GB T 18802.22-2008 低压电涌保护器.第22部分 电信和信号网络的电涌保护器(SPD).选择和使用导则.pdf

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1、lCS 2924010K 30 囝雷中华人民共和国国家标准GBT 1 880222-2008IEC 6 1 64322：2004低压电涌保护器第22部分：电信和信号网络的电涌保护器(SPD) 选择和使用导则Low。voltage surge protective devicesPart 22：surge protective devices connected to telecommunicationsand signalling networks-Selection and application principles2008-12-31发布(IEC 6164322：2004，IDT)200

2、9-1 1-01实施丰瞀徽紫黼警矬瞥星发布中国国家标准化管理委员会及11目 次GBT 1880222-2008IEC 6164322：2004前言引言1范围-2规范性引用文件-3术语和定义4技术说明-5选用SPD的参数和GBT 1880221 2004中相应的试验6风险管理7 SPD的应用-8多通道电涌保护器9 SPDITE的配合，-附录A(资料性附录) 电压限制器件附录B(资料性附录) 电流限制器件附录C(资料性附录)风险管理附录D(资料性附录) 与IT系统有关的传输特性附录E(资料性附录)SPDITE的配合参考文献，0：00nu埒拍肋路踮船刖 昌GBT 1880222-2008IEC 81

3、843-22：2004GBT 18802系列国家标准等同采用IEC 61643系列标准，目前已经转化为我国国家标准的有：GB 1880212002低压配电系统的电涌保护器(SPD)第l部分：性能要求和试验方法；GBT 1880212 2006低压配电系统的电涌保护器(SPD)第12部分：选择和使用导则；GBT 1880221 2004 低压电涌保护器 第2l部分：电信和信号网络的电涌保护器(SPD)一一性能要求和试验方法；GBT 1880222 2008低压电涌保护器第22部分：电信和信号网络的电涌保护器(SPD)选择和使用导则；GBT 1880231l一2007低压电涌保护器元件第31l部分

4、：气体放电管(GDT)规范；GBT 18802321-2007低压电涌保护器元件第321部分：雪崩击穿二极管(ABD)规范；一-GBT 18802331 2007低压电涌保护器元件第331部分：金属氧化物压敏电阻(MOV)规范；一一GBT 188023412007低压电涌保护器元件第341部分：电涌抑制晶闸管(TSS)规范。本部分是GBT 18802的第22部分，等同采用IEC 6164322：2004，除有编辑性修改外，也更正了IEC 61643 22：2004中的错误。本部分的附录A、附录B、附录C、附录D、附录E均为资料性附录。本部分由中国电器工业协会提出。本部分由全国避雷器标准化技术委

5、员会归口。本部分主要起草单位：西安电瓷研究所、上海电器科学研究所(集团)有限公司。本部分参与起草单位：南京菲尼克斯电气有限公司、南通信达电器有限公司、广东省佛山科星电子有限公司。本部分主要起草人：程文怡、尹天文。GBT 1880222-20081EC 6164322：2004引 言本部分是电信和信号SPD及其与电源线路的SPD组合在同一个外壳中的组件应用于电信和信号线路的导则。定义、要求和试验方法在GBT 18802212004中给出。确定使用SPD是基于对所述及的网络和系统中可预见的风险分析。因为电信和信号系统可能需要长距离的线路，无论是地下线路或架空线路可能遭受到雷电、电力线路故障和电源线

6、路或负载线路开闭产生的过电压的严重影响，如果这些线路没有保护，则对信息技术设备(ITE)产生的风险也可能是严重的。其他可能影响决定使用SPD的因素有当地的规程和保险条款。本部分为评估是否需要SPD、SPD的选择、安装和规格，以及为达到SPD之间和SPD与安装在电信和信号线路中的ITE之间的配合等提供了指南。SPD的配合确保SPD之间以及SPD和被保护的ITE之间的相互作用能实现。SPD的配合要求前级SPD的电压保护水平(u，)和允通电流(b)不超过后接SPD或ITE的耐受能力。一般来说，最接近电涌冲击源的SPD转移了大部分的电涌，下级的SPD将转移剩下的或残余的电涌。系统中SPD的配合受到SP

