GB T 18802.311-2007 低压电涌保护器元件 第311部分 气体放电管(GDT)规范.pdf

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1、ICS 29.240.10 K 30 中华人民共和国国家标准GB/18802.311-2007/IEC 61643-311 :2001 低压电涌保护器元件第311部分:气体放电管(GDT)规范Components for low-voltage surge protective devices Part 311 : Specification for gas discharge tubes CGDT) CIEC 61643-311 :2001,IDT) 2007-01-30发布2007-09-01实施中华人民共和国国家质量监督检验检痊总局申非中国国家标准化管理委员会乱叩CB/T 18802.3

2、11-2007/IEC 61643-311 :2001 目次前育. . . . . . . 1 1 范围12 规范性引用文件3 定义和符号4 运行条件. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ,. . . . . . ., . . . . . . . . . . . . . . . . ., . . . . ., . . . . . . . . 4 5 桥志. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1. . . . . . . . ., . .

3、. . . 4 6 电气要求a7 试验方法和试验回路参考文献. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .,. . . . . . . . . . . 15 图1二极GDT的符号3图2三极GDT的符号4图3100 V/s下的直流火花放电电压试验回路8图41 000 V I flS下的冲击火花放电电压回路. 因5辉光至弧光转变电吭、辉光电压和弧光电压的试验田路图6典型GDT的电压-电流特性图，适用于测量辉光至弧光转变电流、辉光电压、弧光电压示例10二因7横向电压试验回路m图8二极GDT试验田路(用

4、于直流保持电压试验). . . I ., . . 图9三极GDT试验回路用于直流保持电压试验)图10二极GDT回路(用于标称交流放电电流试验).12 图11三极GDT阳路(用于标称交流放电电流试验)I . 13 图刊二极GDT回路(用于标称冲击放电电流试验)，.四图13三极GDT回路(用于标称冲击放电电流试验圈14二极GDT回路(用于寿命试验)14固15三极GDT回路用于寿命试验. .,. . . . . . . ., . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14 表1直流和冲击火花放电的要求，初始值表

5、2二极GDT在不同直流保持电压试验时试验回路各元件的数值表3三极GDT在不同直流保持电压试验时试验回路各元件的参数. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ., . . . . . . . . 6 表4通流容量的不同等级. . . . . . . . . . . . . . . . . , ., . . . . . . . . . . . . I . . . . . 7 表5按表4试验后的火花放电电压值7GB/T 18802.311-2007 /IEC 61643-311 : 200 1 . _._ 目。自GB/T 18802的结构及名称预计如

6、下:一一-1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(GB18802. 1-2002 , IEC 61643-1: 1998 , IDT) ; 一一低压配电系统的电涌保护器CSPD)第12部分z选择和使用导则;一一低压电捅保护器第21部分:电信和信号网络的电酒保护器(SPD)性能要求和试验方法CGB/T 18802. 21-2004 , IEC 61643-21: 2000 , IDT) ; 一一低压电涌保护器第22部分:电信和信号网络用低压电涌保护器(SPD)选择和使用导则;一一一低压电捅保护器元件第311部分:气体放电管CGDT)规范;一一低压电浦保护器元件第321部分

7、:雪崩击穿二极管CABD)规程z一一低压电涌保护器元件第331部分:压敏电阻(MOV)规范;一一低压电涌保护器元件第341部分:电涌拥制晶闸管CTSS)规范。本部分等同采用IEC61643-311: 2001c英文版)，在编制格式上按GB/T1. 1-2000。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员会归口。本部分负责起草单位:西安电瓷研究所。本部分参与起草单位:凹川省中光高科产业发展集团、上海西岱尔电子有限公司、镇江市电子管厂、瑞侃电子(上海有限公司、宁波能士通信设备有限公司、君耀电子。本部分主要起草人:王新霞。1 GBjT 18802.311-2007 /IEC 61

8、643-311 : 2001 低压电涌保护器元件第311部分:气体放电管(GDT)规范1 范围气体放电管(GDT)用于交流不超过1000V或直流不超过1500 V的通信或信号电路中，其定义为由密封于非空气放电介质中的单间晾或多用PFJ且盛胆器件，用于保护电器和人身免受瞬态过电压的危害。本部分既不是对完整电涌保护器技J术规范的要求，也不是对在电子设告中使用的GDT技术规范的全部要求。其中关于GDT;性能和电涌保1;理酣二受能力的精.;配合是极其苛刻的oGB!T 18802的本部分:/ 一一针对二极或=一一一不捞及安装一一不涉及机械R一一一不愤及一一不带及一一一不涉及2 规范性引用n下列文件出i件

