关于YD12352-2002《通信局(站)低压配电系统用电涌保护器测试方法》的应用

关于YD1235.2-2002《通信局（站）低压配电系统用电涌保护器测试方法》的应用编制人：金山引言1.1YD1235.2-2002《通信局（站）低压配电系统用电涌保护器测试方法》是通信网上各类通信局站低压配电系统用电涌保护器的检测标准，该标准在紧扣通信网这一关键环节的基础上，力求与国际上IEC61643-1、UL1449和IEEE62.62等标准接轨。

1.2

IEC61643-1主要由一些发达国家特别是以少数欧洲国家主草，所考虑的低压配电系统的运行质量、防雷及电涌保护措施以及通信系统接地情况等，同我国现实情况都有着明显的不同。而UL1449是一类是纯粹关心SPD安全性问题的国际防雷检测标准。盲目照搬某一标准特别是国际标准将难免要脱离国情。1.3本标准在编写过程中将国内外标准的有关规定、我国通信局(站)的实际条件、以及各种电源SPD的使用现状相融合，对国际电工委员会标准IEC61643-1相关内容进行了发展与完善，形成了适合我国通信局(站)现状及发展趋势的低压配电系统用电涌保护器的技术要求和测试方法。使国际IEC61643-1标准在我国通信行业得到进一步发展和完善。1.4本次讲座主要是面向通信运营企业一线运维骨干人员，因此讲解内容着重阐述电浪涌保护器的检测参数及其基本概念、检测过程和检测结果与SPD品质的关系。

2.

范围

YD1235-2002标准规定了通信局(站)低压配电系统用电涌保护器的定义、分类、技术要求、检验规则和试验方法。适用于通信局(站)低压配电系统各级用电涌保护器（如配电变压器低压侧、配电室及电力室交流输入端、各机房交、直流配电柜(箱)等）的质量检验与评定。集成在设备中的电涌保护器可参照执行。基本概念3.1电涌保护器surgeprotectivedevice，SPD

通过抑制瞬态过电压以及旁路电涌电流来保护设备的一种装置。它至少含有一个非线性元件。

限压型SPD

电压开关型SPD

组合型SPD在我国通信行业低压配电系统目前所使用的电涌保护器大多由无间隙氧化锌压敏电阻所组成的限压型电涌保护器，由于该类防雷器避免了间隙型防雷器所存在的工频续流、响应时间慢和放电特性不稳定等诸多弊病，而且该类电涌保护器的耐感应雷能力又极高，可达到150kA以上，因此该电涌保护器已被广泛应用于通信局站的通信系统雷电防护。

氧化锌压敏电阻是利用氧化锌所具有的非线性伏安特性而进行通信系统雷电防护的，其雷电防护机理如下：图1ZnO压敏电阻的伏安（V-I）特性曲线UI1区1区2区2区3区3区归纳以上内容我们可以总结出以ZnO

压敏电阻为主体的限压型电涌保护器具备以下基本特性：电压非线性系数很大，漏电流小，限制电压低；吸收脉冲电流能力强(可达到150kA以上)；不会产生续流，对承受浪涌电流的工作寿命长；对陡峭上升的暂态脉冲电压响应时间快(可达到20ns量级)，脉冲放电特性稳定；

可根据工作电压水平，设计出各种所需压敏电压特性的电涌保护器；综上所述，以ZnO

压敏电阻为主体的限压型电涌保护器在通信防雷工程中可以起到如下作用

能够可靠分辨出浪涌电压和正常工作电压，并能够对浪涌电压可靠响应；

在吸收浪涌过程中，电涌保护器的限制电压被限制在低于被保护设备的耐压水平上(通过氧化锌设计达到)

