GB T 18802.21-2004 低压电涌保护器 第21部分;电信和信号网络的电涌保护器(SPD)性能要求和试验方法.pdf
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1、GB/T 18802.21-2004/IEC 61643-21 :2000 前言Gl:l/T 18802的电信和信号网络的电涌保护器(SPD)目前包括以下两个部分2-一性能要求和试验方法g-一选择和使用导则。本部分为第1部分,等同采用IEC61643-21: 2000(低压冲击保护装置第21部分s连接到电信和信号网络的浪涌保护器性能要求和试验方法)(英文版)。在技术内容上和编写规则与上述IEC标准等同。本部分的附录C为规范性附录,附录A和附录B为资料性附录。本部分由中国电器工业协会全国雷电防护标准化技术委员会提出。本部分由全国避雷器标准化技术委员会(SAC/TC81)归口。本部分由国家电力公司
2、武汉高压研究所负责起草,四川中光防雷公司、中国电信集团公司湖南省电信公司参加起草。本部分主要起草人:杨迎建、郎维川、王德言、李冬根。本部分2004年首次发布。田G/T 18802.21-2004/IEC 61643-21 :2000 冒|-E司本部分旨在确定用于保护电信和信号系统(如低压数据回路、音频和报警电路)的浪滔保护器。PD)的要求。电信和信号系统可能会直接或通过感应而遭受雷电和电力线路故障的影响,致使系统因承受足够高的过电压或过电流或者两者同时作用而损坏。浪涌保护器(SPDl就是防止系统免遭由于雷电和电力线路故障产生的过电压和过电流作用的一种保护装置。本部分给出了一些试验项目和要求,根
3、据这些试验和要求建立了对SPD进行试验和决定其性能的方法。本部分中的SPD包指仅有过电压保护功能的装置和过电压过电流组合的保护装置。仅有过电流保护元件的保护装置不是本标准的内容,但这种装置在附录A中给出。一个SPD可以由几个过电压和过电流保护单元组成,但所有SPD的试验是以黑箱为基础,即,以SPD的端子数确定其试验程序,而不是由SPD的保护单元数决定。在第1.2节中给出了SPD的结构示意图。对于多路的SPD,每一路可以单独地进行试验.也可以根据需要同时对多路进行试验。本部分的试验条件和要求范围很宽,在使用时由用户自主决定。!.l.1. 3中给出了本部分中有关各类SPD的要求。本部分是一个性能标
4、准,只对SPD能力提出要求,有关故障率及其解释由用户考虑。关于SPD的选用原则将包括在IEC61643-22中。如果SPD是一个单元件器件,则它必须满足有关标准以及本部分的要求。凹GB/T 18802.21-2004/IEC 61643-21 :2000 1 总则1. 1 范围低压电i固保护器第21部分:电信和信号网络的电涌保护器(SPD)性能要求和试验方法本部分适用于对受到雷电或其他瞬态过电压直接或间接影响的电信和信号网络进行防护的浪涌保护器(以下称为SPD-一-Surgeprotective device)。这些SPD的作用是对连接到系统标称电压最高为交流1000 V(均方根值人直流150
5、0 V的电信网络和信号网络的现代电子设备进行保护。1. 2 SPD的结构本部分所述SPD的结构如图l所示。每种SPD由一个或几个限压元件组成,并可包含限流元件。X1 V X1 V,I X, X, 的两端子SPDd)囚端子SPDYl y, X1 o- -0 Yl X1 V.I c b) 三端于SPDX1 V X, 。三端于SPDa 可能不提供公共端子C。V 限压元件sxl,X2xll一一线路端子gt 公共端子;Yl C V.l 一限压元件旦旦限压元件与限流兀件的组合sYj Y2YO一一被保护的线路端子。XX, Xo X, 回1SID的结构示意V.I C e) 五端子SPDV.I C 0 多端于S
