雷电浪涌防护一级测试波形的选择
雷电防护与SPD选择

雷电防护与SPD选择摘要:随着社会的发展,人们的生活水平及要求不断提高,人们对于家的概念,已经不单是仅仅是住这么简单了,家已逐渐成为娱乐,甚至办公的场所。
如今的智能小区由于具有电器多、现代化塑料材料多、布线密集等特点,一旦发生火灾后果不堪设想。
关键词:智能小区消防电气1 引言1.1随着社会的发展,人们的生活水平及要求不断提高,人们对于家的概念,已经不单是仅仅是住这么简单了,家已逐渐成为娱乐,甚至办公的场所。
如今的智能小区由于具有电器多、现代化塑料材料多、布线密集等特点,一旦发生火灾后果不堪设想。
1.2从市场的角度来看,目前房地产商推出的所谓智能小区在消防电气设计方面还是空白,消防器材也仅仅局限于消防水龙和灭火器,而大多数人并没有受过消防培训,甚至连消防水龙都不会使用,一旦发生火灾,损失巨大,这种状况对于出资动辄百万购房的住户而言,是极不公平的。
据问卷调查显示广州市区有87 8%的智能小区住户对所住单元的消防设计不满意,有76 5%的住户认为如果购房费用增加10%,但具有较完善的消防设计的小区他们仍会优先选择。
在这样的背景下,房地产商如果能适时地推出具有“安全”概念的智能小区一定会大受欢迎。
2 消防电气设计按照《高层民用建筑设计防火规范》的规定,一类防火建筑包括十九层及以上的普通住宅;建筑高度超过24m的高级住宅,高级宾馆等。
本文讨论的高级智能小区多属一类防火建筑。
2.1火灾自动报警系统火灾自动报警系统是为了早期发现并及时通报火灾,以便采取有效措施,使火灾得以控制和扑灭而设置在民用建筑内的一种自动消防设施,也是与火灾作斗争的有力工具。
根据建筑物防火等级的不同,其自动报警系统采用不同的结构形式,一般来说报警系统有如下三种类型。
a.控制中心报警系统,控制中心报警系统的组成如图一所示。
集中火灾报警控制器设在消防控制室内,其他消防设备及联动控制设备,可采用分散就长久地控制和集中遥控两种方式,各消防设备工作状态的反馈信号,必须集中显示在消防控制室的监视或总控制台上,以便对建筑物内的防火安全设施进行全面控制与管理。
电源防雷器选型表

L1/L2/L3-PE
环境温度:-40℃~+85℃; 相对湿度:≤95%
安装在 35mm 导轨上
故障指示:正常/绿色 故障/红色
6-25mm²
90×72×69mm 4
90×72×69mm 4
90×36×69mm 阻燃/红色
IP20 2
90×36×69mm 2
90×54×69mm 3
版权所有,侵权必究
L1/L2/L3-PE
环境温度:-40℃~+85℃; 相对湿度:≤95%
安装在 35mm 导轨上
故障指示:正常/绿色 故障/红色
6-25mm²
90×72×69mm 4
90×72×69mm 4
90×36×69mm 阻燃/红色
IP20 2
90×36×69mm 2
90×54×69mm 3
5、第四级(末级)交流防雷器 20KA
第8页共8页
(4P)
代码
A
L1,L2,L3-N N-PE (3+NPE) B
L,N-PE (2P)
C
L-N.N-PE (1+NPE)
D
L1,L2,L3-PE (3P)
3P
二、 防雷分级
一、通流容量选择 应根据国家标准 GB50057-94《建筑物防雷设计规范》(2000 版)和 GB50343-2004《建筑物 电子信息系统防雷技术规范》中规定的建筑物防雷等级要求进行选用。 电源线路浪涌保护器标称放电电流参数值
流
流
电流(kA)
10/350μs 8/20μs 8/20μs 8/20μs 8/20μs 8/20μs
≥20kA
≥80kA ≥40kA ≥20kA ≥10kA ≥10kA
建筑物第一级SPD的选择

建筑物第一级低压电源SPD的选择顾俭(铁一院乌鲁木齐勘测设计院)摘要通过分析不同结构类型的电涌保护器(SPD)所具有的特点,依据相关规范,阐述了建筑物第一级低压电源SPD的选型原则,并给出了该处SPD的电涌能量承受能力和电压保护水平的校验计算过程。
关键词电压开关型SPD 电涌能量承受能力电压保护水平1 概述雷击电磁脉冲(LEMP)是由于闪电直接击在建筑物防雷装置上,导致与防雷装置相连的导体电位升高,并且对周围环境产生电磁辐射干扰,它对电子信息设备的危害最大。
雷电流的主要泄放通道是通过共用接地极、电源线路、各类信号传输线路和进入建筑物的金属管等导体。
雷击电磁脉冲的防护措施之一,是将以上通道和建筑物内所有金属物做等电位连接,减小建筑物内各金属物与各系统之间的电位差,从而达到保护电子设备的目的。
对于不能直接连接的带电体(如电力线和通信线等设施),应采用暂态连接的办法,即采用电涌保护器(SPD)连接。
正确的设计选型是使SPD对电子信息系统进行有效防护的必要前提,尤其是建筑物第一级低压电源SPD需要泄放掉进户低压电力线路上绝大多数的雷电流,作用至关重要。
然而在实际工程中经常出现建筑物内从室外引来的低压线路上安装的第一级SPD采用限压型金属氧化物压敏电阻产品、忽略了SPD的电涌能量承受能力和电压保护水平校验计算等错误做法。
本文将依据相关规范,阐述第一级低压电源SPD的选型原则和计算过程。
2 结构类型选择按照结构类型低压电源SPD 分为3种:电压开关型、限压型、复合型。
电压开关型SPD 具有在没有电涌时有很高阻抗,当出现电涌电压时能立即转变成低阻抗的特点,主要采用放电间隙类的非线形元件;限压型SPD具有没有电涌时具有很高的阻抗,随着电涌电流和电压的增加,其阻抗连续减小的特点,主要采用金属氧化物压敏电阻类的非线形元件;复合型SPD由电压开关型元件和电压限制型元件组成SPD,可表现出电压开关型或限压型特性或两者都有的特性,这决定于所加的电压的特性。
变压器雷电冲击试验波形调节方法

变压器雷电冲击试验波形调节方法
变压器雷电冲击试验是评估变压器绝缘系统在雷电冲击作用下的耐受能力的重要测试。
在该测试中,需要产生符合标准要求的理想雷电冲击试验波形,并将其施加到变压器上。
为了确保测试的准确性和可靠性,波形调节是非常重要的一个环节。
波形调节的主要目的是使产生的雷电冲击波形尽量接近标准要求,并且尽量保持稳定。
下面介绍几种常用的波形调节方法:
1. 负载调整法
该方法是通过调整测试设备的输出电路负载来达到调节波形的目的。
首先,根据要求
产生一个初步的试验波形,然后通过改变负载阻抗,使得试验波形逐渐接近标准要求。
该
方法简单易行,但需要有较强的经验和技能。
此方法是通过在输出电路上加入合适的补偿电路来调节波形。
通过补偿电路消除输出
电路和负载阻抗之间的反射影响,从而达到调节波形的目的。
缺点是需要精确计算和测量
电路参数,并可能会引入额外的噪声。
3. 阻抗匹配法
该方法是将输出电路的阻抗匹配到负载的阻抗,以减少反射和阻抗失配造成的波形变形。
要求输出电路和负载阻抗具有相同的阻抗值和波形反射系数。
需要注意的是,由于变
压器自身阻抗可能变化,因此要对输出电路进行调整。
总的来说,不同的波形调节方法有各自的优缺点,需要根据实际情况选择。
可以结合
多种方法使用,以达到最优的效果。
波形调节的成功与否取决于测试设备和操作人员的技
术水平,因此需要进行认真的培训和实践。
10-350一级电源防雷选型攻略

10/350开关型一级电源防雷攻略10/350波长型防雷器,是一种石墨间隙型的防雷器,具有极强的放电能力,属开关型防雷器,开关型复合式防雷器是依据IEC61643-1和GB18802.1标准设计制造,具有很高的雷电流泄放能力,单模块冲击电流最大可达50KA(10/350μs)。
可广泛应用于雷击风险较高地区的设备系统电源第一级防雷保护,可组合后用于单/三相供电线路。
10/350一级防雷器基本说明:AM系列电涌保护器是按SPD I级分类试验要求设计的复合式防雷器,可用于电源线路的负载设备第一、二级防护,防止低压设备受到过压干扰甚至直击雷破坏,应用于防雷分区LPZ0A-2界面。
10/350一级防雷器产品特点1:标准35mm导轨安装,结构紧凑,双接线端(凯文方式)。
2:可选劣化状态指示灯(红灯亮,防雷器故障,需及时更换),方便安装与维护,核心部件采用抗氧化零件。
3:B+C级保护,泄放能量大,残压低。
(每线Iimp50KA Up≤2000V) 4:采用独有自点火技术,无工频续流,无漏电流,安全系数高。
.功能和适用范围· AM-10/350-50型交流电源防雷器是一种设计用于中性线和保护接地体之间的火花间隙保护器,可使用在TN-S、TT、和IT系统内。
两层火花间隙位于该装置内部,是由多片高能石墨电极圆盘组成。
高耐热性的特氟纶隔环,可靠地保证了火花间隙内部精确限定的安全距离。
·该防雷器满足标准DIN VDE 0675 Part 6(Draft 11.89)A1\A2对B类防雷器件的需求条件以及标准IEC61643-1(02.98)对I级防雷器的要求。
该装置设计使用于O区到1区之间(根据IEC 62305-4对雷电保护区的定义)。
·对于建筑特的雷电保护安装工程或通过架空线引入电源的其它场所的雷电保护安装工程,LY1-B (10/350)系列电源防雷器的使用,提供雷电保护的等电位连接。
最新雷电冲击电压波形