9、，其随后所有协议的各方研究部分。GB!T 2423. 1 60068-2-1: 1990) GB!T 2423. 28斗2-20:1979 , IDT) GB!T 17626.5-1 5 :1 995) GB/T 17627.1-1998 61180-1 :1 992) 性能的影响，给出的性能仅适用于试验和测量技术安装好的GDT;日阔的引用丈根据本部分达成其最新版本适用于本A:低握CidtIEC 试蹬T:锡焊(IEC60068-试验(idtIEC 61000-4-分:定义和试验要求(eqvIEC _;lc-: IEC 60068-2-21 : 1999 环境试验吨第二也龄茹星岛以试验U.引出端

10、及整体安装件牢固性ITU-T推荐K. 20: 2000 安装在电信中心的电信设备对过电压和过电流的耐受能力3 定义和捋号3. 1 定义下列术语和定义适用于本部分。3. 1. 1 弧光电流arc current 火花放电后，因路阻扰上允许流过的电流，该值大于辉光至瓢光转变电流。1 G月18802.311-2007/IEC61643-311 : 200 1 3. 1.2 弧光电压arc voltage 弧先模式电压arc mode voltage 弧光电流流过GDT时的电压降。3. 1.3 弧光至辉先转变电流arc-to-glow transition current GDT从弧光模式转变到辉光模

11、式所需要的电流。3. 1.4 电流遮断时间current turn-off time GDT从导通到不导通状态所需的一段时间，仅适用于在规定因路条件下，GDT承受规定持续直流电压的场合。3. 1.5 直流击穿电压d. c. breakdown voltage 施加缓慢升高的直流电压时，GDT从高阻抗状态转变为导通状态时刻的电压。3. 1. 6 直流保持状d. c. holdover 在线路上有直流电压时，保持状态是指GDT经受能使其击穿的足够大的冲击后，仍能保持导通的状态。影响从导通状态恢复至高阻扰状态所需时间的因素包括直流电压和直流电流。3. 1. 7 直流保持电压d. c. holdove

12、r voItage 在规定的回路条件下，电涌通过后，预计可清除井重回至高阻抗状态时GDT两端的最大直流电压。3. 1. 8 直流火花放电电压d. c. sparkover voItage 施力日缓慢升高的直流电压时，GDT火花放电时的电压。3. 1. 9 GDT放电电流GDT discharge current 产生火花放电后流过GDT的电流。注:如果通过GDT的电流是交流，则为有效值;如果通过GDT的电流是冲击电流，则为峰值。3. 1. 10 放电电压discharge voItage GDT流过放电电流时，在其端子间出现的电压峰值。3. 1. 11 放电电压电流特性discharge vo

13、Itage current characteristic GDT放电电压峰值随放电电流变化的恃性。3. 1. 12 气体放电管gas discharge tube 由密封在不同于大气压下空气的放电介质中的单间隙或多间隙组成的器件，用于保护电器和人身免受瞬态过电压的危害。3. 1. 13 辉光电流glow current 辉光模式电流glow mode current 击穿后，回路阻抗将续流限制到小于辉光至弧光转变电流时的电流。2 GB/T 18802.311-2007/IEC 61643-311 :2001 3. 1. 14 辉光至眼光转变电流glow-to-arc 1ransition cu

14、rrent GDT从辉光模式转变为弧光模式时所需要的电流。3. 1. 15 辉光电压glow voltage 辉光模式电压glow mode voltage GDT流过辉光电流时的电压阵峰值。3. 1. 16 冲击火花放电电压impulse sparkover voltage 施加规定上升率和极性的冲击电压，在放电电流流过GDT之前，其两端子间的电压最大值。3. 1. 17 冲击波形impulse waveform 依据GBjT17627. 1一1998，冲击破形定义为以XjY来表示，其中xcs)为披形的上升时间，YCs)为衰减到半峰值的时间。3. 1. 18 标称交流抽电电流nominal

15、alternating discharge current 规定GDT能耐受一定时间的交流电流，其频率在15Hz62 Hz之间。3. 1. 19 标称直流火花放电电压nominal d. c. sparkover voltage 对于一种规定型号的GDT产品，制造厂规定的直流火花放电电压值。3. 1. 20 标称冲击煎电电流nominal impulse dscharge current 给定披形的冲击电流峰值，为GDT的额定值口3. 1. 21 火花放电sparkover 击穿breakdown |间隙的电阻值由高阻抗到一个相对较低的数值的突变E3. 1. 22 横向电压transverse

16、 voltage 对于三极GDT，连接在主回路上的两根导体的间隙A端子与B端子之间(见图2)通过放电电流时，1在两间隙之间的放电电压的差值g3. 1. 23 转变时间transition time 间隙开始导通后，导通间隙的电压由初始值降为弧光或辉光所需的时间。3.2 符号A C 圈1二极GDT的符号3 GB/18802.311-2007/IEC 61643-311: 2001 4 运行条件4. 1 端子的牢固性如果需要，用户4.2 可焊接性端子的焊接4.3低温GDT应能够GDT应能满足4.4 存放条件GDT在储日/T2423 1规定的a) 温度:-，OoC性十40C;b) 相对温码叫则。4.

