過的電流。試驗結(jié)果應滿足下述要求：a)SPD持續(xù)通過每一檔試驗電流等級時，都應能達到熱平衡或使其分離裝置動作；b)在試驗期間，SPD的表面溫度應始終低于120℃；分離裝置動作后在5min內(nèi)，SPD的表面溫度應低于80℃；c)如果SPD的分離裝置動作，則應對SPD施加2Uc的工頻電壓，持續(xù)1min，此時流過SPD的電流應不超過0.5mA。3.4.3

二端口的附加試驗（1）額定負載電流ratedloadcurrent，IR

能夠通過二端口SPD的最大負載電流。（2）電壓降（用百分比表示）voltagedrop，ΔUΔU=（（UIN-UOUT）/UIN）×100%

其中：UIN和UOUT分別是二端口SPD在電阻性的額定負載電流條件下，同時測得的輸入端電壓與輸出端電壓值以上試驗是僅適用于二端口的附加性試驗，不作為檢測的重點。3.5

SPD試驗波形及波形參數(shù)3.5.1沖擊電流波形圖及其參數(shù)（1）10/350

s沖擊電流試驗波形（2）8/20

s沖擊電流試驗波形3.5.2沖擊電壓波形圖及其參數(shù)（1）1.2/50

s沖擊電壓試驗波形（2）10/700

s沖擊電壓試驗波形3.5.31.2/50

s-8/20

s混合波沖擊試驗波形3.5.1沖擊電流波形圖及其參數(shù)視在原點（O1）：通過沖擊電流峰值的10%和90%所畫直線與時間坐標軸的相交點；視在波頭時間（T1）：其值等于沖擊電流峰值的10%增加到90%(見圖1)所需時間T的1.25倍視在波尾（或半峰值）時間（T2）：沖擊電流視在原點O1與電流下降到峰值一半的時間間隔。T0.10.50.91.0視在波頭時間：T1=1.25T視在波尾(或半峰值)時間：T2O1T1T2t0圖7沖擊電流波形圖I（1）10/350

s沖擊電流試驗波形的容差峰值±10％視在波頭時間 +100％，-10％視在半峰值時間 +50％，-20％（2）8/20

s試驗波形的容差峰值±10％視在波頭時間±10％視在半峰值時間±10％3.5.2沖擊電壓波形圖及其參數(shù)視在原點（O1）：通過沖擊電壓峰值的30%和90%所畫直線與時間坐標軸的相交點；視在波頭時間（T1）：其值等于沖擊電壓峰值的30%增加到90%(見圖2)所需時間T的1.67倍；視在波尾（或半峰值）時間（T2）：沖擊電壓視在原點O1與電壓下降到峰值一半的時間間隔圖8沖擊電壓波形圖UT0.30.50.91.0O1T1T2t0視在波頭時間：T1=1.67T視在波尾(或半峰值)時間：T21.2/50