雷电冲击电压波形(1) 1.2/50us冲击电压:雷击时户内走在线产生的感应过电压模拟波形,用于设备过电压耐受水平测试,主要测试范围:通信设备的电源端和建筑物内走线的信号线测试。
(2) 1.2/50us(8/20us)混合波:浪涌发生器输出的一种具有特定开路/短路特性的波形。
发生器输出开路时,输出波形是1.2/50us的开路电压波;发生器输出短路时,输出波形是8/20us 的短路电流波。
具有这种特性的浪涌发生器主要用于设备端过电压耐受水平测试,主要测试范围:通信设备的电源端和建筑物内走线的信号线测试。
(3) 10/700us冲击电压:雷击时户外走在线产生的感应雷过电压的模拟波形。
用于设备过电压耐受水平测试时用的波形,主要测试范围:建筑物外走线的信号线测试。
(4) 8/20us冲击电流:雷击时线缆上产生的感应过电流模拟波形,设备的雷击过电流耐受水平测试用标准波形,主要用于通信设备的电源口、信号口、天线口。
冲击波形表示(expression of impulse waveform):冲击波用两数值的组合T1/T2来表示,T1表示波头时间(从10%峰值上升到90%峰值的时间),T2表示半峰值时间(从波头始点到波尾降至50%峰值的时间),时间单位均为us,记作T1/T2,符号“/”无数学意义。
其中如:1.2/50us冲击电压,其波头时间为1.2us,半峰值时间为50us;8/20us冲击电流,其波头时间为8us,半峰值时间为20us;10/350us最大冲击电流,其波头时间为10us,半峰值时间为350us。
冲击电流实验的模拟脉冲波形需要尽量接近自然环境中雷击时通信设备电缆上产生的感应雷过电流的波形。
因此冲击电流测试一般采用国际上防雷学科给出的一些标准波形。
根据国家、地区、研究机构的不同,目前各国在冲击电流测试中对脉冲波形的要求有一定差异。
在IEC标准、国标中规定的雷击测试波形主要有:8/20us、10/350us(电流波)、10/700us 以及 1.2/50us(电压波)等。
防雷电冲击波波形的选择

防雷电冲击波波形的选择波形选取原则模拟实验的目的,是通过某些方法在实验室内再现电子设备运行时受到雷击的情况,以便改善避雷措施,使设备获得满意的运行可靠性。
故一定要根据可能席入设备的雷电冲击途径、性质和极性选择合适的试验参数。
试验的严酷等级通过选择试验电压的波形和波峰来满足。
如果电子设备所处的雷击环境条件已知,则试验的严酷等级应从实际情况出发,根据系统要求达到的可靠性确定。
用于雷电活动强烈的地区及可靠性要求较高的设备,应选择较高的严酷等级试验。
冲击电压波峰值是代表严酷等级的重要参数之一。
当试验波形确定后,高峰值电压冲击波比低峰值电压冲击波严酷。
在这种情况下,冲击波陡度增大,使保护器件动作形成的截波峰值也增大,对设备中感性元件威胁较大。
波前时间应根据电子设备使用环境条件、冲击波发生器电路可实现性和试验目的等综合选定,根据现场观测(在传输线终端测试),波前时间一般在数微秒至几百微秒间,视传输线不同而异。
一般来说,明线波前时间较短,地下电缆和以钢轨作传导体的波前时间较长。
在同一峰值情况下,较短的波前时间相应为陡度增大,得对试验样品的考验更加严酷。
半峰值时间的长短表示了冲击波能量的大小。
半峰值时间越长,能量越大。
不同传输线冲击波半峰值时间可分布在数十微秒至毫秒之间。
推荐波形考核设备因直击雷通过接地装置引起反击的耐雷性能时,可用 1.2/50μs 波。
当电子设备从架空明线引出(引入)时,推荐用4/300μs冲击波试验。
但是考虑到目前部分国产放电器尚未达到国际有关标准推荐的冲击放电电压在1KV 以下的指标,对采用这类的放电管作保护设备,必须用较高临界冲击放电电压全波进行试验。
此时暂允许酌情缩短冲击波的半峰值时间,例如当用了临界冲击放电电压为1300V的放电管,试验波形应取(4/200μs)某些明线(包括被复线)引入(出)的电子设备,确定是否进行了衰减正当冲击波试验。
若需要进行试验,则应该确定试验波形的震荡频率及其他试验参数。
关于雷击试验模拟波形的一些资料