7、D和被保护设备的操作以及连接SPD的系统特性的影响。在试图达到适当的配合时，应检查下列的变化因素：电涌冲击的波形(脉冲或交变)；一一设备耐受过电压过电流而不损坏的能力；一安装，例如SPD之间或SPD和ITE之间的距离；sPD的限压水平和响应时间。SPD的性能及其与其他SPD的配合可能受到先前遭受过的瞬态冲击的影响。对达到SPD极限能力的瞬态冲击，这种影响尤其明显。如果对所考虑的SPD处理电涌的大小和严酷性有较大的疑问，建议使用具有较高能力的SPD。配合不好的一个直接影响可能是最接近电涌源的SPD被旁路，产生的后果是使得后级韵SPD不得不承受全部电涌，这可能导致该SPD损坏。缺乏配合也可能导致设

8、备损坏，严重时可能导致火灾危险。用于本部分的SPD的设计有几种技术，这些技术在标准正文中阐明，也在资料性附录A和附录B中说明。GBT 1880222-2008IEC 6164322：2004低压电涌保护器第22部分：电信和信号网络的电涌保护器(SPD) 选择和使用导则1范围GBT 18802的本部分适用于系统标称电压不超过交流1 000 Vrms和直流1 500 V的电信和信号网络中电涌保护器(SPD)的选择、运行、安装和配合等的导则。本部分也适用于组合在同一个外壳中用于信号线路和电源线路保护的SPD。2规范性引用文件下列文件中的条款通过GBT18802的本部分的引用而成为本部分的条款，凡是注

9、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。GBT 176265 2008 电磁兼容试验和测量技术 浪涌(冲击)抗扰度试验(IEC 6100045：2005，IDT)GB 188021 2002 低压配电系统的电涌保护器(SPD) 第1部分：性能要求和试验方法(IEC 616431：1998，IDT”)GBT 1880221t-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)一性能要求和试验方法(IEC 61643 21：

10、2000，IDT)GBT 192711 2003雷电电磁脉冲的防护第1部分：通则(IEC 613121：1995，IDT)GBT 1927122005雷电电磁脉冲的防护第2部分：建筑物的屏蔽、内部等电位连接及接地(IECTS 61312 2：1999，IDT)ITuTK31：1993用户建筑物内电信装置的连接结构和接地3术语和定义下列术语和定义适用于本部分。31耐受能力resistibilitySPD或信息技术设备(ITE)耐受过电压或过电流而不损坏的能力。注：本定义引自IEC 616632：2001“r并按其应用做了修改。设备在过电N过电流期间可能失去某些功能，但在过电压或过电流作用过后应恢

11、复正常工作。32多通道SPD multiservice surge protective device一个SPD保护两个或多个服务设施，如电源、电信和信号，其封装于一个外壳中并在电涌时提供各服务设施之问的基准等电位连接。1)IEC 61643 I新的版本目前正在考虑中2)方括号中的数字查阅参考文献。GBT 1880222-2008IEC 61643-22：20044技术说明下面是各种电涌保护元件技术的简要说明，更详细的描述见附录A和B。41电压限制器件这些并联连接的SPD元件是非线性元件，通过提供低阻抗分流通道而限制超过规定的过电压。该电压u。的选择应大于系统正常运行电压最大峰值。在系统最大运

12、行电压时，SPD漏电流应不影响系统正常运行。可采用多个元件组成一个组件。元件串联后将增高组件的电压保护水平。元件并联后可增加组件的通流容量，但应注意确保并联元件间的电流均流。有些技术，例如金属氧化物压敏电阻，其所具有的伏安特性对正极性和负极性电压本质上就是对称的，这类器件归类为双向对称型。当器件正负极性伏安特性虽有相同的基本波形但其特征值却显著不同时，则归为双向非对称型。其他技术，例如PN半导体结，其伏安特性对正极性和负极性电压本质上就是不同的。411箝位型这类SPD元件的伏安特性是连续的，通常这意味着对于大多数电压冲击而言，被保护设备将承受SPD阀值以上的电压。因此，这类SPD元件在过电压过

13、程中将吸收相当大的能量。41，2开关型这类SPD元件的伏安特性是不连续的，在某一规定的电压值，它们转换至低压状态。在该低压状态，其吸收的能量相比于其他“箝位”在规定的保护水平的SPD要低。由于该开关型元件动作，被保护设备承受的高于系统正常电压时间是很短暂的。如果系统的运行电压和电流超过开关型元件的恢复特性，则这些元件仍处于导通状态，需要采取合适的SPD选型及电路设计使其在正常系统电压和电流下恢复至高阻状态。42电流限制器件为了限制过电流，保护器件应切断或减小流过被保护负载的电流，限制过电流的方法有三种：切断、衰减或分流。过电流保护所使用的技术大多数是热驱动方式，这导致动作响应时间相对较长。在过