17、5 工作条件温度:一40Ci4.6 辐黠用放射性物质所侵害的法规允许的范围个厚纸板箱中)。含放射性的物质的提供关于以下列各项的建议:a) 每包装单元的最大数字;b) 每批最大的发货量;c) 可一起储存的最大量;d) 任何储存要求;的搬运的预防措施和要求1日废弃处置。5 标志A C 照国际原子能机构n在-400C时布的关于防护辐射输、储存而包装在一j汗J.I其他相关的国际要求，应GDT应标有清晰的、永久性的标志，以确保用户检查时能确定下列信息。1)方括号指参考文献序号。4 a) 制造商或制造商的商标pb) 生产的年份和用户需要的月份;c) 所使用的放射性材料的种类;d) 标称直流火花放电电压;e

18、) 型号，如果用户需要;f) 通流容量，如果用户需要。也可标识其他必要的信息。500 G/T 18802.311-2007 /IEC 61643-311: 2001 4阴阳衅，叫且川飞U。中/s(叶憧南19州600 飞主飞I儿之二注:生且飞D:-.:;:-.:三二二-乙:?:?Q:型1400 800 640 960 1600 1 000 800 1 200 2000 1 400 1 120 1 680 2800 1 800 1440 2 160 3600 表东GDT不同的工艺。a) 对于三极GDT，线电极A-B之间的火花放电电压不大于两倍的A-C或B-C之间的火花放电电压，不小于表1中第2列中

19、的最小直流火花放电电压。b) 对于无辐射的GDT，直流火花放电电压的上限值应由制造商和用户共同商定。例如:230V GB/T 18802.311一2007jIEC61643-311: 200 1 的GDT的允许误差为一20%十30%之间。在任何一种情况下，都应保证冲击火花放电电压在规定的范围内。6. 1. 2 绝缘电阻数值应不小于100M口。6. 1.3 电容量数值应不大于20pF. 6. 1. 4 横向电压对于三极GDT，最大横向电压应在试验报告中标明;第一个和第二个间隙火花放电的时间间隔不应超过200ns , 6. 1. 5 直流保持电压依据直流火花放电电压和试验回路参数，电流遮断时间应小

20、于150mso电信应用的实倒在表2和表3中结出，其中表2为二极GDT，表3为三极GDT(试验回路为图8和图的。表2二极GDT在不同直流保持电压试验时试验回路各元件的数值元件试验l试验2试验3试验4bPS 52 V 80 V 135 V 135 V R, 250 0 330 n 1300 n 450 0 R2 , 150 n 150 n 150 0 C1 a 100 nF 100 nF 100 nF a 本试验中该元件未采用。b 推荐为ISDN采用白表3三极GDT在不同直流保持电压试验时试验田路各元件的参数兀i牛试验l试验2试验3试验4dPS 52 V 80 V 135 V 135 V ps,

21、。V。v52 V NA R3 2500 3300 1 3000 450 0 R, a 150012720b 150nl2720b 150 01272 nh C a 100 nF 143 nFb 100 nF 143 nFb 100 nF 1 43 nFb 凡巳136 0 C, 83口Fa 本试验中该元件未采用。b 可选择其中一项ec 可选择。d 推荐为ISDN采用。6. 1. 6 遇宽容量的要求(见表的6.2 加上负载后的要求1360 136 0 136 n 83 nF 83 nF 83 nF 按表4试验后，GDT的火花放电电压(表5)和绝操电阻(且6.2. 2)应限制在其规定的泡围内。6.