关于雷击试验模拟波形的一些资料铁道科学研究院通信信号研究所雷电防护研究室研究员邱传睿摘要IEC的81技术委员会提出的10/350模拟波形是根据国际大电网会议公布的雷电参数观测数据的极端值制定的主要用来测试直击雷防护系统如避雷针等装置的物理损害至今国际上发达国家并未认可必须用10/350波形来测试电源设备用SPD IEC 61643-12002-01和IEC 61643-122002-02都未将10/350波形用做IEC 61643-1规定的SPD类测试本文根据所收集的美国英国法国德国澳大利亚及IEC其它技术委员会标准说明在电源用SPD测试中使用8/20波形的有效性和普遍性关键词雷电波形雷电参数 10/350最近国内一些学者对国内外雷击试验模拟波形特别是对10/350波形发表了一些论文对相关问题进行了热烈的讨论笔者认为开展正常的学术讨论对提高我国防雷学术水平制定既和国际上大多数先进国家防雷标准接轨又符合我国国情的防雷标准无疑是大有裨益的广东省防雷中心杨少杰黄智慧等防雷专家最近编译了美国国家雷电安全防护学会主任兼首席执行官Richard Kithil的一篇文章美国雷电防护技术规范和标准动态变化评述 A Review of Dynamic Changes In USA Lightning Codes and Standards[1]文中有这样一段话说对于想要建立一个综合性的防雷标准库的人来说应该考虑收集以下一些技术标准或规范英国BS 66511999建筑物防雷实用规范Code of Practice for Protection of Structures against Lightning澳大利亚AS 1768雷电防护Lightning Protection新加坡 CP331999雷电防护实用规范Code of Practice forLightning Protection国际电信联盟标准局ITU-T第910章电信线路和设备雷击防护1995The Protection of Telecommunications Lines and Equipment Against Lightning Strikes (1995)南非SABS-03-19851985标准建筑物防雷The Protection of Structures Against Lightning德国DIN57185标准防雷系统1983翻译版Lightning Protection System (trans. 1983)波兰PN-861987标准建筑物防雷Lightning Protection of Structures这段话提出了应全面了解国际上各先进国家的防雷标准而不是片面追求某个标准的问题笔者供职的铁道部科学研究院通信信号研究所雷电及电化干扰防护研究室从1965年开始研究CCITT V组K 防护系列标准及日本英美澳大利亚等国相关的防护标准也研究了IEC SC 37IEC TC 64 IEC TC 77IEC TC 81 等与电磁兼容有关的标准现在想将我所了解的部分资料摘编给大家供大家研究1 关于对雷电参数1.1 国际公认的由雷电观测得出的雷电参数数据早在1897年意大利学者便利用铁磁物质记录雷电流幅值最近几十年世界许多国家都对雷电参数进行了观测著名的有美国纽约帝国大厦楼高380m 的雷电观测前苏联莫斯电视塔的测雷日本柏崎刈羽地方的测雷瑞士圣萨尔瓦托San Salvadore 山顶的测雷等世界各国测得的自然界的雷击波形基本是一致的大约有80-90%的雷电流是负极性重复脉冲一次放电过程常常包含多次先导至主放电的过程初次放电和后续放电放电脉冲数目平均为3-4个最多的记录到42个下面是国际大电网会议[2]根据各国学者在世界各地长期实测的雷电参数在国际大电网会议出版物Electra中公布的雷闪参数为国际公认国际大电网会议文献Electra 41(1975) 中Berger KAnderson R.B 的论文雷闪参数 和Electra 65(1980) 中 Anderson R.B Eriksson A.J 的论文工程应用中的雷电参数见表1表6[3]波前最大上升速率kA/s率首次雷击电荷量C 率雷闪总电荷量C 累 概峰值电流kA 最小2kA积累 表6 雷电持续时间μs积 累 概 率 雷 击 类 型95% 50% 5%首次负雷击 30 75 200 后续负雷击 6.5 32 140 正 闪 击25 230 2000表5 波前时间μs 积 累 概 率雷击类型95% 50% 5%首次负雷击 1.8 5.5 18 后续负雷击 0.2 1.1 4.5 正 闪 击 3.5 22 200这一雷电参数观测数值是确定直击雷模拟波形的基础在 Berger K 和 Anderson R.B 的论文雷闪参数中公布了他们在圣萨尔瓦托San Salvadore 山两个通信塔观测到的雷电波形图图 1该图被公认的程度几乎可以在各国防雷基础理论书籍中找到[4]0 80 160 240 320 400 μsA图1 负闪击时雷电平均电流波形μsB图1中A 实线是对88次实测雷电流平均值处理后波形反映了一次雷击放电的全貌B 虚线是10次实测值取平均而得图中时间坐标A 在下B 在上1.2 国际组织和国家标准都采用了国际大电网会议公布的雷电参数美国IEEE 标准IEEE Std 998-1996 IEEE Guide for lightning stroke 的请参阅该标准第2章 lightning stroke phenomena 之 2.4stroke current magnitude英国标准BS 6651-1999 Code ofpractice for protection of structures against lightning 请参阅该标准BSI 09-2000版第118页参考文献之[1]ANDERSON R.B.and ERIKSSON,A.J.,CIGER, Lightning Parameters for EngineeringApplication.Electra,1980,69.65-102澳大利亚和新西兰标准AS 1768-1991/NZS 1768-1991 Lightningprotection 及2004年即将出的修正版DR 02359号文件请参阅该标准的资料性附录A The nature of lightning and the principles of lightning protection 等国家标准都采用了国际大电网会议公布的上述雷电参数IEC TC81技术委员会的标准如IEC 61024-1 Protection of structures against lightning Part1:General principles IEC61312-1 Protection against lightning electromagnetic impulse- Part 1:Generalprinciples 也引用了该系列参数请参阅该标准的资料性附录A Background of the fixed lightningcurrent parameters有趣的是由于出发点不一样同样引用的同一组参数而由此得出得模拟雷电波形却有很大的差异2 对雷电参数的处理及雷电模拟雷电波形的产生雷击试验必须有一个尽量模拟自然界的雷闪以及线路或设备上可能出现的浪涌的典型波形这就是我们通常说的模拟雷电冲击波形模拟雷电冲击电波形和自然界的雷击波形是有区别的 实验室模拟的试验波形来自于对自然界雷电波形的概括但绝非自然界的雷击波形Berger 等在圣萨尔瓦托测得的90次雷电波形整理出直击雷负冲击波形前沿为多为2s -4s 最长未超过20s 半峰值时间大部分为在10s -100s 范围内50%的半峰值时间小于75s[5]在此以前IEC 于1960年7月14日在60-2文件中公布的电压冲击波波形为1.2/50s电流冲击波波形为8/20s[4][5]上述雷电参数正好证明IEC公布的模拟雷电冲击波波形是在对观测的雷电参数的基础上经数理统计处理后的平均值可以作为模拟雷电波形的代表应注意用1.2/50s的模拟电压波和8/20s的模拟电流波并不能完全表示自然界的雷击因此有的人提出了可以描述雷击的另外几种波形如CCITT在1975年的The protection oftelecommunication line and equipment against lightning discharges中认为室内研究和计算时用5/65s 的波形在计算机模拟仿真中有时用2.6/40s波形模拟建筑物遭直击雷后建筑物内电流分布在一些文献上还有1/4s1/10s等陡波前波形除了模拟直击雷的波形外在实验室还有一些模拟各种传输线上的雷电浪涌由于雷电电磁脉冲波是电磁波电磁波在传输线按传输线的规律传播以行波方式前进传输线在微观上是由一系列四端网络链接而成因此它有自己的特性阻抗如铜质架空通信线特性阻抗为600对称电缆特性阻抗为1505类高频电缆特性阻抗为120小同轴电缆特性阻抗为50等等由于不同的传输媒介有不同的特性阻抗各种传输媒介对雷电波的延时和衰耗也是不一样因此出现了用于低压数据通信和信号线的防雷设备试验波形的多样性如铜质架空明线和被复线用的4/300s波形对称电缆和同轴电缆用10/700s波形电话线10/700s波形或者10/1000s波形钢轨用10/200s波形及10/160s10/560s10/600s10/350s20/100s10/250s20/100s等波形这些波形在实验室都可以等同使用但必须清楚试验条件目的是尽量使其对试件有相同的效应3 在SPD的雷击试验中采用8/20s模拟雷电波形的国家在低压配电系统用SPD的雷击试验中以下国家标准中用8/20s冲击电流波形3.1 美国美国保险商试验所有限公司( Underwriters laboratories Inc.简称UL)标准UL 1449 Transient V oltage Surge Suppressors之2.4 Transient V oltage Suppressors Test表24.1列出的冲击电流波形为8/20s美国IEEE有关雷电防护设备的标准都用的是8/20s 波形进行冲击电流试验由于标准太多下面只将部分标准号列出以便各位核实IEEE C62.1-1989 IEEE Standard Gapped Silicon Surge Arresters for AC Power Circuit第6章Performance Characteristics and tests规定的冲击电流波形为8/20sIEEE Std C62.11-1999 IEEE Standard for Metal-Oxide Surge Arresters for AC Power Circuit1kV第8章Design test规定的冲击电流波形为8/20sIEEE Std C62.22-1997 IEEE Guide for Application of Metal-Oxide Surge Arresters for Alternating-current System第6章Protection of distribution systems规定的冲击电流波形为8/20s 大电流短波形4/10s和小电流2000s方波IEEE Std C62.34-1996 IEEE Standard Performance of Low-voltage Surge Protective Devices (Secondary Arresters)第7章Design test规定的冲击电流波形为8/20sIEEE C62.41-1991 IEEE Recommended Practice on Surge Voltages in Low-voltage AC Power Circuits第9章Definition of Standard Surge-Testing Waveforms规定的冲击电流波形为8/20s IEEE Std C62.42-1992 IEEE Guide for Application of Gas tube and Air Gap Arrester Low-voltageor 1200V dc ) Surge Protective Devices第5.3.6Impulse life test规定( Equal to or Less than 1000V的冲击电流波形为8/20sIEEE Std C62.62-2000 IEEE Standard Test Specifications for Surge Protective Devices forLow-voltage AC Power Circuits第7章Performance Characteristics and tests descriptions规定的冲击电流波形为8/20s3.2 英国英国国家标准BS 66511999 Code of practice for protection of structures against lightning 的资料性附录C General advice on protection against lightning of electronic equipment within or onstructures的C.13 “Surge protective devices, location categories and test” 规定冲击电流波形为8/20s BS EN 60099-11994该标准是欧洲电气技术标准化委员会CENELEC标准标志EN等同采用IEC IEC 60099-11991Surge Arresters-Part 1: Non-linear resistors type gapped surge arresters fora.c systems第8章Type tests冲击电流波形为8/20s大电流短波形4/10s3.3 澳大利亚和新西兰澳大利亚和新西兰国家标准AS 1768-1991/NZS 1768-1991 Lightning protection的第5节protection of persons and equipment within buildings 规定的冲击电流波形为8/20s并在资料性附录D Waveshapes for assessing the susceptibility of equipment to transient overvoltage duo to lightning 第87页Figure D4 “Location categories ”中有详细的说明AS1768-1992/NZS1768-1991将于2004年修订其修订稿 DR 02359号文对此未做任何修改3.4 法国法国国家标准NFC 61 -740-1995 Equipment for installations that are directly supplied by a low-voltage public distribution network-Lightning arresters for low voltage installations在第2章定义的2.6Courant nominal de décharge d’un parafoudre (I n) 2.7 Courant maximal de décharge d’un parafoudre (I max)中就将冲击电流波形规定为8/20s法国电气协会标准UTE C15-443-1996 Selection/Application Guide for Surge Protective Devices也规定冲击电流波形为8/20s3.5 德国德国DIN VDE 0675 系列标准DIN VDE 0675 Part 1 (1994) Over voltage arresters with non-linear resistors and series gaps for a.c network DIN VDE 0675 Part 2 (1975) Over voltage ProtectiveDevices Application of valve arresters for a.c network DIN VDE 0675 Part 3 (1982) Over voltageProtective Devices Protective series gaps for a.c network 规定冲击电流波形为8/20s3.6 日本日本电力标准JEC 203 電力用避雷器第2章术语规定标准冲击电流为8/20s和4/10s[6]日本铁路标准JRS 37104-1-14R7C 保安器電力用第6条試驗方法规定冲击电流波形为8/20s[6]4 在SPD的雷击试验中采用8/20s模拟雷电波形的国际组织4.1 ITU国际电信联盟建议ITU-T K.12 1989 CHARACTERISTICS OF GAS DISCHARGE TUBES FOR THE PROTECTION OF TELECOMMUNICATIONS INSTALLATIONS之4.6.1Test currents规定对气体放电管的冲击电流波形为8/20s4.2 IEC国际电工委员会的除TC 81以外的其它技术委员会IEC除TC 81以外的其它技术委员会规定在SPD的雷击试验中采用8/20s模拟雷电波形的很多以下只引其中的一部分读者还可在IEC的SC 37TC64TC 77等的标准或文件中查找 1960年7月14日IEC 以IEC 60-2文件的方式公布了模拟雷电波形的参数冲击电压波形为1.2/50s允许裕度峰值3%T 130%T220%冲击电流波形为8/20s和4/10s允许裕度峰值10%T110%T210%[4][5]用于碳化硅空气间隙气体放电管的冲击特性试验IEC 61643-1 2002-01Surge protective devices connected to low-voltage power distribution system part 1Performance requirement and testing methods在3.8 “标称放电电流” 3.10类测试的最大放电电流中确切的规定采用8/20s波形该标准中3.9冲击电流规定了用于类测试的I在7.1.1 类测试电流中对获取I imp的方法但不是用10/350s波形笔者将在下文引用imp资料说明IEC 61643-12 2002-02 Low-voltage Surge protective devices - part 12Surge protective devices connected to low-voltage power distribution system- Selection and application principles在3.9 “标称放电电流 (I n)” 3.12 8/20s电流冲击中确切的规定试验低压配电系统用SPD采用8/20s中规定用与IEC 61643-1同样的方法获取I imp该标准明确了获取波形在3.12 冲击电流II imp不是用10/350s波形IEC 61000-4-52001-04Electromagnetic compatility(EMC)-Part 4-5:Testing and measurement techniques-Surge immunity test在第4章Definitions定义了8/20s电流冲击波用于电子设备的雷击试验5 在IEC 61643-1和IEC 61643-12中到底用的什么波形5.1 IEC 61643-12002-01中规定如何获取I imp和进行SPD的类测试的笔者从英文稿和等同采标后的我国国家标准GB 18802.1-2002 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中看到的是下述说法5.1.1 GB 18802.1-2002的 3.9 冲击电流impulse current I imp说它由电流峰值I pek和电荷量Q确定其试验应根据动作负载试验程序进行这是用于类测试的SPD分类试验[7]如何由电流峰和电荷量Q来得到I imp该标准的7.1.1 类测试电流说冲击电流I imp由电流峰值I pek值I和电荷量Q的参数来确定冲击试验电流应在10ms 内获得I pek和Q值能达到表3参数的典型波形是单向冲击电流至于表3类测试参数内容是什么查GB 18802.1-2002第15页便知这里关键的数是10ms只要在在10ms 内获得I pek和Q值的单向冲击电流都是合格的就其波形的持续时间而言350s不具有唯一性5.1.2 EC 61643-12 2002-02中的5.5.2.2 I imp and I max for SPDs according to class and class tests 有如下的论述I imp and I max and their submultiples are test parameters use in the operating duty test for class and class tests respectively. They are related to the maximum values of discharge current, which are expectedto occur only very rarely at the location of the SPD in the system.. I max is associated with class tests and I imp is associated with class tests中文可以表达为I imp和I max及其约数分别用做动态类测试和类测试它们都和放电电流的最大值相关联而系统中安装SPD的位置上发生放电电流的最大值的情况却极少I max用做类测试I imp用做类测试该标准65页表2提供了I imp的优选值复制为本文表7表 7 I imp的优选值I pek kA 1 2 5 10 20Q AS 0.5 1 2.5 5 10 注一般与I imp有关的波形持续时间长比I n 有关的波形持续时间长并且I n I imp按表中数据I pek最大是20 kA与之对应的电荷量是10库仑一次雷击放电的电量为几库仑因此对于SPD来说10库仑的电荷量已经比较严酷了笔者下文引用的材料IEC TC 81文件说明即使架空电源线引入建筑物时对安装在LPZ0A和LPZ1界面的SPD要求的类测试的I imp最大值也小于20 kA而为I imp12.5 kA5.2 IEC 61643-12 2002-02中对SPD类测试的论述IEC 61643-12 2002-02附录A IEC 61643-1中试验程序的解释中对SPD类测试采用的波形作了规定英文原文第105页The waveshape is always 8/20 whether it is a class test or a class test because it is used as acomparative value. It is used to select an SPD when comparing its protective characteristics to the impulse withstand voltage of the equipment to be protected. The typical waveshape for class tests is I imp defined by I pek and Q, but this waveshape is not so different from an 8/20 waveshape in terms of rate of rise of current. Therefore, the 8/20 waveshape is used to obtain a common basis for comparison of SPD protective characteristics.