(高清版)GB∕T 18802.351-2019 低壓電涌保護器元件 第351部分：電信和信號網(wǎng)絡(luò)的電涌隔離變壓器(SIT)的性能要求和試驗方法

GB/T18802.351—2019/IEC6低壓電涌保護器元件第351部分：電信和信號網(wǎng)絡(luò)的電涌隔離變壓器(SIT)的性能要求和試驗方法國家市場監(jiān)督管理總局國家標準化管理委員會I Ⅲ V 1 1 1 13.2符號 33.3縮略語 5 54.1溫度范圍 5 54.3海拔 54.4微氣候 5 65.1SIT電涌抑制 65.2共模電涌 75.3差模電涌 7 7 76.2輸入繞組與輸出繞組之間的電容 86.3絕緣電阻(IR) 9 7.1額定沖擊耐受電壓 8.1概述 8.2參數(shù)表 附錄A(資料性附錄)1.2/50沖擊 4Ⅱ 4 4 5 6 8 9 圖10測量有電屏蔽體的SIT絕緣電阻的試驗電路 圖12發(fā)生器和SIT次級電壓波形 圖14有電屏蔽體的SIT額定沖擊耐受電壓的試驗電路 圖151.2/50開路波形創(chuàng)建的合格/不合格模型 圖16合格/不合格模型和試驗波形 圖A.11.2/50時間參數(shù)和電壓幅值 表1微氣候環(huán)境的分類 5表2額定沖擊耐受電壓對應(yīng)的沖擊耐受試驗電壓 表A.11.2/50沖擊電壓發(fā)生器參數(shù) Ⅲ——GB/T18802.1低壓電涌保護器(SPD)第1部分：低壓配電系統(tǒng)的電涌保護器性能要求——GB/T18802.12低壓電涌保護器(SPD)第12部分：低壓配電系統(tǒng)的電涌保護器選擇和 -GB/T18802.21低壓電涌保護器第21部分：電信和信號網(wǎng)絡(luò)的電涌保護器(SPD)性能要——GB/T18802.22低壓電涌保護器第22部分：電信和信號網(wǎng)絡(luò)的電涌保護器選擇和使用——GB/T18802.31低壓電涌保護器特殊應(yīng)用(含直流)的電涌保護器第31部分：用于光伏——GB/T18802.311低壓電涌保護器元件第311部分：氣體放電管(GDT)的性能要求和測 —GB/T18802.312低壓電涌保護器元件第312部分：氣體放電管(GDT)的選擇和使用——GB/T18802.321低壓電涌保護器元件第321部分：雪崩擊穿二極管(ABD)規(guī)范；——GB/T18802.331低壓電涌保護器元件第331部分：金屬氧化物壓敏電阻(MOV)規(guī)范；——GB/T18802.341低壓電涌保護器元件第341部分：電涌抑制晶閘管(TSS)規(guī)范；——GB/T18802.351低壓電涌保護器元件第351部分：電信和信號網(wǎng)絡(luò)的電涌隔離變壓器本部分為GB/T18802的第351部分。本部分使用翻譯法等同采用IEC61643-351:2016《低壓電涌保護器元件第351部分：電信和信號——GB/T4728.6—2008電氣簡圖用圖形符號第6部分：電能的發(fā)生與轉(zhuǎn)換(IEC60617data-——GB/T4798.3—2007電工電子產(chǎn)品應(yīng)用環(huán)境條件第3部分：有氣候防護場所固定使用——刪除了表2中與我國無關(guān)的注2。施兵VGB/T18802.351—2019/IEC6164GB/T18802的本部分適用于額定沖擊耐受電壓與安裝處預(yù)期電涌環(huán)境相適應(yīng)的電涌隔離變壓1GB/T18802.351—2019/IEC6164低壓電涌保護器元件第351部分：GB/T18802的本部分詳細說明了用于確定和驗證SIT電涌參數(shù)的試驗電路和試驗方法，并給出了關(guān)鍵性能的參數(shù)優(yōu)選值。