s和10/700

s沖擊電壓試驗波形的容差峰值±3％視在波頭時間±30％視在半峰值時間±20％3.5.31.2/50

s-8/20

s混合波試驗波形參數(shù)（1）1.2/50

s開路電壓Uoc的波形容差峰值 ±3％視在波頭時間±30％視在半峰值時間 ±20％（2）8/20

s短路電流Isc的波形容差峰值 ±10％視在波頭時間 ±10％視在半峰值時間 ±10％3.6SPD試驗分類

3.6.1第Ⅰ類試驗

classⅠtests

由標稱放電電流In試驗、1.2/50

s沖擊電壓試驗和10/350

s沖擊電流Iimp試驗組成。本標準中為明確起見，Iimp通過10/350

s電流波形和峰值Ipeak來表征。3.6.2第II類試驗classIItests

由標稱放電電流In試驗、1.2/50

s沖擊電壓和8/20

s最大放電電流Imax試驗組成。

3.6.3

第Ⅲ類試驗

classⅢtests

采用混合波Uoc進行的試驗。3.6.1第Ⅰ類試驗

classⅠtests

10/350

s沖擊電流用于劃分進行第Ⅰ類試驗的SPD等級。其波形一般由電流峰值和電荷量來確定。它用于第Ⅰ類試驗的動作負載試驗。3.6.2第II類試驗

其中8/20

s標稱放電電流用于劃分進行第Ⅱ類試驗的SPD等級和進行第Ⅰ類和第Ⅱ類動作負載的預備性試驗。而最大通流容量用于第Ⅱ類試驗的動作負載試驗。動作負載試驗是指按照規(guī)定試驗程序和條件，在規(guī)定幅值的電源電壓下對SPD施加規(guī)定次數(shù)和幅值的沖擊電流，以考核SPD在實際運行條件下電涌耐受能力的試驗。由于動作負載測試要求在規(guī)定幅值的電源電壓下進行(也即在被測樣品的最大運行工作電壓下進行測試)，因此必須考慮為被測樣品供電的電源系統(tǒng)在浪涌測試時的安全防護。為此標準中規(guī)定進行動作負載測試要在被測樣品和供電電源之間介入耦合去藕網(wǎng)絡。其具體定義為：接上頁去耦網(wǎng)絡：用于防止施加到試品上的電涌影響其他不被試驗的裝置、設備或系統(tǒng)的電路。耦合網(wǎng)絡：將能量從一個回路傳送到另一個回路的電路。3.6.3

第Ⅲ類試驗

classⅢtests

1.2/50

s-8/20

s混合波用于劃分進行第Ⅲ類試驗的SPD等級和進行第Ⅲ類試驗的動作負載試驗。3.7SPD的浪涌防護性能檢驗

3.7.1標稱放電電流

nominaldischargecurrent，In

表明SPD通流能力的指標，對應于8/20

s的沖擊電流波。其測試電路接線如圖9所示3.7.2最大放電電流(沖擊通流容量)

maximumdischargecurrent，ImaxSPD不發(fā)生實質(zhì)性破壞，每線(或單模塊)能通過規(guī)定次數(shù)、規(guī)定波形的模擬雷電波峰值。最大放電電流一般大于標稱放電電流的2.5倍。其測試電路接線如圖9所示3.7.3混合波

combinationwave，Uoc

在本標準中，混合波發(fā)生器的標準輸出特性被規(guī)定為：當輸出開路時，其端電壓Uoc的波形為1.2/50

s；當輸出短路時，其輸出回路電流Isc的波形為8/20

s，幅值為0.5Uoc，即規(guī)定混合波發(fā)生器的虛擬阻抗Zf等于2Ω。其測試電路接線如圖9所示3.7.4殘壓residualvoltage，Ures

當放電電流通過時，SPD端子間的電壓峰值。其測試電路接線如圖10所示。3.7.5限制電壓measuredlimitingvoltage

施加規(guī)定波形、幅值和次數(shù)的沖擊時，在SPD端子間測得的殘壓的最大值。其測試電路接線如圖10所示。3.7.6等級限制電壓basicmeasuredlimitingvoltage，UB基用于考核和比較具有限壓特性SPD電涌抑制能力的一個本參數(shù)。本標準中用規(guī)定幅值的SPD分類等級測試電流(IB，其波形為8/20