其译文无论是类或类测试波形总是8/20因为类或类测试其值都是用作比较的它以比较被保护设备的冲击耐压和SPD的防护特性以便选择使用SPD类测试的典型波形是用I pek和Q定义的I imp但该波形与8/20波形用电流上升速率来表示并没有什么差别因此对于SPD都用8/20波形便可获得比较SPD防护特性的共同基准这里并规定SPD的类测试必须用10/350s波形SC 37 的标准也用过10/350s波形I EC 61643-3112001-10Components for low-voltage surge protective devices-part 311Specification for gas discharge tubes(GDT)中21页的6.1.6 耐电流能力的要求表4耐电流能力中列出的冲击放电电流试验用的是8/20波形或10/350s波形相关部分复制为表8表8GDT耐电流能力的要求8/20波形冲击电流10次kA 0.5 1.0 2.5 5 10 2010/350波形冲击电流1次kA 1 2.5 4 4 比如说用5 kA 8/20波形冲击电流冲击10次的效果等于用2.5kA 1/350波形冲击电流冲击1次的效果而大家注意8/20波形冲击电流10 kA和20 kA这两项都表的是与4kA 1/350波形冲击电流冲击1次的等效因此表4的注a)说这时可酌情增加8/20波形冲击的次数如20次也可以说8/20波形冲击电流10 kA冲击10次与1/350波形冲击电流4kA冲击1次可以认为等效6 IEC TC 81技术委员会所编写的防雷标准引用10/350s波形的原因和应用范围最早10/350s冲击波形是实验室用来模拟通信线和数据线上的波形的并且用得不多所以许多人不太熟悉其实美国IEEE标准IEEE Std C.62.36-1991该标准在1991年后有两次修订即1994年版和2000年版就用了10/350波形以后该标准在1991年后有两次修订即1994年版和2000年版都用了10/350波形但都不是将其作为直击雷模拟波形来用的IEEE Std C.62.36标准的英文名字是IEEE Standard Test Methods for Surge Protectors Used in Low-V oltage Date, Communications,and Signaling Circuits说的是低压通信线数据线信号线上的模拟雷电试验在IEEE StdC.62.36-2000的8. Impulse-limiting-voltage test冲击限制电压试验一节说的特别清楚与该标准表2中引用的其它波形如10/1000s10/250s一样该波形是Suggested waveforms for the impulse-limiting-voltage test(建议用于冲击限制电压试验的波形)不是模拟直击雷的波形IEC SC37编制的标准IEC 61643-212000Surge Protective Devices Connected to Telecommunications andSignaling Networks-Performance Requirements and Testing Methods(电信和信号网络用浪涌保护器-性能要求和试验方法)也用了10/350s冲击波形但都是用于通信和数据线的模拟雷电试验和直击雷模拟试验无关本文在2中谈到由于不同的传输媒介的特性阻抗因此对雷电波的延时和衰耗也是不一样的因此在低压数据通信和信号线的防雷设备试验波形有多种多样如4/300s波 10/700s波10/1000s波10/200s 10/160s10/560s10/600s10/350s20/100s10/250s20/100s等波形在传输线上的雷电浪涌波形都有较长的持续时间和直击雷的波形有相当大的区别IEC TC 81 的标准IEC 61024 -1建筑物防雷第一部分通则于1988年6月在东京会议上提出1990年公布该标准制定的直击雷模拟波形10/350的波形的根据也是国际大电网会议公布的雷闪参数但在TC 81 技术委员会采用了上述参数的极端值即采用最长的半峰值时间350s该数据在雷击中出现的概率为不管是首次负雷击还是后续负雷击都只有1%正闪击小于50%峰值电流采用最高的200 kA该幅值在雷击中出现的概率为不管是首次负雷击还是后续负雷击都只有1%正闪击小于5%电荷量采用最高的100库仑该幅值在雷击中出现的概率为不管是首次负雷击还是后续负雷击都几乎为0正闪击小于1%其数值参看表9-表11表9 首次雷击雷电流参数取自IEC 61312-1表1保护级别电流参数峰值电流I kA200 150 100 波前时间Ts10 10 10半峰值时间Ts350 350 350短时雷击电荷量Q S C100 75 50 比能量W/R MJ/10 5.6 2.5IEC 61024 –1为什么这样做是有其合理的原因因为IEC 61024 –1是建筑物防雷标准该标准中所取的雷电参数应该能够防护各种类型的建筑物例如对于含易燃易爆物质的建筑物就应当在雷击时得到100%的防护这时必须用最严酷的雷电参数来测试防雷设备采用10/350的波形去检测LPS雷电防护系统保证建筑不受雷电的物理损害是完全正确的表10 后续雷击雷电流参数取自IEC 61312-1表2保 护 级 别电 流 参 数峰 值 电 流 I kA 50 37.5 25 波 前 时 间 T1s0.25 0.25 0.25 半 峰 值 时 间 T2s 100 100 100 平均陡度 I/T kA/s200 150 100表11 长时间雷击雷电流参数取自IEC 61312-1表3保 护 级 别电 流 参 数短时雷击电荷量 Q l C 200 150 100 持 续 时 间 Ts0.5 0.5 0.5是否一定要用10/350的波形去检验低压电力配电系统SPD IEC TC81的文件有以下说法IEC 61312-32000雷电电磁脉冲LEMP 的防护 第3部分 对浪涌保护器SPD的要求第17页3.2 SPD类测试在IEC 61643-1中所定义的对安装与LPZ0A /1界面上的电流型避雷器的测试程序其它SPD 按顺序安装按类测试的SPD 应做冲击电流为I imp 的工作负载试验IEC 61312-32000第25页第4章有关威胁值雷电流参数从首次雷击的初始相关威胁参数出发规定10/350 为模拟直接雷电闪击的浪涌电流波形这是用以验证SPD 能量配合的合适波形IEC 81/191/NP 文件IEC 62305-4 雷电防护第4部分建筑物内的电气和电子设备的防护第13页 3.3SPD 的类测试 用IEC 61643-1的测试程序对电流型避雷器用10/350或类似冲击电流波形进行的测试IEC 81/212/ CD 文件IEC 62305-4 雷电防护第4部分建筑物内的电气和电子设备的防护第11页 3.15对SPD 进行的类测试程序IEC 61643-1在该文件的第19-19页7.1.2 译文如下7.1.2 SPD 选择时考虑设备位置和放电电流SPD 应当能够承受它们安装点可能出现的放电电流SPD 系统的有下列安装点MB 主配电板该位置在线路进入LPZ1区或LPZ0A /LPZ1或 LPZ0B /LPZ1 的边界SB 副配电板或第二电板该位置在LPZ1/LPZ2 或更高的边界SA 插座该位置在电子电气设备或电子电气设备终端SPD安装点放电电流的期望值可以根据LPL雷电防护水平通过计算传导和感应的浪涌电流来确定若计算有困难或不确定可采用以下条款给定的近似值使用SPD取决于它们的耐雷能力IEC 61643-1 作了分类当预期有全部或部分雷电流通过SPD放电时选择经类测试的SPD因此在安装点MB处的SPD应当通过类测试当仅需SPD限制感应浪涌时和只需SPD泄放部分雷电流时选择经II类试验的SPD因此通过II类测试的SPD可以用在SB或SA并处于经类试验的SPD的下方经III类试验的SPD用作设备的细防护因此经III类试验的SPD安装在SA位置在MB和SB的下方7.1.2.1 类试验的SPD-冲击电流IimpSPD 的冲击电流I imp应当根据下列两个条件选择* I imp I imp 在雷电直接闪击建筑物时* I imp10kA 在雷电直接闪击输入线路时注在雷电直接闪击输入线路时应当考虑沿导体向两方向流动的部分雷电流可能击穿线路对地的绝缘该标准描述的SPD的安装位置MB 主配电板SB 副配电板或第二电板SA 插座这三个部位.即IEEE标准IEEE C62.41-1991 IEEE建议低压交流电路上的浪涌电压所说的A B C三个部位Location category A Location category B Location category C请参阅该标准第40页的Fig 9 Location category英国标准BS 6651-1999 建筑物防雷实用规范的附录C 含电子设备的建筑物防雷建议之C.13 浪涌保护器SPD安装类别和测试中的A B C三个部位请参阅该标准的C.13.1.3.1安装类别C C.13.1.3.2 安装类别B C.13.1.3.3安装类别A其中有极其详细的规定澳大利亚和新西兰标准AS 17681992/NZS1768-1991中规定也与IEEE完全一致该标准在资料性附录D Waveshapes for assessing the susceptibility of equipment to transient overvoltage duo to lightning 第87页Figure D4 “Location categories ”中有详细说明IEC 81/238/ CDV 文件IEC 62305-4 雷电防护第4部分建筑物内的电气和电子设备的防护第11页 3.15 对SPD进行的类测试程序该标准的附录D 第90页SPD的选择和安装对SPD的类测试冲击电流I说该类型SPD通常安装在MB位置要求SPD的最小冲击电流I能够包含在MB点可能出现的部分雷电流典型为10/350浪涌IEC 81/239/ CD 文件IEC 62305-1 雷电防护第1部分总则附录E第2页对建议采用10/350浪涌类测试通过电流峰值和规定的电荷定义了试验电流I从IEC 81的文件看几乎没有一个强制要求使用10/350s波形IEC 61643-122002-02在第107页附录A 5.3.4 根据类测试和类测试程序对SPD进行的工作负载试验说工作负载试验用15个8/20波形的标称放电电流冲击代替通常在高压试验中用的20个冲击理由是工作负载试验比用IEC 60099-4的试验更加严酷例如浪涌数量和波形由此可以看出IEC 81的文件和IEC SC37TC64等有些不同据笔者所知SC37TC64也发文给TC 81要求各技术委员会之间协调IEC 81在出IEC 81/238/ CDV时也采纳了一些SC37TC64的意见IEC 81也向与ITU IEEE等作些协调工作笔者相信随着大家对雷害机理的深入了解各国的防雷标准一定会协调一致注[1] 美国雷电防护技术规范和标准动态变化评述杨少杰黄智慧余乃枞雷电防护与标准化2003年第1期[2] 国际大电网会议法文为Conference International des Grand Reseaux Electriques缩写CIGRE英文为International Conference on Large High V oltage Electric System[3] 本文表1 表6引自据澳大利亚 DR02359文件表1[4] 该图引自雷电对铁路信号设备的危险影响极其防护铁道科学院通信信号研究编著北京大学出版社1991年2月出版[5] 引自CCITT Publication 1975 The protection of telecommunication line and equipment against lightningdischarges国际电信联盟出版物防雷手册[6] 引自信号保安体系-雷害对策鴫原和田等编著株式会社ー平成4年2月第二版[7] 动作负载试验的原文为operating duty test 似应译为工作负载试验或动态试验参考文献1Anderson R.B, and Eriksson A.J ,(CIGRE),Lightning Parameters for Engineering Application. Electra, 1980,69,65-102.2 AS 1768-1991 Lightning Protection 2003年修订稿草稿澳大利亚 DR02359文件3雷电对铁路信号设备的危险影响极其防护铁道科学院通信信号研究编著北京大学出版社1991年2月出版4IEEE Std 998-1996 IEEE Guide for lightning stroke shielding of substations 美国国家标准出版局1996年11月5BS 6651-1999 Code of practice for protection of structures against lightning 英国标准出版局 2000年9月6AS 1768-1991/NZS 1768-1991 Lightning protection 澳大利亚和新西兰标准澳大利亚标准服务中心1991年9月7IEC 61024-11991 Protection of structures against lightning Part 1:General principles8IEC61312-1 1995 Protection against lightning electromagnetic impulse- Part 1:General principles9UL 14491985 Transient V oltage Surge Suppressors美国保险商试验所有限公司标准 1992年4月版10IEEE C62.1-1989 IEEE Standard Gapped Silicon Surge Arresters for AC Power Circuit 美国国家标准出版局1989年9月11IEEE Std C62.11-1999 IEEE Standard for Metal-Oxide Surge Arresters for AC Power Circuit1kV美国国家标准出版局1999年3月12IEEE Std C62.22-1997 IEEE Guide for Application of Metal-Oxide Surge Arresters for Alternating-current System 美国国家标准出版局1997年9月13IEEE Std C62.34-1996 IEEE Standard Performance of Low-voltage Surge Protective Devices (Secondary Arresters) 美国国家标准出版局1996年9月14IEEE C62.41-1991 IEEE Recommended Practice on Surge Voltages in Low-voltage AC Power Circuits美国国家标准出版局1991 年 10月15IEEE Std C62.42-1992 IEEE Guide for Application of Gas tube and Air Gap Arrester Low-voltage ( Equal to or Less than 1000V rms or 1200V dc ) Surge Protective Devices美国国家标准出版局1993年5月16IEEE Std C62.62-2000 IEEE Standard Test Specifications for Surge Protective Devices for Low-voltage AC Power Circuits 美国国家标准出版局2000年2月17BS EN 60099-11994 Surge Arresters-Part 1: Non-linear resistors type gapped surge arresters for a.c systems 欧洲电气技术标准化委员会CENELEC标准英国标准出版局2001年10月版18NFC 61 -740-1995 Equipment for installations that are directly supplied by a low-voltage public distribution network-Lightning arresters for low voltage installations 法国标准 1995年7月19UTE C15-443-1996 Selection/Application Guide for Surge Protective Devices 法国电气协会标准20DIN VDE 0675 Part 1 (1994) Over voltage arresters with non-linear resistors and series gaps for a.c network 德国标准21DIN VDE 0675 Part 2 (1975) Over voltage Protective Devices Application of valve arresters for a.c network德国标准22DIN VDE 0675 Part 3 (1982) Over voltage Protective Devices Protective series gaps for a.c network德国标准23ITU-T K12 1995 CHARACTERISTICS OF GAS DISCHARGE TUBES FOR THE PROTECTION OF TELECOMMUNICATIONS INSTALLATIONS1 国际电信联盟标准24ITU-T K17 1993 Test on power-fed repeaters using solid-state devices in order to check the arrangements for protection from external interference 国际电信联盟标准25The protection of telecommunication line and equipment against lightning discharges1978国际电信联盟出版26 IEEE C62.33-1982 Standard Test Specification for Varistor Surge- Protective Devices 1988年3月修订稿27ANSI/IEEE Std C62. 64 –1997 IEEE Standard specifications for surge protectors used in low-voltage data, communications, and signaling circuits 美国国家标准出版局1997 年5月28IEC 60099-11991 Surge Arresters-Part 1: Non-linear resistors type gapped surge arresters for a.c systems 29IEC 61643-1 2002-01Surge protective devices connected to low-voltage power distribution system part 1Performance requirement and testing methods30IEC 61643-12 2002-02Low-voltage Surge protective devices - part 12Surge protective devices connectedto low-voltage power distribution system- Selection and application principles31IEC 61643-21 Low voltage surge protective device-Part 21: Surge protective devices connected to telecommunications and signaling networks-Performance requirements and testing methods31IEC 61000-4-52001-04 Electromagnetic compatibility (EMC)-Part 4-5:Testing and measurement techniques-Section 5:Surge immunity test32 IEC 81/191/NP IEC 62305-4 Protection against lightning Part 4:Electrical and electronic systems withinstructures。
一级浪涌试验波形