14、电流保护动作之前，负载可能还有SPD应具有相应的耐受电涌的能力。421电流切断型这类器件使SPD或ITE电涌电流的通道开路(见图B1)。载流电路的突然开路通常会产生电弧，尤其当电流处于峰值时。这种电弧必须加以控制以保证安全。电流切断后需要进行维护以恢复运行。熔断器是电流切断型的一个例子。422电流衰减型这类器件通过有效地接人一个与负载串联的电阻减少电流流过(见图B2)，自热式正温度系数(PTC)热敏电阻是用作这种作用的电流衰减型的一个例子。过电流使PTC热敏电阻发热，这将导致热敏电阻温度超过其临界温度(典型值为120)。因此，热敏电阻的电阻值从欧姆级变为数百千欧级，从而减小了电流。在变为高电阻

15、后，较小的电流仍维持PTC热敏电阻的温度，使PTC热敏电阻仍保持在高电阻状态。为保持温度，热敏电阻需要的典型功耗约为1w，例如交流200V过电压时为5mA，如果系统工作电压和电流不超过PTC复位的特性，冲击过后PTC将冷却并恢复至低阻状态。423电流分流型这类器件跨接在网络上，在安装点处可有效地设置一个短路(见图B，3)。电压限制器或负载电流传感器的温升可引起该动作。负载虽然被保护，但网络馈线中的电涌电流却相同或更大。动作以后，可能需要进行维护使之恢复运行。5选用SPD的参数和GBT 18802212004中相应的试验本条款讨论SPD的参数及其与SPD的运行及与相连的SPD网络的正常运行有关的

16、问题。这些参ZGBT 1880222-2008IEC 81643-22：2004数可用于SPD之间互相比较的基础，也可为信号系统和电源系统的SPD选型提供指南。这些参数值可从SPD制造商和供应商处得到。这些参数的验证，或当供应商不能提供这些参数时，应采用GBT 1880221 2004所述的试验和方法进行验证。51 受控的和非受控的环境SPD参数应适用于预期的环境。511受控环境温度范围：一540相对湿度范围：1080大气压力范围：80 kPa106 kPa受控环境是一幢建筑物或其他基础设施的受管理环境中的一种。受控环境至少应是自然冷热的环境，并受到保护而不受极端的自然环境的影响。512非受控

17、环境温度范围：4070相对湿度范围：596大气压力范围；80 kPa106 kPa52可能影响系统正常运行的SPD参数用于保护电信和信号系统，且有电压限制功能的或既有电压限制功能又有电流限制功能的SPD的工作的基本特性如下： 最大持续工作电压Uc；电压保护水平U，；一一冲击复位；绝缘电阻(泄漏电流)；额定电流。SPD应符合特定的技术要求。某些SPD参数会影响网络的传输特性，这些参数列表如下：电容；串联电阻；插入损耗；回波损耗；一纵向平衡；近端串扰(NEXT)。因此，SPD应按GBT1880221 2004中选取的试验项目进行试验。附录D给出了有关信息技术及其某些传输特性的资料，这些是系统应用S

18、PD时应予以考虑的。6风险管理考虑到过电压和过电流的概率，信息技术系统(ITS)保护措施(例如，SPD保护)的必要性应建立在风险评估的基础之上。信息技术系统所有部分的评估应获得对整个网络的配合良好的保护。这就要考虑客户和网络运营商服务损失的后果、系统的重要性(例如，医院、交通控制)、在特定位置的电磁环境(损坏的概率)和修复的成本等。决定安装保护措施应根据下列条件评估：建筑物内、外网络损坏的风险；允许的损坏风险。对建筑物及其内部网络，用户应分析这两个参数。对于建筑物外部的网络，网络运营商应对它们分析。因为风险因素的权重可以导致在运营商网络和私人网络之间连接处的保护结果不同(见图1，“NT”点)，