電涌隔離變壓器(SIT)用作信號電壓峰峰值不大于400V的信號變壓器。SIT是內(nèi)部繞組有或沒有屏蔽的變壓器，其額定沖擊耐受電壓大于預(yù)期共模電涌環(huán)境的峰值電壓。SIT是適用于對雷電的間接和直接效應(yīng)或其他瞬態(tài)過電壓的電涌進行防護的元器件。SIT用于抑制共本部分內(nèi)容不包括工作在差模雷電電涌環(huán)境下的SIT。下列文件對于本文件的應(yīng)用是必不可少的。凡是注日期的引GB/T16935.1—2008低壓系統(tǒng)內(nèi)設(shè)備的絕緣配合第1部分：原理、要求和試驗(IEC60664-1:GB/Z16935.2—2013低壓系統(tǒng)內(nèi)設(shè)備的絕緣配合第2-1部分：應(yīng)用指南GB/T16935系列應(yīng)IEC60721-3-3環(huán)境條件分類第3部分：環(huán)境參數(shù)組及其嚴酷程度的分類第3節(jié)：在有氣候防護場所固定使用(Classificationofenvironmentalconditions—Part3:Classificationofgroupsofenvi-ronmentalparametersandtheirseveritie2[GB/Z16935.2—2013,定義3[GB/T16935.1—2008,定義3[GB/T16935.1—2008,定義3.[IEC/TS61994-4-2:2011,定義3.10][IEC60065:2014,定義2.7.1][GB/Z16935.2—2013,定義3.18]3[GB/T16935.1—2008,定義3.7.4]熱平衡thermalequilibrium連續(xù)測量三次，每次間隔5min,任意兩次之間的溫度變化小于1K。[IEC61810-1:2015,定義3.3.13]在熱平衡條件下，兩個規(guī)定點或區(qū)域間的溫差與這兩點或區(qū)域間的熱流量之比。[IEC62590:2010,定義3.9.1]產(chǎn)品內(nèi)部安裝元件處的氣候條件。視在波前時間virtualfronttime沖擊電壓波形中，電壓峰值的30%和90%之間時間間隔T的1/0.6倍。注1:參見附錄A的圖A.1。視在原點virtualorigin沖擊電壓波形中，通過電壓幅值的30%和90%的點所畫直線與時間軸的交點。注1:參見圖A.1。從視在原點O?到電壓或電流下降到峰值一半時的時間間隔。沖擊波形表示designationofanimpulseshape視在波前時間(T?)和視在半峰值時間(T?)的組合。[IEC60099-4:2014,定義3.13]下列符號適用于本文件。圖1為雙繞組SIT符號。4GB/T18802.351—2019圖1雙繞組SIT符號圖2為有瞬時電壓極性指示的雙繞組SIT符號，與IEC60617中S00843符號帶終端連接時相似。圖2有極性指示的雙繞組SIT符號圖3為繞組之間有電屏蔽體的雙繞組SIT符號，與IEC60617中S00853符號帶終端連接時相似。圖3有電屏蔽體的雙繞組SIT符號圖4為繞組有中間抽頭的SIT符號，與IEC60617中S00855符號兩個繞組有中間抽頭和終端連接時相似。當試驗需要短路繞組時，中間抽頭也連接到短路繞組；進行其他試驗時，中間抽頭端不做任何連接。5GB/T18802.351—2019/IEC6圖4繞組有中間抽頭的SIT符號3.3縮略語下列縮略語適用于本文件。ES電屏蔽[體](electricscreen)ICT信息通信技術(shù)(informationandcommunicationstechnology)IR絕緣電阻(insulationresistance)rms有效值(rootmeansquare)SIT電涌隔離變壓器(surgeisolationtransformer)SPD電涌保護器(surgeprotectivedevice)4使用條件4.1溫度范圍正常范圍：-20℃~40℃。