一级浪涌试验波形
一级浪涌试验波形是一种电力系统中常用的试验波形,用于测试电力设备的耐受能力和保护装置的动作性能。
一级浪涌试验波形通常由一个浪涌产生器产生,其波形特征如下:
1. 浪涌持续时间:一级浪涌试验波形的持续时间通常为1.2微秒。
2. 波形上升时间:一级浪涌试验波形的上升时间通常为50纳秒。
3. 波形峰值电压:一级浪涌试验波形的峰值电压通常为2千伏。
4. 波形频率:一级浪涌试验波形的频率通常为1千赫。
一级浪涌试验波形可以模拟电力系统中的瞬态浪涌现象,用来测试设备在这种浪涌情况下的耐受能力和保护装置的动作性能。
这种试验波形主要应用于电力设备的型式试验和验收试验中,以确保设备能够正常运行并具有良好的抗浪涌能力。
8-20波形和10-350波形的比较

8/20波形和10/350波形的比较研究开始论述之前,我们先关注一下这样一个事实:多年来,美国的浪涌保护器(又称瞬态电压抑制器TVSS)的测试方案都以ANSI/IEEE (美国国家标准委员会/电气电子工程师协会标准)为测试规范。
而在实际应用中,按照该标准进行设计、生产、测试的浪涌保护器在全球市场上取得了良好的应用效果。
一、历史回顾:10/350作为一级测试波形的由来在1995年以前,包括美国在内的大多数国家都采用8/20波形测试浪涌保护器,“国际电气规范”(IEC)也采用相同的做法。
但此后,在IEC 61643标准文件中,却对安装在建筑物进线处的浪涌保护器引入了新的“配电系统1级防护”测试方案。
为了适应IEC 61643对冲击脉冲电流(1心)的要求,测试机构不得不将测试波形改为10/350o而这一变化的所谓“理论基础”是:10/350的波形更接近于直接雷击的波形参数,因此,在对此类进行浪涌保护器(IEC称SPD)的有效性测试时采用10/350波形比8/20波形更合适。
然而,在经过大量可靠的跟踪调查之后,IEEE认为对测试方案做出类似的改动根本不具备充分的理由,因此仍然坚持采用8/20波形。
但在现实中,IEC 引入的“配电系统1级防护”测试新方案却在浪涌保护器市场上造成了混乱:在某些欧洲生产商的鼓动下,“配电系统1级浪涌保护器”在设计、生产上按照10/350测试脉冲为参考,采用真空管作为防护元件,并宣称该种保护器成为所谓“主流”。
他们依据很简单:“既然直接雷击的波形只能用10/350波形的脉冲进行模仿,所以,ANSI/IEEE所主张的8/20波形的测试规范就不足以起到防护直接雷击的作用。
”二、IEC选择10/350的技术依据按照IEC的“新要求”,测试“防护直接雷击的浪涌保护器”时应采用10/350波形冲击脉冲,而测试“防护间接雷击的浪涌保护器”时应采用8/20 波形。
100kA的10/350波形脉冲的放电强度是20kA的8/20波形脉冲的125倍。
雷击浪涌设备操作规程

雷击浪涌设备操作规程一、用途模拟雷电环境下电子电器设备雷击浪涌抗扰度是否符合设计要求。
二、外形简介2.1雷击浪涌发生器雷击浪涌发生器,用于产生浪涌信号,并可以直接耦合给单相待测设备,型号为EMC61000-5A显示屏:显示参数电源键:雷击浪涌发生器供电开关复位键:切断浪涌信号输出启动键:打开浪涌信号输出设置键:通过上下左右四个键和中间确定键对参数进行设置耦合端口:接三相耦合网络EUT供电输出端口:给待测设备供电端口EUT电源键:给待测设备供电开关电源线:接普通民用电,给设备供电接地线:接大地变压器:将普通民用电转变为标准220V 电变压器供电端口:电压输入端口EUT 电源输入端口:接变压器输出端口,给待测设备供电2.2耦合去耦网络SGN-2AEUT 供电端口接地线电源线EUT 电源输入端口变压器变压器供电端口电源键:耦合去耦网络供电开关EUT电源键:待测设备供电开关耦合信号输入端口:接收雷击浪涌发生器输入信号EUT供电接口:为三相待测设备供电电源线接地线EUT电源输入端口变压器供电端口电源线:接普通民用电,给设备供电接地线:接大地变压器:将普通工业电转变为标准380V电变压器供电端口:电压输入端口,接380V强电EUT电源输入端口:接变压器输出端口,给待测设备供电三、连线方式以集中器连线图为例3.1 单向供电连接3.2 三相供电连接四、参数设置脉冲群发生器所有参数可直接通过控制面板“设置键”来设置;翻页时只能向下翻页不能向上翻页。
4.1 测试等级设置图 1 测试等级设置界面当光标选中测试等级(LEVEL:1P~LEVEL:5A;USER:1~50)选项时,按操作键中间的圆按键进入测试等级编辑界面,此时被编辑选项将会闪烁。
按“?或?”键选择编辑选项,当选择“LEVEL或USER”等级模式编辑时,按“▲或▼”键选择“USER或LEVEL”;当选择等级选项编辑时,按“▲、▼、?、?”键选择测试等级选项。
防雷浪涌保护器选型方案