19、表1给出了保护措施的管理职责的一般性看法。GBT 1880222-20081EC 61643-22：2004表1保护方案的管理职责IT系统 职 责建筑物内部设施；私人网络 用户建筑物外部设施；运营商网络 网络运营商运营商两络和私人两络的连接区(NT) 网络运营商或用户信息技术设备ITE 用户(见注)基于风险评估的附加保护措施 用户注：电信设备的耐受能力要求在ITu T K系列中给出，可参考IEC 616632：2001，它们由ITE制造商根据市场需求来履行。61风险分析风险分析需考虑下面的电磁现象：一一电源感应；雷电放电；一地电位升高；一电源碰触。62风险鉴定风险鉴定需考虑如下几个经济因素，如

20、：一成本(没有足够保护的设备的高修复成本相对于有足够保护的设备的无修复成本，损坏性电磁现象的发生概率)i预期的使用；设备内的保护措施；服务的连续性；设备的可服务性(设备安装在难以到达的地区，例如，在高山上)。63风险处理风险处理考虑减少整个通信网络的损坏，即各类公共的和私人的ji；9络，包括各种传输设备或终端设备。SPD的安装应接受网络运营商、网络管理局和系统制造商的要求与限制(见图1)。有关风险管理的更多信息见附录E。电信网络注sPDN网络运营商当局所规定的SPD要求 s文换中心；规约； E设备(例如，多路转换器)；sPDs系统制造商可能规定的SPD要求规约； NT网络终端；SPDSN一一可

21、能由系统制造商和网络运营商当局规 ITE信息技术设备或过程控制定的SPD要求规约； TTE电信终端设备。图1电信和信号网络的SPD安装47 SPD的应用GBT 1880222-2008IEC 61643-22：200471概论当考虑SPD在电信和信号网络中的应用时，重要的是确定可能的过电压和过电流的来源以及它们的能量如何耦合至网络。耦合情况如图2所示，这可看作为降低能量耦合到网络的方法。乡侣”庄：(d)等电位连接体(EBB)；(e1)建筑物接地；(e2)一一雷电保护系统接地；(e3)一一电缆屏蔽接地；(f)信息技术电信接口；(g)电源接口；(h)信息技术电信线路或网络；(p)一接地电极；(S1

22、)建筑物直击雷；(S2)建筑物近区雷；(S3)雷直击电信线电源线；(s4)雷击电信线电源线的近区；(1)(5)耦合机理，见表2。图2耦合机理72耦合机理对电信和信号系统构成威胁的主要暂态源是雷电和电源系统。耦合的方式包括直击雷和电源系统的直接耦合以及与两个源头的电容耦合、电感耦合和辐射耦合。第四种耦合机理是地电位升高，这也来源上述两个源头。保护措施应与被保护系统相配合。一栋建筑物中任何需要保护的地方，都应安装等电位连接体(EBB)。进一步的重要措施是将所有从设备至建筑物EBB的等电位连接体阻抗减至最小。如果使用了电缆的金属屏蔽层，则它应是连续的，即金属屏蔽层应沿电缆长度方向贯通所有接头、再生器

23、等。在电缆的终端它也应与EBB相连，最好直接相连或通过SPD相连(以避免腐蚀问题)。另一种保护措施是用足够的SPD提供人户服务，以使暂态过电压和过电流减小到与系统兼容的水平。SPD应尽可能位5GBT 1880222-2008IEC 6164322：2004于靠近建筑物公共入口，例如所有入户服务通过的进户人口箱。如果被保护设备和电缆入口之间要求有一定的距离，应特别注意把设备等电位体阻抗和SPD等电位体阻抗减至最小。图2描述了雷电和交流电源的能量耦合至装有暴露设备的建筑物的方式。应注意直击雷会导致需要耐受能力更高的sPD(见表2)，但这种情况是最不常见的。第6章中关于风险管理的资料对理解该图和表的

24、内容提供指导。为了简化起见，该图中举例说明的是直击雷沿单根引下线下行的情况。实际上，系统有许多根引下导线，并且直击雷电流在它们之间分配，雷电流分配的结果使通过电感耦合产生的电涌电压将随之减小。图3示出一个典型建筑物，它具有雷电保护系统(包含有附属终端，等电位网络和接地系统)，入户服务设施可能是电话或另一种电信连接(h)和电源(g)及安装的设备。该图包括有单点雷电保护等电位连接体(d)。由推荐的布置可见，所有人户服务设施在建筑物人口处与单独的公共接地点(主EBB)相连接。该公共接地点与雷电引下线单点相连，并且由于电力规程的原因而将其独立接地。所有进入建筑物的服务均应与该接地点相连以得到所有建筑物