22、2. 1 火花放电电压(见表5)6.2.2 跑缘电阻数值应不小于10M 1. 6 GB/T 18802.311-2007 /IEC 61643-311 : 2001 表4通商容量的不同等级15, 15 Hz-62 Hz 冲击放电电流IkA次冲击寿命试验交流放电等级屯流值电流波形8120s 10/350s 试验电流峰值10次10次a1次A A 10/1 000 15 6/310bs 1 0.05 O. 5 1 2 O. 1 1. 0 5 3 2.5 2. 5 l 50 4 5 5 2. 5 50 5 10 10 4 100 =300 n=500 6 20 10 4 100 7 20 20 生20

23、0 8 30 10 4 100 9 40 20 4 200 细节由制造商和用户共同商讨协定。a 施加次数可以增加，例如20次。b 开路电压波形10/700s按GBI17626.5-1999和ITU-T K. 20，2000的规定。表5按表4试验后的火花放电电压值100 V 15 试验后的火花放电电压值jVA-C或A/B-C的直流火花放电电压优选值100 V Is 1 000 V /s V Min Max 70 52 88 900 90/1 67 113 1200 90/2* 65 120 600 150 110 195 700 200/1 * 150 250 1200 200/2* 150 2

24、50 550 230/1 170 300 800 230/2铮180 300 1200 230/3蟠180 300 550 250 180 325 800 300 225 375 1300 350/1 260 455 1100 350/2* 265 600 1000 420 300 550 1100 500 400 650 1300 600 450 780 1500 800 600 1000 2000 1000 750 1 250 2500 1 400 1 050 1 750 3500 1 800 1 350 2250 4500 , 表习GDT不同的工艺。一二一一一二-一一一一7 GB/T 1

25、8802.311-2007/IEC 61643311 :2001 6. 3 不合格率被试悴品的抽样数量、电气性能等在质量保证要求中规定，本部分不规定。7 试验方法制试验E路依据应用要求应对(;DT作下列试验。除非另外说明，环境条件如下:-跑!吏一一相对温度150C350C 25刊75%在没有施加电压时.GDT至少应在黑暗中放置15min，并在这种情况下，用图4所示试验回路进行试验，电压上升率为1OOO( 1土20%)V/pso每种极性下，每个GDT的A极和C极的两次测量值都要记录a8 两(测量的时间间隔应不小于150 应对三极GDT的每对端子分别测量，而另一端子悬空。所有测量值都应符合表1的规

26、定。1 kQ 1/=5 kV 元件:G二-50Hz或60H2电压发生器。Tr一一一变压器。Rl一一可i用电阻。R2 一电流取样电阻。osc-一示被器。10 MQ GB/T 18802.311-一2007/IEC61643-311 : 2001 50 Q A 5 nF GDT C 圈5辉光至1瓜光转变电流、辉先电压和弧光电压的试验回路日G/T 18802.311-2007/IEC 61643-311 : 200 1 / It -aEEEEEEEBEEt U2 -叫d咽-1, / , 1, -, 电压-电流特性U=f(i) (示意图)元件:U，直流火花放电电压。U2一一辉光电压.U3一一弧光电压。

27、11一一辉光至弧光转变电流。i, -一峰值电流。13一一弧光至辉光转变电流。圄6典型GDT的电压电流特性圈，适用于酣置辉先至弧光转变电流、辉先电压、弧光电压示例7.6 横向电压同时给一个三极GDT的两个放电间隙施加冲击波前陡度为1000 V! f.lS的冲击电压，测量GDT的横向电压的幅值和持续时间，按图7所示回路进行测量。对两种极性，每次试验应测得第一个问隙和第二个间隙火花放电时间间隔，其最大值不应超过6.1. 4的规定。1 kQ 5 kV 0.2F C 5 nF GDT 5 nF 元件:osc一双通道示波器。图7横向电压试验回路10 GB/T 18802.311-2007/IEC 6164

28、3-311 :2001 7.7 直流保持电压GDT的直流保持电压与试验回路相关，用户和制造商应根据具体应用商定专门的试验回路、试验的次数、试验参数等。GDT主要用于电信设备的保护。时于击穿电压不小于230V的试品，采用图8和图9所示的试验回路。因8或图9回路元件的参数从表2或表3中选择。同时施加到三极GDT间隙上的电流幅值各自为100A，披形为10/1000阳或者6/310问。调披时可用短路代替GDT。通过GDT冲击电疏的极性应和PS1和PS2中的电流一致。在每种i式验条件下，电流遮断时间的试验都采用两种不同极性的冲击电流。在每一极性的三次冲击的时间间隔不超过1min，并测定每个冲击的电流遮断

29、时间。所有测量值均应满足6.l. 5的规定。元件:电潮发生器100 A 10/1 000s + osc-示波器。E, PS1一一恒压直流源或电池koEl一-隔离间隙或等效装置。Dl一一隔离二极管或其他隔离器件GRl一一冲击电流-调披电阻。R，一一见表2，R2一一一见表2，C1一一见表2。R, R, A GOT C 图8二极GDT试验回路(用于直流保持电压试验)7.8 标称交流放电电流的试验回路和方法0 , 采用未使用过的GDT，施加的冲击电流按表4相应GDT标称电流的规定值，试验回路用图10和图11.冲击电流测量应有足够长的时间间隔不至于GDT内部过热口电流掘的交流电压有效值应超过GDT的最大