防雷浪涌保护器选型方案防雷浪涌保护器是一种用于保护电气设备免受雷电或其他电源干扰引起的过电压或过电流的装置。
防雷浪涌保护器的选型应根据国家标准、设备要求和实际工程条件进行,以达到既满足防雷验收要求,又能有效保护设备的目的地凯科技介绍一些常用的防雷浪涌保护器选型方法和技巧,以及一些具体的行业浪涌保护器选型方案。
一、防雷浪涌保护器选型的基本原则根据GB50057-2010《建筑物防雷设计规范》1、GB50343-2012《建筑物电子信息系统防雷技术规范》2和IEC61312《雷电电磁脉冲的防护》3等标准,防雷浪涌保护器选型应遵循以下基本原则:根据建筑物的防雷等级、设备的重要性和敏感性,确定所需的浪涌保护器的试验等级、通流容量和保护水平;根据供电系统的类型、电压等级和波形,确定所需的浪涌保护器的最大持续工作电压和保护模式;根据浪涌保护器的安装位置和距离,确定所需的浪涌保护器的响应时间和后备保护措施;根据工程实际情况,选择合适的浪涌保护器产品,考虑其结构、尺寸、安装方式、遥信报警功能等因素。
二、防雷浪涌保护器选型的主要参数防雷浪涌保护器选型时,需要关注以下几个主要参数:试验等级:指浪涌保护器按照不同的测试波形进行试验时所达到的等级,分为口、T2、T3三个等级。
T1试验用10/350μs波形模拟直接雷击效应,T2试验用8/20μS波形模拟间接雷击效应,T3试验用12/50Us波形模拟开关效应。
不同试验等级对应不同通流容量参数。
通流容量:指浪涌保护器能够承受并泄放的最大放电电流或冲击电流,是衡量其性能利可靠性的重要指标。
通流容量有以下几种表述方式:冲击电流1imp:指T1试验下通过浪涌保护器的峰值电流,单位为kA;最大放电电流Imax:指T2试验下通过浪涌保护器的峰值电流,单位为kA;标称放电电流In:指T2试验下通过浪涌保护器多次重复放电时不损坏其性能的峰值电流,单位为kA;额定负载电流I1:指在最大持续工作电压下通过浪涌保护器不引起其损坏或影响其性能的有效值交流或直流负载电流,单位为A。
一级防雷浪涌保护器参数

一级防雷浪涌保护器参数一级防雷浪涌保护器是一种专门用于防雷保护的设备,它在电气设备中起着非常重要的作用。
为了更好地了解一级防雷浪涌保护器的参数,我们需要从以下几个方面进行详细的介绍。
一、防雷浪涌保护器的基本概念防雷浪涌保护器是一种用于保护电气设备免受雷击和电压浪涌干扰的装置。
在电气设备中,包括各种电器、通信设备、计算机、仪表等,都需要通过防雷浪涌保护器来保护,防止由于雷电击和电压浪涌而造成的设备损坏。
二、一级防雷浪涌保护器的参数概述1. 额定工作电压:一级防雷浪涌保护器通常有一个额定的工作电压范围,这个范围内的电压变化都能够被有效地抵御,保护设备免受损坏。
2. 浪涌放电电流:一级防雷浪涌保护器需要能够承受设备遭受的浪涌电流,因此浪涌放电电流是重要的参数之一。
3. 响应时间:这是指防雷浪涌保护器从接收到电压浪涌信号到释放掉电压浪涌信号的时间长度,这个时间越短越好,可以更有效地保护设备不受到损害。
4. 最大耐受电流:防雷浪涌保护器需要能够承受设备承受的最大电流,这样才能确保设备的安全性能。
5. 失效指示:一级防雷浪涌保护器通常会设计有失效指示功能,一旦防护器失效,用户可以及时发现并进行更换,以确保设备的长期稳定运行。
6. 工作温度范围:一级防雷浪涌保护器一般都需要工作在一定的温度范围内,超出这个范围可能会影响其性能。
以上这些参数都是一级防雷浪涌保护器性能的重要体现,只有这些参数设计得好并且符合标准要求,才能有效地保护设备。
三、一级防雷浪涌保护器的应用范围一级防雷浪涌保护器广泛应用于各种工业、民用电气设备、通信设备、计算机等领域,以提供有效的防雷保护,确保设备的稳定运行。
一级防雷浪涌保护器是一种非常重要的电气设备保护装置,其参数设计和性能表现对于保护电气设备免受雷击和电压浪涌的影响很大。
对于一级防雷浪涌保护器的参数需要认真对待,确保其性能能够满足实际应用需求。
雷击浪涌测试的要求和方法

雷击浪涌测试的要求和方法1 信号(通信)接口浪涌测试1.1 测试目的和指标要求测试目的考察设备在实际使用过程中用户线接口受到浪涌电压冲击后,被测接口的损坏和设备性能下降的程度。
指标要求:对电话端口的浪涌测试分为类型A,和类型B两种测试。
(1) 类型A(Class A)a) 波形。
差模干扰:电压波:10/560,电流波:10/560。
共模干扰:电压波:10/160,电流波:10/160。
b) 测试等级:差模:电压最小800V,电流最小100A。
共模:电压最小1500V,电流最小200Ac) 测试端口:差模:tip——ring ; tip‐1 ——ring‐1;对于单项通信的4线制电缆,tip ——ring‐1,ring——tip‐1。
共模:tip‐ring和tip‐1——ring‐1对地,或者对其他连接到未经认证的设备的线缆(拧到一起)。
d) 测试状态:设备的所有可能影响本标准要求的状态都要测试。
如果设备状态不能通过正常上电获得,需要通过人工干预获得;没有施加浪涌的端口(包括电话端口,辅助端口以及和未认证设备连接的端口),要用适当的方式端接并处于正常使用状态;如果设备的一次电源允许插拔,则设备带有电源线和断开电源线两种状态都要测试。
e)判据允许起安全作用的电路出现开路,或者到地的短路,但在这种失效模式下,保证让用户不能使用设备,或设备具有明显失效指示(如告警),需要立即从网络上断开或需要维修。
对安全电路进行修复后,设备性能和功能恢复正常。
(2) 类型B (class B)a) 波形。
差模:电压波:9/720,电流波:5/320。
共模:电压波:9/720,电流波:5/320。
b) 测试等级:差模:电压最小1000V,电流最小25A。
共模:电压最小1500V,电流最小37.5Ac) 测试端口:差模:tip——ring ; tip‐1 ——ring‐1;对于单项通信的4线制电缆,tip ——ring‐1,ring——tip‐1。
GR1089CORE对雷击浪涌测试及波形发生器的要求

浪涌测试要求。第一级测试要求结束后被测设备不应被损坏而且应能正常工作。第二级测试
要求结束后设备不损坏、不起火、不破碎或没有安全性危险。
2.3.1 通讯端口雷击浪涌测试要求
通讯端口雷击浪涌测试时需要移开主保护器,具体测试等级见表 3 和表 4。若被测设备
是用于不与户外设备相连或者不可能置于室外使用的室内通讯端口时应参照表 5 的测试要
3.2 电压波和电流波的参数要求
GR-1089-CORE 中要求开路输出电压波的上升沿和脉宽要和短路时输出电流波的上升
沿和脉宽一致,具体公差范围见表 10。
表 10 波形参数容许公差范围
2/10 10/250 10/360 10/1000
浪涌 开路电压 短路电流 开路电压 短路电流 开路电压 短路电流 开路电压 短路电流
Tip 接发生器,Ring 接信号地 (表 1 中的 A1)
闭合
断开
断开
闭合
Ring 接发生器,Tip 接信号地 (表 1 中的 A2)
断开
闭合
闭合
断开
Tip 和 Ring 同时接发生器 (表 1 中的 A5)
闭合
断开
闭合
断开
2.3 GR-1089-CORE 对雷击浪涌测试的要求
GR-1089-CORE 中对室外通讯端口、AC 电源端口,以及同轴端口都有第一级、第二级
1
表 1 描述了两端口或四端口的被测设备与发生器的连接方式。
表 1 雷击浪涌发生器与被测设备连接方式
测试种类
两端口
四端口
1.Tip 接发生器,Ring 接地
1.Tip 接发生器,Ring、tip1、Ring1 接地
2. Ring 接发生器,Tip 接地
浪涌保护器选型及相关知识解答

浪涌保护器如何选型1、在选择浪涌保护器的大小的时候,一般需要根据浪涌保护器的实际安装位置来进行选择,也就是根据电源来进行选择。
若浪涌保护器是被安装在变压器的低压侧面位置的话,那么就应该选择使用高于60KA的浪涌保护器,一般可以选择使用120KA或者是100KA,10/350US型的浪涌保护器。
2、若浪涌保护器是被安装在配电柜的进线侧面位置的话,那么就应该选择使用高于40KA的浪涌保护器,一般可以选择使用80KA或者是60KA,8/20US型的浪涌保护器。
若浪涌保护器是被安装在配电箱的进线侧面位置的话,那么就应该选择使用高于20KA的浪涌保护器,一般可以选择使用20KA或者是40KA,8/20型的的浪涌保护器。
3、家中若要安装空开的话,那么就是根据浪涌保护器的放电电流来选择空开大小的,一般情况下,浪涌保护器的放电电流若是60KA的话,则应该选择63A 的空开,浪涌保护器的放电电流若是40KA的话,则应该选择40A的空开,浪涌保护器的放电电流若是20KA的话,则应该选择25A的空开。
浪涌保护器前面为什么要加熔断器和断路器当通过浪涌保护器的涌流大于其Imax,浪涌保护器将被击穿失效,从而造成回路的短路故障,为切断短路故障,需要加装断路器或熔断器。
每次发生雷击都会引起浪涌保护器的老化,如漏电流长时间存在,浪涌保护器会过热加速老化,此时需要断路器或熔断器的热保护系统在浪涌保护器达到最大可承受热量前动作断开电涌器。
浪涌保护器加熔断器的目的:1,防止因雷击而产生的工频续流(针对放电间隙型器件)对SPD及其线路的损坏。
2,方便维护更换SPD。
3,防止因SPD老化(如mov器件的漏流增大)而造成线路故障 SPD前端熔断器应根据避雷器厂家的参数安装。
如厂家没有规定,一般选用原则:根据(浪涌保护器的最大保险丝强度A)和(所接入配电线路最大供电电流B)来确定(开关或熔断器的断路电流C)。
确定方法:当:B大于A时 C小于等于A当:B等于A时 C小于A或不安装C当:B小于A时 C大于等于A浪涌保护器选型的误区:相电压和线电压很多人在进行浪涌保护器选型的时候,经常发现这样一个问题:为什么线路电压是380v或440v,而防雷厂家给我选用的浪涌保护器型号Uc值只有320v 或385v?浪涌保护器的工作电压小于我的电压值,这样选出来的浪涌保护器安装在线路上能防雷吗?其实,这里存在一个对浪涌保护器选型电压参数的误区,也就是相电压和线电压的区别。
雷电波形与测试波形