25、系统的等电位环境。图中也示出了在建筑物设备或其近处(楼层EBB)局域等电位连接布置。在该布置中通过电缆人口处的公共接地基准点，使每个楼层、设备室且甚至可能是设备架等产生等电位环境。所有进入该区域的服务设施均由此基准点接地(或通过SPD或直接连接)。该局域等电位连接点与主建筑物等电位体单独相连并且不再独立与地相连。表2示出了暂态电涌的来源及其耦合机理(例如：直击雷阻性耦合)之间的关系。电压和电流波形及试验项目从GBT 1880221 2004中的表3中选取。表2耦合机理雷直击建筑物 雷击建筑物近处 雷直击导线 雷击导线附近电涌源 的地面 地面 交流影响(S1) (S3)(S2) (S4)e电阻性

26、 电感性 电感性8 电阻性 电感性 电阻性耦合(1) (2) (2) (1，5) (3) (4)电压波形(ps) 1250 】250 10700 5060 Hz10350。电流波形(“s)10350 820 820 530010250优选的试验项目。 D1 C2 C2 D1，D2 B2 A2注：(1)(5)见图2，耦合机理。8也适用于邻近供电网络开关操作的容性电感性耦合。6由于远处距离增加使耦合效应场显著减小，直击雷可忽略不计。见GBT1880221 2004中表3。o IEC TC 81将该模拟直击雷冲击试验表述为峰值电流和总电荷，能够达到这些参数的典型波形是双指数冲击，在这个例子中采用10

27、350波形。73 电涌保护器(SPD)的应用、选择和安装731 SPD的应用要求SPD应符合GBT 1880221 2004和与被保护系统有关的技术规范。应用于公共电源系统的SPD，可能要采用其他的或附加的要求，在下面的分条款中不再叙述。以下各分条款涉及SPD在建筑物内部信息技术系统中的应用。7311减小雷电效应的SPD的选用SPD通过吸收或反射能量来限制电涌的动作，SPD特性应由制造商根据GBT 1880221一z004表3进行规定，包括峰值冲击电流和波形的详细情况(例如5kA(820)。6GBT 1880222-2008IEC 61643-22：2004当确定保护措施时，应考虑每个不同保护

28、位置(见图3)的保护要求。雷电防护区级联时应在防护区接口处使用保护器(雷电防护区，参考GBT 192711 2003)。对于雷电保护系统(LPS)，区级概念尤为适用。例如，位于建筑物的人口处的第一级保护水平(j，m)，主要保护使装置不被损坏。该级保护应按此设计并取额定参数，该保护的输出具有一个降低的能量，此输出又成为后面一级保护的输入。下级的保护水平(k，1及n，o)进一步将电涌水平降低至随后的下级保护或设备可以接受的值(也可见7312)。图3是与GBT 1927112003和ITU_T K31：1993相一致的星型配置示例。根据过电压过电流水平及SPD特性，建筑物内的设备也可由单个SPD保护

29、。数个保护水平可通过一个SPD中的保护电路的组合而确定。根据设备位置，一种SPD可用于建筑中的多个区域。当存在串接级联的SPD时，应考虑第9章的配合条件。注；(d)雷电防护区(LPZ)边界的等电位连接体(EBB)；(f)信息技术电信接口；(g)电源接口电源线；(h)信息技术电信线路或网络；k雷电流的部分电涌电流；jnGBT 192711 2003的直击雷电流，其通过不同耦合路径在建筑物内产生的雷电局部电流耳。；(J，k，1)按表3的SPD(也可见GBT18802212004表3)；(m，n，o)按GBT188021 2002试验类别I类、类和类的SPD；(P)接地导体；LPZ OALPZ 3按

30、GBT 192711 2003的雷电防护区03。图3雷电保护原理的配置示例7312降低瞬变的SPD的选用SPD应按第7311级联的防护区和表3的保护水平选用(对于配合参考第9章)。为此目的，保护器件的选用方法是SPD的限制电压标称值【，P小于下级SPD或ITE可耐受的电压值(见图4)。表3中关于雷电防护区的选择是假设防护区接口LPZ OLPZ 1的总雷电流的各分量通过SPD(j)7GBT 1880222-2008IEC 6164322：2004由电阻耦合进入信息技术系统(局部雷电流Ipc)。这样在信息技术系统传播产生的雷电波形并将受到系统接线和SPD动作的影响。如果SPD(j)的保护水平高于设