擴展范圍：由制造商與用戶協(xié)商決定。4.2相對濕度不超過90%。正常范圍：不超過1000m。擴展范圍：由制造商與用戶協(xié)商決定。4.4微氣候當應(yīng)用于微氣候環(huán)境時，采用表1中的一個等級。表1微氣候環(huán)境的分類℃典型的元件溫度范圍℃產(chǎn)品應(yīng)用6℃典型的元件溫度范圍℃產(chǎn)品應(yīng)用額定貯存溫度的驗證不屬于本部分范圍。參見GB/T2423.1—2008和GB/T2423.2—2008。5SIT電涌環(huán)境5.1SIT電涌抑制SIT通過磁感應(yīng)穿過變壓器絕緣，初次級繞組相互耦合工作。在輸入側(cè)出現(xiàn)共模電涌時，SIT的絕緣承受電壓應(yīng)力。絕緣有三種物理途徑：a)固體絕緣——介于兩繞組間的絕緣材料；b)爬電距離；c)電氣間隙。固體絕緣厚度的設(shè)置應(yīng)保證最大預(yù)期電位差不引起擊穿。爬電距離的設(shè)置應(yīng)保證最大預(yù)期電位差和污染等級不造成表面閃絡(luò)或擊穿(電痕化)。電氣間隙距離的設(shè)置應(yīng)保證最大預(yù)期電位差不擊穿間隙。電涌脈沖中的較高頻率分量通過SIT內(nèi)部繞組電容(如：Cps?+Cpss)從一個繞組耦合到另一個繞組(見圖5)。圖5SIT共模電涌環(huán)境7GB/T18802.351—2019/IE為了減小內(nèi)部繞組電容，可在繞組之間使用導(dǎo)電屏蔽體(見圖6)。電屏蔽體能夠去耦大部分繞組電容(如：CpscrenA,CpscrnB,CsserenA和CsserenB),留下非常小的內(nèi)部繞組電容值(如：Cpsa+Cpsb)。WpWsZR圖6有電屏蔽體的SIT共模電涌環(huán)境差模電涌通常是由系統(tǒng)不對稱轉(zhuǎn)化引起的，將本來的共模電涌轉(zhuǎn)成了差模電涌。在某些情況下，SIT帶寬會過濾輸出電涌的頻譜而對差模電涌起抑制作用，但是SIT的作用很小。特性是元器件可測量的參數(shù)，這些參數(shù)值用于元器件驗證。特性的典型值、最大值、最小值或這些值的組合由制造商規(guī)定。8測量特性的環(huán)境溫度和濕度按IEC60721-3-3,3K1級：a)低溫20℃±2℃;b)高溫25℃±2℃;c)低相對濕度20%;d)高相對濕度75%。圖7給出了測量SIT內(nèi)部繞組電容的試驗電路。在圖7中，只顯示了SIT的容性分量。初級繞組Wp和次級繞組Ws均短路。在兩個短路繞組之間測量內(nèi)部繞組電容。圖8給出了測量有電屏蔽體的SIT內(nèi)部繞組電容的試驗電路。在圖8中，只顯示了SIT的容性分量。初級繞組Wp和次級繞組Ws均短路。在兩個短路繞組之間測量內(nèi)部繞組電容。應(yīng)采用屏蔽測量方法測量內(nèi)部繞組電容，以消除繞組到電屏蔽體的電容。使用三線方法(Hi,Lo,Guard)或六線方法(Hi,Lo,Guardfeed和Hi,Lo,Guardsense)進行屏蔽測量。圖8中使用了Blumlein三線變壓器比例臂電橋。使用同軸電纜消除了測量中連接電纜的并聯(lián)電容。9GB/T18802.351—2019/IEC61圖8測量有電屏蔽體的SIT內(nèi)部繞組電容的試驗電路屏蔽端G連接到初級，測量儀連接到剩下兩端，測量次級到電屏蔽體的電容Csseren。類似地，屏蔽端G連接到次級，測量儀連接到剩下兩端，測量初級到電屏蔽體的電容CpSereen。b)優(yōu)選值本部分包含AC低頻電源，各種尺寸和結(jié)構(gòu)的高頻開關(guān)電源。