雷电波形与测试波形深圳科菲电气有限公司中国雷电防护研究会委员徐春明前言随着我国加入WTO,吸收和应用先进的标准指导生产,以求取得最佳的社会经济效益显得越来越重要。
本文集合IEC、GB标准对低压雷击防护技术作个简单介绍,并阐明电涌保护器(SPD)测试的基本常识,以丰富用户对电涌保护器相关的一些知识。
关键词雷击电磁脉冲雷电流雷击通过IEC(国际电工委员会)各成员国在全球的观测和统计,自然界真实的雷电流通常分为首次雷击(包含绝大部分能量)以及多次的后续雷击(较小能量)。
正负极性雷击以负极性为主,占到90%以上。
根据统计,真实的雷电流波形应该就是类似10/350µѕ的三角波形(见下图1),并且闪电击中雷击点后,会沿导线以接近光速的速度侵害建筑物内用电设备或电子系统。
图1GB50057-2000附录六雷电流附表6.1的描述说明:注一,因为全部电荷量Q S 的本质部分包括在首次雷击中,故所规定的值考虑合并了所有短时间雷击的电荷量。
注二,由于单位能量W/R的本质部分包括在首次雷击中,故所规定的值考虑合并了所有短时间雷击的单位能量。
GB50057-2000第6.4.7条明文规定选用SPD必须通过I级分类测试。
(即10/350µѕ波形测试)。
如此规定的原因其实在IEC61312等标准里已经指出,雷击电磁脉冲(LEMP)防护的主要针对对象是建筑物直接雷击或附近落雷(雷击模型参见图2、3)。
因为此时雷击对建筑物内的电子系统的危害非常之大,必须使用高焦耳能量器件(通过10/350µѕ波形冲击和能量冲击)才能方保无虞(图4)。
图2建筑物被雷击直击图3建筑物附近发生雷击图4通过SPD消除地电位与供电线路之间的危险电势差图4中仅是使用SPD的原理说明,在工程实际中主要是使用B级SPD(通过10/350µѕ波形测试)在建筑物入口处消散雷击电流能量,而在后级中使用通过8/20µѕ波形测试的限压型SPD进一步降低残压,以多级SPD的能量配合来达到泻流、均压、限压的目的,从而保证系统的安全运行。
防雷接地系统中的浪涌保护器分类选型

防雷接地系统中的浪涌保护器分类选型防雷接地系统中交流电源系统浪涌保护器的选择与应用(IEC/EN系统)SPD浪涌保护器等级确定在IEC系统中,SPD进行了各种测试等级的测试,旨在评估和确保它们在不同位置和环境中的适用性。
严格来说,CIaSS是指测试的类型,而不是SPD。
但是,在通常的用法中,SPD是通过其C1ass来引用的,例如,C1assTSPD是经过测试符合C1assI要求(具有指定严重性)的SPD,等等。
图1测试类如下:I类/1类-使用模拟的部分传导雷电流脉冲进行测试。
这些SPD将用于高暴露点,例如靠近SPD的线路可能被闪电直接击中的地方,或者安装在安装有直击雷保护系统(1PS)的建筑物的入口处。
II类/2类-使用持续时间较短的电流脉冲进行测试。
这些SPD将安装在预计浪涌电流较小的地方。
这可能位于非暴露位置的建筑物的主要电源入口点(例如,被较高的建筑物包围),或建筑物内的子面板。
III类/3类-用电压脉冲测试。
这些SPD将安装在要保护的设备上,并且仅预期能够处理“通过”上游I类或II类SPD的残余电压浪涌以及相关的小浪涌电流。
通常为方便起见,在这些位置也会使用II类保护器。
安装在主配电板、配电板和要保护的设备上的SPD类型如下:图2根据建筑物的大小和布线长度,可能不需要在所有三个位置安装地凯科技浪涌保护器。
通常,地凯防雷科技SPD浪涌保护器总是安装在入口处,而在较小的设备室中,可能只是安装在设备上。
在分布在多个楼层或大面积的较大建筑物中,SPD通常会在配电板上提供,另外还会在敏感或关键设备上提供。
SPD的额定主要取决于它们可以处理多大的浪涌电流幅度,以及它们在传导浪涌电流时限制电压的能力。
SPD浪涌保护器类别防雷接地系统的SPD选择与应用(IEC/EN系统)确定所需的SPD等级后,需要确定正确的电压和配置。
标准IEC60364-1详细说明了以下系统配置。
在下面的描述中,Un用于标称系统电压,Uc用于最大连续工作电压(这是SPD的参数)。
防雷级别划分级选型及漏电保护器配合问题

交流浪涌保护器(防雷器)选型表前言:浪涌保护器选型需满足防雷标准验收要求及产品实际防护需求!选型依据标准:GB50057-2010《建筑物防雷设计规范》GB50343-2012《建筑物电子信息系统防雷技术规范》IEC61312《雷电电磁脉冲的防护》浪涌保护器选型目录:一、浪涌保护器一二三级、BCD级、T1级T2级的含义;二、浪涌保护器最大持续工作电压Uc的选择;三、浪涌保护器通流容量/放电电流Iimp,Imax,In的的选择;四、浪涌保护器后备保护熔断器及接线线径的选择;五、SCB浪涌专用后备保护器介绍六、浪涌保护器保护模式(2P,23P,4P,3+NPE,1+NPE)的选择以及接线图参考;七、浪涌保护器保护水平Up的选择;八、遥信报警接口(干接点)说明九、通用复合型浪涌保护器资料(轻松选型,验收无忧,防护效果更优秀);一、浪涌保护器一二三级、BCD级、T1级T2级的含义1、一级电源防雷器,按国标都是指的是T1试验的浪涌保护器2、二级电源防雷器,按国标指的是T2试验≥40kA的浪涌保护器3、三级电源防雷器,一般指的是20kA的浪涌保护器4、B级浪涌保护器,包含T1试验的浪涌保护器及T2试验60kA及以上通流量的浪涌保护器5、C级浪涌保护器,指的是T2试验最大通流量40kA的浪涌保护器6、D级浪涌保护器,指的是T2试验最大通流量20kA的浪涌保护器7、T1级指的是T1试验等级,测试波形为10/350μs,参数用冲击电流Iimp标识.T2级指的是T2试验等级,测试波形为8/20μs,参数用最大放电电流Imax和标称放电电流In标识。
二、浪涌保护器最大持续工作电压Uc的选择电涌保护器的最大持续运行电压不应小于表J.1.1 所规定的最小值;在电涌保护器安装处的供电电压偏差超过所规定的10%以及谐波使电压幅值加大的情况下,应根据具体情况对限压型电涌保护器提高表J.1.1 所规定的最大持续运行电压最小值。
安迅防雷提供多种不同最大持续工作电压浪涌保护器供选择,比如最大持续工作电压:150VAC、275VAC、385VAC、420VAC、460VAC、510VAC、550VAC、750VAC等等。
10-350一级电源防雷选型攻略