s)沖擊時的限制電壓值表1所示。其測試電路接線如圖10所示。3.7.7電壓保護水平voltageprotectionlevel，UP

表征SPD電涌抑制能力的一個參數(shù)。它從規(guī)定的優(yōu)選值系列中選取。其測試電路接線如圖10所示。圖9沖擊電流試驗原理圖沖擊電流(或混合波)發(fā)生器分流器數(shù)字采樣示波器被測樣品帶去耦網(wǎng)絡的供電電源被測樣品沖擊電流發(fā)生器數(shù)字采樣示波器分壓器圖10殘壓測試框圖接上頁表1 限壓特性的SPD的等級限制電壓UB最大持續(xù)運行電壓Uc交流SPD的UB上限值（V）直流SPD的UB上限值（V）T型(IB=60kA)H型(IB=40kA)M型L型(IB=5kA)H型(IB=5kA)L型(IB=2kA)(IB=25kA)(IB=15kA)45V—————42525052V—————45027575V—————50032585V—————550350275V2600210016001250950——320V28502300170014501150——385V32002600200018001400——420V34502800220019001600——460V37003000250021001750——510V39503200270023001900——600V44003600310027002300——3.8一般規(guī)定除非標準中另有規(guī)定，對于提供多種保護模式的SPD，應對每種保護模式分別進行試驗。SPD內(nèi)所有導線和脫扣裝置，均應作為SPD的一部分進行試驗。如果制造商規(guī)定其SPD的外置脫扣裝置需要按照供電系統(tǒng)的預期短路電流來選取，則應對該SPD脫扣裝置和預期短路電流的每種組合都進行試驗試驗條件除非標準中另有規(guī)定，試驗應在以下條件下進行：溫度：15℃～35℃；相對濕度：45％～75％氣壓：86kPa～106kPa標準在實際檢測中的應用

信息產(chǎn)業(yè)部通信產(chǎn)品防雷性能質(zhì)量監(jiān)督檢驗中心簡介“信息產(chǎn)業(yè)部通信產(chǎn)品防雷性能質(zhì)量監(jiān)督檢驗中心”籌建于1990年4月，1997年8月正式通過中國國家實驗室認可、2002年獲得信息產(chǎn)業(yè)部授權(quán)，是一個專業(yè)從事防雷檢測的第三方質(zhì)檢機構(gòu)，能夠?qū)ν度胧褂?，其中心任務是對通信產(chǎn)品的防雷性能提供檢測服務。本“中心”隸屬于中訊郵電咨詢設計院，業(yè)務上受信息產(chǎn)業(yè)部領導，1999年榮獲部科技進步3等獎、2000年通過了國家技術(shù)監(jiān)督局信息產(chǎn)業(yè)評審組的國家計量認證、2001年檢測結(jié)果的科學性、公正性和準確性負直接責任。目前本“中心”已成為通信防雷產(chǎn)品檢測行業(yè)中具有優(yōu)秀品牌和雄厚實力的實驗室之一，它具備下述特點：1.是業(yè)界唯一專業(yè)從事

防雷產(chǎn)品檢測的單位

到目前為止實驗室已經(jīng)為國內(nèi)外近百個廠商的數(shù)百種防雷產(chǎn)品進行了檢測，積累了寶貴的經(jīng)驗。其公正性、權(quán)威性和先進性在業(yè)界得到一致好評，另外，本“中心”還是深圳華為技術(shù)有限公司，艾默生網(wǎng)絡能源有限公司以及UT斯達康等公司的技術(shù)支持單位，保持著與上述單位深層次和多方位的技術(shù)合作。2.制訂了一批具有重大影響的通信防雷標準，在業(yè)界具有深遠影響

“中心”的一批骨干主草了YD/T5098-2001《通信局站雷電過電壓保護工程設計規(guī)范》、YD/T1235.1-2002《通信局站配電系統(tǒng)用電涌保護器的技術(shù)要求》、YD/T1235.2-2002《通信局站配電系統(tǒng)用電涌保護器的試驗方法》和YD/T1429-2006《通信局(站)在用防雷系統(tǒng)的技術(shù)要求和檢測方法》等標準，其中YD1235.2-2002《通信局站配電系統(tǒng)用電涌保護器的試驗方法》標準榮獲信息產(chǎn)業(yè)部2005年科技進步三等獎。作為信息產(chǎn)業(yè)部的防雷技術(shù)支持單位，本“中心”還于2005年完成了部里委托的《通信網(wǎng)防御雷電安全保護檢測管理辦法》的編寫任務。他們曾多次與國外IEC、IEEE和ITU等標準委員會的防雷技術(shù)專家進行廣泛和深入的技術(shù)交流和探討，IEC-TC81的首席代表RickGumley先生曾前往本實驗室進行現(xiàn)場交流，另外德國DEHN和OBO