30、直梳火花放电电压至少50%以上。规定的交流放电电流及持续时间可用短路来代替GDT校核。对于三极GDT，其每个极应同时向公共极放电(见图11)，各自交流放电电流的规定值见表4.完成施加规定的电流次数后，GDT就应冷却到环境温度。在施加最后一次电流的1h内，战表5和6.2.2的要求试验。如果有必要，允许在施加最后一次电流后24h重测。11 G/T 18802.311-2007/IEC 61643-311 : 200 1 D, l r巳电涌发生撒每跻100 A 10/1 000 lS 。ai吭町hu( 流阻交电称载关标负开件一元LARKny图10二极GDT回路用于标称交由政电电流试验)12 GB!T

31、 18802.311-2007/IEC 61643-311 : 200 1 一cl 1=1 s U(15 Hz - 62 Hz) 采用未使用过的GDT，施加的冲击电流按表4相应GDT标称电流的规定值。规定试验次数的一半用一种极性，另一半用相反的极性。或选用一半GDT用一种极性，另一半用相反极性的试验方法。冲击的重复频度应防止GDT内部热累积。电掘的电压应超过GDT的最大冲击火花放电电压至少50%以上。规定的冲击电流及技形应采用短路来代替GDT测量。对于三极GDT，其每个极应同时向公共极放电，各自的冲击电流的规定值见表40例如，因14和图15所示为产生峰值电流为100A ，波形为10/1000阳

32、的试验回路。每次通过冲击电流试验后对GDT进行试验或经用户和制造商同意后减少试验频度，以确保其满足表5和6.2.2的要求。13 GB/T 18802.311-2007/IEC 61643-311 :2001 施加规定的冲击电流次数后，GD应冷却到环境温度。在施加最后一次电流的1h内，按表5和6. 2. 2及直流保持电压试验的要求试验。如果有必要，允许在施加最后一伏电流后24h重测。0.21 n u =土工:96F C 元件:U一-5kV交流电压。I一一每路峰值电流10kA，波形8/20问。图13三极GDT回路(用于标称冲击放电电流试验)-10日-20n u =丰=80F C 元件:U一-2kV

33、直流电压或按需要。l一一-峰值电流100A，波形10/1000问。圈14二极GDT回路(用于寿命试验)-20 n u =兰=:160 J.lF 元件:U一2kV直流电压或按需要。I一一每路峰值电流100A，被形10/1000S， 固15三极GDT回路(用于寿命试验)14 GBjT 18802.311-2007/IEC 61643-311 : 200 1 参考文献lJ Regulations for the safe transport of radioactive materials , lAA. 2J IEEE C 62. 31，叮EEEStandard Test Specification

34、s for Gas-Tl巾Surge-ProtectiveDe vices ,1987 , 3J IEEE C 62. 45，勺EEEGuide on Surge Testing for Eq川pmentConnected to Low-V oltage AC Power Circuits ,1992. 4J ITU-T Recommendation K. 12 (02/2000) , Characteristics of gas discharge tubes for the protection of telecommunications installations( Geneva 192

35、7 , modified at Malaga-Torremo linos ,1984 and at Melbourne,1988;revised in 1995 and 2000). 5J DIN VDE 0845 Tei12 ,Draft July 1993. 6J REA Specification for GDTsREA ull巳tin345-83 ,PE 80 ,July 1979). 7J IECQ PQC 76: Generic specification. Surge protective devices. 8J IECQ PQC 77: Measuring and testin

36、g methods for surg巳protectivedevices. 9J IECQ PQC 78: Sectional sp巳cification.Surg巳protectivegas discharge tubes. 10J IECQ PQC 79: Bank detail specification. Surge protective gas discharge tubes. FOONJZASSU国hOON|立的.NO户H阁。华人民共和国家标准低压电涌保护器元件第311部分t气体放电管CGDT)规范GB/T 18802.311-2007 /IEC 61643-311 ,2001 国中奇峰中国标准出版社出版发行北京复兴门外三里河北街16号邮政编码，100045网址电话，6852394668517548 中国标准出版社秦皇岛印刷厂印刷各地新华书店经销非印张l.25 字数33千字2007年8月第一次印刷开本880X12301/16 2007年8月第一版7巳如有印装差错由本社发行中心调换版权专有侵权必究举报电话:(010)68533533定价18.00争令书号，155066 1-29747 GB/T 18802.311-2007