10/350开关型一级电源防雷攻略10/350波长型防雷器,是一种石墨间隙型的防雷器,具有极强的放电能力,属开关型防雷器,开关型复合式防雷器是依据IEC61643-1和GB18802.1标准设计制造,具有很高的雷电流泄放能力,单模块冲击电流最大可达50KA(10/350μs)。
可广泛应用于雷击风险较高地区的设备系统电源第一级防雷保护,可组合后用于单/三相供电线路。
10/350一级防雷器基本说明:AM系列电涌保护器是按SPD I级分类试验要求设计的复合式防雷器,可用于电源线路的负载设备第一、二级防护,防止低压设备受到过压干扰甚至直击雷破坏,应用于防雷分区LPZ0A-2界面。
10/350一级防雷器产品特点1:标准35mm导轨安装,结构紧凑,双接线端(凯文方式)。
2:可选劣化状态指示灯(红灯亮,防雷器故障,需及时更换),方便安装与维护,核心部件采用抗氧化零件。
3:B+C级保护,泄放能量大,残压低。
(每线Iimp50KA Up≤2000V) 4:采用独有自点火技术,无工频续流,无漏电流,安全系数高。
.功能和适用范围· AM-10/350-50型交流电源防雷器是一种设计用于中性线和保护接地体之间的火花间隙保护器,可使用在TN-S、TT、和IT系统内。
两层火花间隙位于该装置内部,是由多片高能石墨电极圆盘组成。
高耐热性的特氟纶隔环,可靠地保证了火花间隙内部精确限定的安全距离。
·该防雷器满足标准DIN VDE 0675 Part 6(Draft 11.89)A1\A2对B类防雷器件的需求条件以及标准IEC61643-1(02.98)对I级防雷器的要求。
该装置设计使用于O区到1区之间(根据IEC 62305-4对雷电保护区的定义)。
·对于建筑特的雷电保护安装工程或通过架空线引入电源的其它场所的雷电保护安装工程,LY1-B (10/350)系列电源防雷器的使用,提供雷电保护的等电位连接。
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雷电浪涌防护一级测试波形的选择——8/20波形和10/350波形的比较研究本文以Dion Neri 和Bruce Glushakow 所著的白皮书为基础,该白皮书经IEEE审核后被确定为学术理论性文件。
开始论述之前,我们先关注一下这样一个事实:多年来,美国的浪涌保护器(又称瞬态电压抑制器TVSS)的测试方案都以ANSI/IEEE C62.41(美国国家标准委员会/电气电子工程师协会C62.41标准)为测试规范。
而在实际应用中,按照该标准进行设计、生产、测试的浪涌保护器在全球市场上取得了良好的应用效果。
一、历史回顾:10/350 作为一级测试波形的由来在1995年以前,包括美国在内的大多数国家都采用8/20 波形测试浪涌保护器,“国际电气规范”(IEC)也采用相同的做法。
但此后,在IEC 61643标准文件中,却对安装在建筑物进线处的浪涌保护器引入了新的“配电系统1级防护”测试方案。
为了适应IEC 61643对冲击脉冲电流(I imp)的要求,测试机构不得不将测试波形改为10/350。
而这一变化的所谓“理论基础”是:10/350的波形更接近于直接雷击的波形参数,因此,在对此类进行浪涌保护器(IEC称SPD)的有效性测试时采用10/350波形比8/20波形更合适。
然而,在经过大量可靠的跟踪调查之后,IEEE认为对测试方案做出类似的改动根本不具备充分的理由,因此仍然坚持采用8/20波形。
但在现实中,IEC引入的“配电系统1级防护”测试新方案却在浪涌保护器市场上造成了混乱:在某些欧洲生产商的鼓动下,“配电系统1级浪涌保护器” 在设计、生产上按照10/350测试脉冲为参考,采用真空管作为防护元件,并宣称该种保护器成为所谓“主流”。
他们依据很简单:“既然直接雷击的波形只能用10/350波形的脉冲进行模仿,所以,ANSI/IEEE所主张的8/20波形的测试规范就不足以起到防护直接雷击的作用。
”二、IEC选择10/350 的技术依据按照IEC的“新要求”,测试“防护直接雷击的浪涌保护器”时应采用10/350波形冲击脉冲,而测试“防护间接雷击的浪涌保护器”时应采用8/20波形。
从右图可见,100kA的10/350波形脉冲的放电强度是20kA的 8/20 波形脉冲的125倍。
125 × 0.4 = 50照此类推:我们可以得出以下结论:如果使用压敏电阻MOV作为浪涌抑制元件,设计一个能防护100kA 的10/350 波形的冲击脉冲的保护器,它所具备的放电能力必须相当于防护2500kA的8/20波形冲击脉冲的能力。
以上结论的计算过程发表在IEC的规范文件中,并以此作为理论依据证明:“按10/350波形测试设计的保护器的防护能力比按8/20波形测试的保护器要高20倍以上。
”三、对10/350波形的采用的争议我们讨论这样的结论是否正确之前,先看看这样一些事实:1.按8/20设计的浪涌保护器的实际应用状况多年来,在所有采用ANSI/IEEE标准测试的低压浪涌保护器的市场上,至今没有,也没有必要设计出浪涌能力在2500kA的保护器。
其原因在于:(1)多年现实的应用告诉我们:即使是在雷电现象最恶劣的地方,浪涌能力在8/20波形400kA的保护器所具有的防护水平,对付极端恶劣的直接雷击事件都已经绰绰有余。
(2)在世界范围内,采用8/20测试波形的保护器在保护敏感电子设备免遭直接雷击的打击时所表现出的性能一直非常稳定可靠。
2.IEC内部关于是否应该采用10/350波形也存在争议1995年,10/350测试波形首先出现在IEC 61312-1 标准文件中。
但在此前后,IEC内部对是否采用10/350波形存在着不同的看法,这种反对意见随着人们对直击雷认识的提高,反对的声音也越来越高。
在1995年召开的TC 81委员会会议上,通过多方游说,18个选举国家中的14个对10/350测试波形议案投了赞成票,并通过议案。
2000年,在对“IEC 61312-3:2000”修改案进行投票时,19个选举国家中投赞成票的国家减少为13个。
从此我们可以看出,到2000年,在IEC内部有近1/3的国家对10/350测试波形持反对态度。
四、IEEE 对直击雷的研究在IEC 61312-1 标准文件推出以后,IEEE C 62.41.2-2002 标准文件对“首次雷击(first-stroke lightning) 进行了评估,评估范围包括了IEC 61312文件中规定的“半峰值时间”为350毫秒的冲击脉冲(10/350波形),并得出以下结论:“IEC所谓‘高能量浪涌的防护要求’是建立在有限的数据分析基础之上,其原因在于:当我们把这样的‘要求’和按照IEEE C62 系列文件所设计的浪涌保护器的实际应用效果相比较时,就发现这种‘要求’不可靠。
”IEEE的这次评估审查了以下三方面的问题:(1)10/350波形是谁首先提出的,依据是什么?(2)在决定浪涌保护器的测试波形时,到底应该以什么样的技术数据为依据?(3)10/350波形和直接雷击的相似性到底有多少?1.什么叫10/350 波形?10/350 是表示冲击脉冲电流时间变化的数据。
其中10(微秒)表示冲击脉冲到达90%电流峰值的时间,而350表示从电流峰值到半峰值的时间(T2)。
事实上,不管成因是否为雷击,任何一个持续时间在350毫秒的高峰值电流(Ipeak)对于任何一种以半导体元件为主的保护器都是致命的。
现在我们可以明确:IEC 61312-1 标准文件的制定者们采用了10/350波形这个事实。
然而,通过该标准文件的IEC TC 81委员会会议还在其标准文件中宣称“采用10/350测试波形的理由就是:常见雷击的‘半峰值’时间就是350毫秒。
”2.确定10/350测试波形到底应该以什么样的技术数据为基础?既然IEC 确定10/350波形是根据这样的理由,现在我们对这种理由的正确性做出分析。
(1)IEC 61643-1号文件将IEC 61312-1指定为雷电浪涌测试参数的唯一规范性文件。
(请参见IEC 61643-1号文件143页的附录A)(2)IEC 61643-1号文件有关雷电电流的参数的确定依据仅仅只是凭借于1975年和1980年发表在国际电气杂志上的两篇文章。
现在,我们就对这两篇文章进行分析。
▲1975年文章在分析K·Berger结论之前,我们先看看IEC 61312-1文件的测试波形的选择依据:IEC 61312-1文件的主要依据是“首次阳性雷击 (first positive s troke)”的参数。
对于这种做法,TC 81委员会在该文件的附录A中这样解释到:“我们认为,在所有的闪电中,90%的闪电为阴性,10%为阳性。
但由于首次阳性闪电的构成为:首次雷击+长时雷击,所以首次阳性放电能量很大,因此,雷击的峰值参数应该以此作为依据。
就1级防护来说,尽管首次阳性雷击的出现机率低于10%,但其各项数据可以涵盖所有闪电中的99%,因此,雷电参数的峰值,如电流峰值参数I peak,闪电电荷参数Q f ,短时雷击参数Q s,具体能量参数W/Q,都应该以此为依据。
另外,大多数阴性闪电的峰值远远低于首次阳性直击雷,虽然有些阴性闪电的参数可以比首次阳性直击雷还要高,但比例在所有闪电中不足1%,因此可以忽略不计。
换句话说,IEC 61312-1文件的制定者们认为:只要他们考虑到了那些出现虽然机率较低,但持续时间较长的“首次阳性雷击(first positive stroke)”,就可以确保“安全”。
但对于这样的结论,连1975年文章的作者K·Berger自己都认为是片面的。
1975年,从事雷电研究的瑞士电气工程师K·Berger在国际电气杂志上发表文章,认为直击雷的电流波形近似10/350波形。
现在我们来分析一下他得出该结论的关键因素:雷击采集地点:位于瑞士Lugano湖边附近的San Salvatore山上的一所雷电监测站。
问题1:将高塔引雷造成的回击雷当成直击雷K·Berger文章中所提到的阳性云—地闪电的探测地点是位于有高塔的山顶上,这和位于山顶的没有高塔的其它建筑的雷电情况不同。
有高塔的山顶建筑会引雷。
事实上,在K·Berger探测到的所有闪电中,除一次例外,其余的闪电的构成都是先由高塔向上引雷,然后是向下的雷击。
而的IEC 61312-1文件却以此为依据,将这种山顶高塔回击雷当作所谓“占自然雷击10%的阳性直击雷”。
然而在现实环境中,高塔引雷所引发的回雷击事件在所有雷击事件中的比例还远不到1%。
现在我们知道,IEC 61312-1文件的制定者们以K·Berger的研究结果为依据,把阳性的回击雷(positive return strokes) 看作是首次阳性直击雷,并得出结论:“首次阳性雷击”的电流峰值I peak比阴性的雷击要高得多。
但这种认识却是值得怀疑的,依据如下:20世纪末,“美国国家雷电探测网NLDN”对6千万次闪电进行了研究,结果显示:阳性或阴性的云—地高峰值电流闪电(LPCCG)占其中的146万次,比例为2.46%。
而对于所有I max >75kA的闪电,阴性云—地高峰值电流闪电在数量上大大超过阳性云—地高峰值电流闪电。
由此可见,IEC有关阴性雷和阳性雷电流大小的结论是站不住脚的问题2:对阳性回击闪电的波形和阴性闪电的波形的理解IEC 61312-1文件认为,阳性回击闪电的波形和阴性闪电的波形存在着很大的差异。
然而,“美国国家雷电探测网NLDN”的研究却证明这两种波形在很大程度上是类似的。
▲1980年文章1980年,国际电气杂志发表的一篇文章认为,雷击事件的电流波形近似10/350波形。
IEC 再次接受了文章的观点。
但在国际范围内,包括欧洲其它的权威机构,对此种观点并没有表示赞成。
例如总部位于法国的知名非政府国际组织“大型配电系统国际理事会(CIGRE)”的专家们就对此持反对态度,其双语杂志《Electra》也拒绝刊登任何支持类似观点的学术文章。
(CIGRE成立于1921年,其创建宗旨是促进各国电气工程师及专家之间的知识信息交流,并开展学术研究。
)3.10/350波形和直接雷击的相似性到底有多少:雷击持续时间研究说实话,雷击事件可能是自然界中最难以琢磨的现象之一。
其中的主要原因是由于雷电现象研究本身难度很大,因此,在现阶段最可靠的依据就是实际应用效果和大规模的调查研究的结果。
目前,大量的研究证明以下的事实是值得信赖的:(1)2001年,“高压电气工程”的作者J·R·Lucas 在其文章中提出,在计算雷电浪涌时,回击雷过程中出现的高电流是唯一比较特殊的情况。