由于這些參數(shù)存在較大的差異，無法給出優(yōu)選值列表。內(nèi)部繞組電容值可用于預(yù)測傳遞到后級電路的容性電涌電流水平。c)合格判據(jù)內(nèi)部繞組電容的測量值應(yīng)在制造商規(guī)定的范圍之內(nèi)。如果制造商只給了典型值，而測量值超出典型值的±30%,應(yīng)聯(lián)系制造商核實測量方法及產(chǎn)品分布參數(shù)。6.3絕緣電阻(IR)本試驗測量規(guī)定DC電壓下的絕緣電阻：a)試驗方法絕緣電阻測試儀應(yīng)設(shè)置為規(guī)定的DC試驗電壓值，見6.3b)。應(yīng)施加至少60s的試驗電壓后再讀取絕緣電阻值。圖9給出了測量SIT絕緣電阻的試驗電路。初級繞組Wp和次級繞組Ws均短路。在兩個短路繞組之間測量絕緣電阻。GB/T18802.351—2019/IEC61643-3圖9測量SIT絕緣電阻的試驗電路圖10給出了測量有電屏蔽體的SIT絕緣電阻的試驗電路。初級繞組Wp和次級繞組Ws均短路。在兩個短路繞組之間測量絕緣電阻。除非另有規(guī)定，應(yīng)測量兩次：一次用轉(zhuǎn)換開關(guān)SW把電屏蔽體ES連接到初級繞組Wp后測量，另一次用轉(zhuǎn)換開關(guān)SW把電屏蔽體ES連接到次級繞組Ws后測量。圖10測量有電屏蔽體的SIT絕緣電阻的試驗電路DC試驗電壓值優(yōu)選500V,施加DC試驗電壓至少60s后讀取電阻值。c)合格判據(jù)在500VDC下測量的絕緣電阻值應(yīng)大于或等于2MQ。GB/T18802.351—2019/I圖11所示為測量電壓-時間乘積的試驗電路。脈沖發(fā)生器G具有可調(diào)的電壓幅值和脈沖持續(xù)圖11測量SIT電壓-時間乘積的試驗電路圖12給出了發(fā)生器的開路輸出電壓和生成的次級繞組電壓。調(diào)整發(fā)生器的脈沖電壓幅值VG和持續(xù)時間使SIT磁芯飽和。若次級繞組脈沖電壓被截斷，則表明磁芯飽和，比發(fā)生器脈沖的持續(xù)時間短。為了測量精確，應(yīng)調(diào)整發(fā)圖12發(fā)生器和SIT次級電壓波形在次級繞組瞬時電壓Vs上，測量幅值Vs和50%Vs的持續(xù)時間ts。SIT電壓-時間乘積由b)優(yōu)選值值超出典型值的±30%,應(yīng)聯(lián)系制造商核實測量方法及產(chǎn)品分布參數(shù)。用于SIT絕緣的額定沖擊耐受電壓試驗。1.2/50沖擊發(fā)生器的沖擊電壓施加在絕緣隔離的繞組Wp和Ws上，其電壓波形用示波器O監(jiān)測。初級繞組Wp和次級繞組Ws均短路。圖13SIT額定沖擊耐受電壓的試驗電路圖14給出了有電屏蔽體的SIT的額定沖擊耐受電壓試驗的試驗電路。1.2/50沖擊發(fā)生器的沖擊電壓施加在絕緣隔離的繞組Wp和Ws上，其電壓波形用示波器O監(jiān)測。初級繞組Wp接到初級繞組Wp后測量，另一次用轉(zhuǎn)換開關(guān)SW把電屏蔽體ES連接到次級繞組Ws后GB/T18802.351—2019/IEC61643-3圖14有電屏蔽體的SIT額定沖擊耐受電壓的試驗電路在測試絕緣之前，應(yīng)確定一個試驗合格/不合格的模型。首先將發(fā)生器G的電壓按表2設(shè)置為SIT額定沖擊耐受電壓對應(yīng)的沖擊耐受試驗電壓。記錄發(fā)生器G的電壓波形。由發(fā)生器G的1.2/50開路電壓波形創(chuàng)建一個模型，包含將波形向上移動幅值的10%形成的上限和將波形向下移動幅值的10%形成的下限(見圖15)。圖151.2/50開路波形創(chuàng)建的合格/不合格模型圖16所示為使用模型的一個案例，在圖中模型顯示為陰影區(qū)域。