31、备耐受水平，就再安装一个具有合适的保护水平的附加SPD，且能与SPD(i)相配合，另外一种方法，就是采用一个具有合适保护水平的SPD取代SPD(j)。由雷击的电磁效应或预先安装的限制类器件(SPD)允许通过的瞬间感应的电涌电流用820雷电流来表示。靠近信息技术电信线路的附近但又远离连接在这些线路的ITE的雷击所产生的电压，用10700冲击波来表示(参考GBT 1880221 2004表9)。表3根据GBT 1927112003和GBT 176265m1999且用于防护区接口的SPD额定值的选型推荐雷电保护区GBT 19271，1 z003 LPZ 01 LPZlZ LPZ z310350(o

32、525)kA1012501250 (o 51 0)kV (o51)kV电涌值范围820 (o255)kA (o 25o5)kA10lroo 4 kV (05-4)kV5300 100 A (25Ioo)AD1，D2 与建筑物外界SPD(】)对SPD的要求 B2 无电阻性连接(GBT 1880221SPD(k)8 C2B22004的表3的类别)SPD(1)6 C】注：在LPZ23中所示的电涌范围包括最小的耐受能力要求，并可贯彻于市场需求的设备中。8 SPD(j，k，1)，见图3。图4雷电保护区(图3)配置示例一般来说，为达到设备保护所需SPD的数量决定于安装SPD处LPZ分界面的数量。设备的保护

33、也可采用单个SPD，它采用了7311中所述的组合保护电路。串接级联保护装置从(j)至SPD3(I)之间的配合条件应根据第9章考虑。7313限制低频电涌电压的SPD的选择电信线路容易受到电源线故障过电压的影响的区域，线路与局部地电位间的电压应通过连接在线路导线与接地端子间的SPD来限制。在考虑保护装置的击穿电压和该保护器导线对地联接阻抗时，应选择终端设备的介电强度。应从产品系列产品标准中选择恰当的要求，即ITuT建议K20、K21和K45口“。保护电信线路免受工频电涌的影响，可通过电压限制型或开关型SPD而获得。8GBT 1 880222-2008IEC 6 1 64322：20047314 S

34、PD与被保护系统限制电压的兼容性确保SPD的差模和共模限制电压的技术要求与系统的保护设备相匹配(见图5)是很重要的。为达到系统兼容性，与SPD有关的技术要求(见52)应从制造商处获得。(h)SPD(I)住：(c)sPD连接点，通常指SPD中所有共模、电压限制型电涌电压元件参考点；(d)一等电位连接体(EBB)；(f)一信息技术电信接口；(g)供电电源接口；(h)一信息技术电信线路或网络； (1)按表3的SPB(也可见GBT18808 21 2004表3)；(o)按GBT 1880221 20。4的电源线的SPD；(p) 接地导体；(q)必要连接(尽可能短)；u州，共模，电压限制至保护水平；UP

35、(o)差模，电压限制至保护水平；Xl，x2一一SPD端子，在这些端子间分别接有限制元件(1，2)，SPD非保护侧与之相连；Y1，Y2sPD保护侧端子；(1)一按IEC 61643 300系列标准中限制共模电压的电涌电压保护元件o“1；(2)一按IEC 61643 300系列标准中限制差模电压的电涌电压保护元件2。图5 ITE数据(f)和电源输入电压(g)的共模电压和差模电压的保护方法示例732 SPD安装布线安装应把在导线连接线上的线电压降至最小。下述的方法与SPD低保护水平L0共同构成了防止任何由于不正确布线(耦合，环，电缆电感)引起的在限压过程中附加电压升高的基本规则，从而得到有效的电压限

36、制效果。有效的电压限制效果通过下列方式达到：尽可能靠近设备安装SPD(见7322)；避免长导线并减小SPD端子x1，X2(见图6)与被保护区域之间的不必要的弯曲。图7对应的安排是最佳的。7321两端子SPD图6和图7表示两种可行的安装两端子SPD的方法，第二种安装方式去除了保护器导线长度的附加影响。9GBT 1 880222-200811EC 6 1 64322：2004注：L。，Lz导线的导体电感；u。，u。：与整个导线长度或长度单元有关的电涌电流k的didt在相应的电感“L”上感应的标准模式电压；X1，x2sPD的端子，在这些端子间限压元件(见图5的1，2)位于SPD的非保护侧；Ipc一雷