6、PDy , Y1 y , YO GB/T 188D2.21-2DD4/IEC 61643-21 : 2000 1. 3 本部分的使用本部分考虑两类基本的SPD。第1类SPD内至少装有一个限压元件,但没有限流元件。图l中各种结构的SPD都属于这种类型。这些SPD应满足5.1、5.2. 1和5.3的要求见表1)。图1b)、d)、e)和f)所示的SPD的线路接线端子和对应的被保护的线路接线端子之间可包含有一个线性元件。这样的SPD也应满足5.2. 2中适用的要求。第2类SPD内装有限压元件和限流元件。图1b)、山、e)和f)所示的SPD的结构形式适用于带有限压元件和限流元件的SPDo这种类型的SPD
7、应满足5.1、5.2. 1、5.2.2和5.3的要求(见表1)。只装有限流元件的保护装置的结构见附录A。根据应用情况SPD还需满足一些附加的要求,在5.2.3和5.4中阐述了这些附加要求见表)。根据SPD在通信和信号网络中的应用情况,在5.2.3中提出了这些SPD可能需要遵守的传输试验。根据预计的SPD的用途,应从5.2.3中选择适用的传输试验。附录B对如何选择适用的传输试验提供了一般性的指导。在5.4中提出了当SPD只在如4.1所述的不受控制的环境中使用时的环境要求。这些SPD应满足用户和制造商经过协商之后的那些要求。表1给出了各种类型的SPD应满足什么样的要求的例子。附录C给出了试验顺序和
8、被试样品的数量。表1对SPD的一般要求总要求限压限流传输试验机械特性环填SPD的类型5. 2. 1 5. 2. 2 5. 2. 3 5. :! 5.4 5. 1 只有限压功能的SPD有有无无在无具有限压和限流功能的SPD有有有元有元具有限压功能以及在接线端于之间有线性兀件的SPD有有有无有无具有限压和限流功能以及增强传输能有有有有有无力的SPD(选择试验,见附录盼只有限压功能并打算在不受控制的环有有无无或有有有境中使用的SPD(选择试验,见附录Bl具有限压、限流功能并打算在不受控制有有有元或自有有的环境中使用的SPD(选择试验,见附录B)2 规范性引用文件节71)文件中的条款通过GB/T188
9、02的本部分的引用而成为本部分的条款。凡是注日期的引用文件,其随后所有的修改单(不包括勘误的内容)或修订版均不适用于本部分,然而,鼓励根据本部分达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件,其最新版本适用于本部分。GB/T 2123. 4-1993 电工电子产品基本环境试验规程试验Dbz交变湿热试验方法(eqvIEC 60068-2-30: 19O) GB 4208-1993 外壳防护等级1 GHz 50 同轴电缆6.2.3.3 回波损耗因波损耗以dB表示,它是利用氏度最长为1m.并具有合适的特性阻扰的引人导线来测量的。利用图9的电路采用短接线来代替SPD.然后再插入
10、SPD分别进行测量,测量值用分贝表示。表10列出了特性阻抗、频率范围和电缆的类型。推荐的试验电平是一10dBm。将信号施加到SPD.t,在施加信号的端子t则量由于阻抗不连续而被反射回来的反射信号。应在SPD预定使用的传输应用频率范围内测量和记录回波损耗。17 GB/T 18802.21-2004/IEC 61643-21 :2000 6.2.3.4 纵向平衡试验图10示出了三端子、囚端子和五端子SPD平衡试验的接线。对于四端子和五端子SPD应采用打开和关合开关Sl两种情况来进行试验。表11示出了频率范围小于190kHz的阻抗值。纵向平衡是施加的纵向电压V,与受试SPD的合成电压Vm之比,以分贝
11、为单位,用下式表示z纵向平衡=201g(V,/V m) dB 式中信号V,和Vm有相同的频率。除非另有规定,对模拟电路的SPD,可在频率为200Hz, 500 Hz, 1 000 Hz和4000Hz处进行试验。对数字电路的SPD可在5kHz 、60kHz 、160kHz和190 kHz处进行试验。如果SPD的纵向平衡值受到直流偏置电压的影响,那么在每个SPD端子处施加适当的直流偏压进行试验。表11纵向平衡试验的阻抗值f/kHz 2, /0 2, /(1 1和1313和166. 3. 1. 3 无螺钉型的接线端子通过F述试验检查符合性。被夹紧导线标称截面积的范围四1m接线端于(美国线规号)o.