為了通過絕緣試驗，絕緣試驗期間的任何波形畸變不應(yīng)在模型區(qū)域外(見圖16a)]。任何絕緣擊穿引起的畸變?nèi)玟忼X狀波形(圖16b)]和截斷的波形(圖16c)]在模型區(qū)域外，均為試驗不合格。圖16合格/不合格模型和試驗波形使用圖13或圖14的試驗電路，將沖擊發(fā)生器G產(chǎn)生的SIT額定沖擊耐受電壓對應(yīng)的沖擊耐合圖16a)。對于有電屏蔽體的SIT,見圖14,將轉(zhuǎn)換開關(guān)SW設(shè)置在兩個不同位置上重復(fù)試b)優(yōu)選值表2列出了SIT額定沖擊耐受電壓和相對應(yīng)的沖擊耐受試驗電壓的優(yōu)選值。為確保額定沖擊耐受電壓至少為其規(guī)定值，施加的沖擊耐受試驗電壓應(yīng)該高于該電壓。根據(jù)GB/T16935.1—2008和GB/Z16935.2—2013,表2中額定沖擊耐受電壓小于4kV時，沖擊c)合格判據(jù)2.1b468GB/T18802.351—2019注：額定沖擊耐受電壓值10kV來自于ITU-TK.21和ITU-TK.66。根據(jù)GB/Z16935.2—2013,1.2/50電壓幅值允差應(yīng)為±5%。修訂的額定沖擊耐受電壓對應(yīng)ISO/IEC/IEEE8802-3:2014中1.2/502.4kV的試驗值。7.2信號SIT繞組額定直流電流本試驗驗證SIT在額定直流電流下的繞組導(dǎo)體溫升，不應(yīng)超過元件類型的規(guī)定值。當安裝在裝置和設(shè)備端口的SIT要求在交流電源差模故障條件下進行測試時，才需要額定直流電流：a)試驗方法本試驗適用于銅導(dǎo)體SIT繞組，并假定SIT熱阻恒定。圖17給出了兩個測量電路。圖17a)電路是測量試驗前的繞組電阻和環(huán)境溫度。圖17b)電路是SIT達到熱平衡后測量在額定直流電流下的繞組電壓和該點環(huán)境溫度。由于不能直接測量繞組溫度，連續(xù)測量三次繞組電壓，每次間隔5min,任意兩次之間的變化小于0.4%為熱平衡。通常，大多數(shù)信號SIT在15min內(nèi)達到熱平衡。試驗時，SIT應(yīng)置于空氣不流通的環(huán)境中。應(yīng)記錄按照圖17a)試驗電路預(yù)先測試的繞組電阻R?和環(huán)境溫度TAi。在SIT繞組上施加額定直流電流Ipc,并且每間隔5min測量繞組電壓。當確定已達到熱平衡，應(yīng)記錄在該時刻的繞組電壓Vw和該點的環(huán)境溫度TA2。應(yīng)做以下計算： (1)增加的繞組溫度，△T,對于銅導(dǎo)體使用溫度系數(shù)0.00393: (2)為補償增加的局部環(huán)境溫度(TA?-TAi),由Ic引起的有效溫升△Tc按下式計算：△Tpc=△T-(TA2—Tai) (3)圖17繞組導(dǎo)體溫升的試驗電路b)優(yōu)選值SIT初級繞組直流電流額定值取決于SIT的尺寸、結(jié)構(gòu)與ICT系統(tǒng)。由于這些參數(shù)存在較大升為40℃。SIT繞組額定直流電流可以用來預(yù)估在過流保護前繞組能承受的最大連續(xù)故障在額定直流電流下計算出的繞組溫升△Tpc不應(yīng)超過其規(guī)定值。本試驗不應(yīng)造成試品損壞，也不應(yīng)導(dǎo)致絕緣電阻低于6.3的規(guī)定。8標識b)信號特征。b)可追溯信息；(資料性附錄)1.2/50沖擊表A.1所示的1.2/50開路電壓沖擊發(fā)生器可以在市場上購買到。一些發(fā)生器也輸出規(guī)定的8/20短路電流，稱為組合波發(fā)生器。通常，1.2/50—8/20組合波發(fā)生器的最大開路電壓為6kV。