37、电流局部电涌电流；u川，在ITE输入端(f)由保护水平ur及保护电器与被保护设备间连接导体上的电压降产生的电压(实际保护水平)。应注意，在SPD开始导通前U，及巩。等于零，对于开关型SPD，当3PD导通时巩为残压iursPD输出端电压(保护水平)。图6导线电感引起的u。和【，止对保护水平【，的影响注：x1，x2sPD端子，在这些端子间限压元件(见盈5)位于SPD的非保护侧；Ipc雷电流局部电涌电流；uP“，在设备输入端(f)由保护水平UP及保护器件与被保护设备问连接导线产生的电压(实际保护水平)UpsPD输出端电压(保护水平)。图7通过把导线连接至公共点去除保护单元的电压【，。，和【，n732

38、，2三端子、五端子或多端子SPD有效的限制电压输出需要系统特定的研究并考虑保护器件与ITE之间各种状况。附加措施：一不要将至保护端口的电缆与至非保护端口的电缆布置在一起；一不要将至保护端口的电缆与接地导体(p)布置在一起；sPD保护侧至被保护ITE的连接应尽可能短，或采取屏蔽。】oGBT 1880222-2008IEC 6164322：2004注：(c)sPD公共参考端，SPD内的所有共模、限压型电涌电压元件通常以此为参考点；(d)等电位连接体(EBB)；(f)信息技术电信接口；(1)一根据表3的SPD(也见GBT 18802 21一-2004表3)；(p)接地导体；(pl，p2)接地导体(尽

39、可能短)，对于远程供电ITE，(pZ)可能不存在；(q)必要接线(尽可能短)；X，YsPD端子，在这些端子间限压元件(1，2，见图5)位于SPD的非保护侧。图8使保护水平最少受干扰影响的ITE与三、五或多端子SPD的必要安装条件7323雷电感应过电压对建筑物内部系统的影响建筑物内部可能存在雷电感应过电压，可通过72中所述的机理，耦合进入内部网络。这类过电压通常是共模的，但也可能以差模形式出现，这类过电压会造成绝缘击穿和或ITE元件损坏。为限制过电压影响，应按图5安装SPD。其他可采取的措施如下：1SPD与ITE问的等电位连接(q)以减小共模电压(见图8)；采用双绞线以减小差模电压；采用屏蔽线以

40、减小共模电压；-关于各种回路的计算方法，见GBT 1 92712 2005附录B。8多通道电涌保护器这类器件在一个单独的外壳中包含有一个组合保护电路，至少具有两种不同功能，它限制设备电涌电压并为不同服务设施提供等电位连接。组合保护器件的电涌电压保护电路应符合GB 188021-2002对电源电路的要求，并符合GBT 188022l一2004电信信号电路的要求。这类器件的特定试验正在考虑之中。9 sPoITE的配合为确保在过电压情况下两个串接级联的SPD或一个SPD与一个被保护的ITE间的配合，在所有已知和额定条件下SPDl的输出保护水平不应超过SPD2或ITE输入的耐受水平。如果满足下面的判据

41、，则两个串接级联SPD就达到配合：ur一I Ig f f j= 0s 芝o_(卜 oo一拄：Umz；uMz用于耐受性验证的发生器开路电压；In：；knz 用于耐受性验证的发生器短路电流；UP电压保护水平；Ir允通电流。图9两个SPD的配合因为SPD至少包含一个非线性限压器件，保护端开路输出的电压是试验发生器所施加的(开路)过电压的畸变形式。这使SPD的配合不可能被当做“黑匣子”那样进行一般的描述。使用制造商推荐的SPD是最安全的。制造商有能力评估如何取得配合或如何由试验确定配合。为使SPD与ITE配合，需要ITE制造商提供的技术要求资料试验报告。12A1电压箝位器附录A(资料性附录)电压限制器