12、1-1 26-18 1-2.5 18-14 1-4 18-12 对两端口SPD,在接线端子上接入的新导线的类型和最大、最小截面积按表13选取;对一端口SPD,按制造商提出的值选取。沿每根导线轴向施加如表14所示的拉力,持续时间为1mino施力时不要用力过猛。在试验期间,接线端子上的导线不应移动或有任何损坏的迹象。表14无螺钉型接线端子的拉力截面积mm O. 5 0.75 1.。拉力30 30 35 N 6. 3. 1. 4 绝缘穿刺的连接6. 3. 1. 4. 1 设计使用单芯导线的SPD端子的拉脱试验通过下述试验检查符合性。1. 5 40 2. 5 50 4 60 饺6.3.1.1规定把最小
13、或最大横截面积的新铜导线(无论是实心线还是绞股线,以最不利者为准)接入到端子上。如有螺钉的话,按制造商的建议拧紧。导线接人和拆卸5次,每次都要用新导线。在每次接人之后,沿导线轴向施加一个表14中给出的拉力达1min,加力时不要过猛。在试验期间,接线端子上的导线不应移动或有任何损坏的迹象。6. 3. 1. 4. 2 设计使用多芯电缆的SPD端子的拉脱试验按6.3.1.4.1对设计使用多芯电缆的SPD端子进行拉脱试验。只是拉力不是施加在单根缆芯上,而是施加在整个多芯电缆上。按下式计算拉力:F = FCx) rn 式中:F一一一施加的总力;19 GB/T lBB02.21-2004/IEC 6164
14、3-21 ,2000 n一缆芯的根数gF(x)一一一以单根导线截面积计的单根缆芯受到的拉力(见表14)。在试验时,电缆不应滑脱出端子。6.3.2 机械强度(安装)应通过检查证实SPD在安装和使用期间具有承受外力的合适机械强度。6.3.3 防止固体异物和水分的有富进入按GB4208-1993进行试验,检查IP码。6.3.4 防止触电a) 绝缘部件试品按正常使用情况安装,并接有最小截面积的导线。另外还要用最大截面积的导线重做试验。(见表13)。在每个可能的位置按GB4208-1993采用标准的试验指进行试验。对于插入式SPD(不用工具就可改变其接线).当插头部分地插入或全部插入插座时,在每个可能的
15、位置采用标准的试验指进行试验。用验电指示器(电压大于40V和小于50V)显示与有关部件的接触情况。b) 金属部件当SPD按正常使用情况安装和接线时,除用以固定底座、外壳和盖板与带电部件绝缘的小螺钉等物件外,可触及的金属部件应通过一个低阻连接线与大地连接。将等于1.5倍额定电流或25A的电流(取较大者,电流由空载电压不超过12V的交流电源产生)依次施加在接地端子与各个可触及的金属部件之间。测量接地端子与可触及的金属部件之间的电压降,并根据电流和电压降计算电阻,电阻值不应超过0.050。注.应注意测量探头的尖端与被试的金属部件之间的接触电阻不要影响试验结果。6.3.5 防火试验在下列条件下,按照G
16、B/T5169. 11-1997中第4章第10章进行灼热丝试验。在850C土15c的温度下,对由绝缘材料制成,且在其上固定有载流部件和保护回路部件SPD的外部部件进行试验;一一在650C土10C的温度下,对由绝缘材料制成的所有其他的外部部件进行试验。对于本试验而言,平面型SPD的底座按外部部件考虑。对由陶瓷材料制成的部件,不做该试验。如果绝缘的部件是由相同的材料制造的,那么只对这些部件中的一件,在合适的灼热丝试验温度下进行试验。进行灼热丝试验是为了保证在规定的试验条件下,试验的灼热丝不会引起绝缘部件着火;或者保证在规定的试验条件下,发热的试验灼热丝可能使其绝缘材料着火的部件只有有限的燃烧时间,
17、从而不致由于火焰、燃烧的部件或受试部件烧熔溅藩而扩大成火灾。对一个试品进行试验,如有怀疑,则进一步对两个试品再做一次灼热丝试验。在试验期间,试品应摆放在最不适合其预定使用的位置上(与被测试的表面垂直的位置上)。考虑到在规定的使用条件下发热的元件可能与试品接触的情况,灼热丝的前端应放在试品的这些规定的表面上。如果试品主没有可见的火苗和持久地燃烧,或在灼热丝移走之后,试品上的火苗和燃烧在30s内自行熄灭.则试品被认为通过了灼热丝试验。薄棉纸不应着火或松木板不应被烤焦。6.4 环境试验6. 4. 1 耐受高温和高温度的试验20 SPD应按表15选取的时间持续暴露在高温和高湿度的环境中,其温度为85C
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