42、件GBT 1880222-2008IEC 6164322：2004这类并联连接的箝位SPD元件是非线性元件，通过提供低阻通道以泄流，限制超过规定值的过电压。图A1电压箝位器件电路图A11 金属氧化物压敏电阻(MOV)金属氧化物压敏电阻是由金属氧化物制造的非线性电阻器。在大部分电压限制范围内，MOV的电压随电流非线性地增加。在最大电流水平处，材料体积电阻起主导作用，使其实际上为线性特性。当【，c约为5 V及以上时，MOV元件有效，通常误差约土lo。大电流冲击时，MOV的限制电压可显著增加，这对串接级联SPD的配合有益，但下游设备有可能承受高电压。MOV响应时间短，使其适合于快速暂态电压。其还具有

43、较大的热容量，并能吸收相当高的能量。承受多次额定电流冲击或承受数次超过器件额定值的冲击将使MOV劣化。劣化的表现是uc降低，使用这些器件时应予考虑。MOV元件呈高电容量，这使其在高频应用中受到限制。A12硅半导体这类SPD元件由单个或多个PN结构成。通常，这类SPD元件能量处理能力较低且对温度敏感。它们用于需要快速限压的场合时，其限压值为1 V及以上。A121正向偏压PN结正向偏压PN结的正向电压(Vr)约05 V。在电压限制的大多数范围内，二极管电流随外加电压快速增加。大电流时，正向电压V r可增加至10 V或更高。在施加电压迅速上升的情况下，二极管可呈现一些电压过冲。该过冲电压(正向恢复电

44、压，V“)可大于大电流正向电压。在正向偏压极性下，二极管具有相对较高的电容量。该电容量取决于信号和直流偏压水平。如果二极管用于反向偏压，电容量则减小。因为串联的缘故，用于较高工作电压而串联组装的器件使用时也可明显地降低电容量。A122雪崩击穿二极管(ABD)ABD为反向偏压PN结，其阀值电压或击穿电压范围为7 V及以上。在工作电流的大多数范围1 3冲砘一一GBT 1880222-2008IEC 61643-22：2004内，典型ABD端子电压不随电流变化。ABD的响应时间非常短，使其适合于限制快速上升的暂态电压。ABD的电容量与击穿电压成反比，也与施加电压成反比，不论其为信号电压还是直流工作电

45、压。单结ABD是单向的。为制造双向器件，第二个反极性ABD与第一个ABD相串联。对任一极性，该器件当作与一个正向偏压二极管相串联的雪崩ABD。该两器件可集成为一个片式单个NPN或PNP结构。A123齐纳二极管反向偏压PN结为齐纳击穿时，其击穿电压约为25 V50 V。与ABD不同，齐纳管端子电压随电流显著增加，其增量可为击穿电压的二倍。A124穿通二极管穿通二极管为NPN或PNP结构。它利用电压升高时耗尽层中央区的扩展现象而在两个PN结之间的空间电荷区达到导通性。击穿电压可能小于1 V，穿通二极管作为低电压低电容量时齐纳二极管的替代品而引入。A125折返二极管折返二极管为NPN或PNP结构。其

46、利用晶体管功能而产生再生的或“折返”的电压限制特性。当达到击穿电压时，随着电流的增加端子电压快速减小为击穿电压的约60，更大的电流使器件电压增大。与具有相同击穿电压的ABD相比，折返二极管的限制电压较低。“折返”的数量取决于击穿电压，对于lo V器件，其折返的数量是非常小的。A2电压开关型器件这类并联连接的开关型SPD元件是非线性元件，通过提供低阻通道泄流来限制超过规定值的过电压。图A2电压开关器件电路图A21气体放电管(GDT)气体放电管由装在陶瓷或玻璃圆柱管内的两个或多个金属电极组成，电极由间隙隔开，间隙的距离为1 mm或更小。放电管内部填充高于或低于大气压的惰性混合气体。当放电管间隙两端的电压缓慢上升到一个主要由电极的间距、气体压力和气体混合物而决定的数值时，则发生电离过程。该过程迅速导致电极间隙间形成电弧，并且装置的残压降低为典型值30 V以下。电离过程发生的电压定义为器件放电(击穿)电压。如果外施电压(如瞬态电压)上升很快，电离电弧形成所需的时间可允许瞬态电压超过上节中所要求的击穿电压。该电压被称为冲击击穿电压，其通常为外施电压(瞬态电压)上升速率的正函数。1 4GBT 1 880222-2008IEC 6 1 64322：2004因为开关动作和刚性结构，气体放电管