；吸收浪涌过程结束后，电涌保护器立刻停止工作，并准备好吸收下一次浪涌

3.2SPD的输入输出端口

3.2.1一端口电涌保护器one-portSPD

一种与被保护电路并联连接的SPD。它可以有分离的输入和输出端子，但无专用的串联阻抗插入在输入与输出端子之间

3.2.2二端口电涌保护器two-portSPD

一种有输入及输出两组端子、且在其间插有专用串联阻抗的SPD

一端口电涌保护器结构和保护原理图如图2所示

SPD图2一端口电涌保护器结构和保护原理图接入设备线被保护设备输入端输出端一端口SPD二端口电涌保护器结构和保护原理图如图3所示：Z粗保护SPD精细保护SPD图3二端口电涌保护器结构和保护原理图接入设备线被保护设备输入端输出端二端口SPD3.3保护模式modesofprotection定义：用于描述配电线路中SPD保护功能配置情况。

3.3.1在交流配电系统中分为相线与相线(L-L)、相线与地线(L-PE)、相线与中性线(L-N)、中性线与地线(N-PE)之间等四种保护模式

;3.3.2在直流配电系统中分为正极与负极（V+-V-）、正极与地线（V+-PE）、负极与地线（V--PE）之间等三种保护模式。注：限压型SPD和具有限压特性的组合型SPD可用于任一保护模式。电压开关型SPD和具有开关特性的组合型SPD因存在尚待进一步研究的续流遮断能力及其试验方法问题，不宜在除N-PE外的其它保护模式中推广使用

保护模式的选用主要依据通信局站低压配电系统的供电方式，通信局站常采用两种供电方式

a)一种是TN系统(包含TN-S系统、TN-C-S系统和TN-C系统),对于TN系统供电方式可选用4模式或7模式限压型SPD或者3+1模式的SPD(L-N为3个限压型SPD，N-PE为1个开关型SPD)；b)另一种是TT系统，对于TT系统供电方式必须选用3+1模式的SPD。

以上内容在《通信局站在用防雷系统技术要求和检测方法中已经给予了详细讲解，因此不再赘述。3.4SPD的安全性能检验

3.4.1最大持续运行电压maximumcontinuousoperatingvoltage，UcSPD在运行中能持久耐受的最大直流电压或工频电压有效值。

3.4.2暂时过电压

temporaryovervoltage,UT

具有一定幅值，并能持续相对长时间的工频过电压

.接上页3.4.3分离装置（脱扣装置）SPDdisconnector

当SPD损坏时，使其与配电系统断开的一种装置。

SPD分离装置是通过热稳定试验进行考核的，热稳定测试是电涌保护器安全性能测试中最关键的一项测试，它对于电涌保护器中分离装置的灵敏性、可靠性和合理性都予以了相应的考核检验。其具体技术要求和试验方法如下：接上页试验适用于安装在L与N或L与PE间的SPD。本试验不考核辅助电路。试验电路如图6所示。

ASPD图6热稳定性测试系统原理图将SPD试品与供电电源相连，供电电源的输出电压和功率应足够高，以使得SPD中能有下列电流持续流过：5A,2.5A,1A,320mA,80mA,20mA，容许偏差为±10％。每一电流值应持续一段时间，直到SPD达到热平衡，即在10min内其温度的增加值小于2℃。如果SPD脱扣装置动作，就中止该电流值的试验。接上页接上页更新试品并继续进行余下电流值试验。在试验过程中，不断监测SPD的表面温度和SPD中流过的电流。试验结果应满足下述要求：a)SPD持续通过每一档试验电流等级时，都应能达到热平衡或使其分离装置动作；b)在试验期间，SPD的表面温度应始终低于120℃；分离装置动作后在5min内，SPD的表面温度应低于80℃；c)如果SPD的分离装置动作，则应对SPD施加2Uc的工频电压，持续1min，此时流过SPD的电流应不超过0.5mA。3.4.3

二端口的附加试验（1）额定负载电流ratedloadcurrent，IR

能够通过二端口SPD的最大负载电流。（2）电压降（用百分比表示）voltagedrop，ΔUΔU=（（UIN-UOUT）/UIN）×100%

其中：UIN和UOUT分别是二端口SPD在电阻性的额定负载电流条件下，同时测得的输入端电压与输出端电压值以上试验是仅适用于二端口的附加性试验，不作为检测的重点。3.5

SPD试验波形及波形参数3.5.1冲击电流波形图及其参数（1）10/350

s冲击电流试验波形（2）8/20

s冲击电流试验波形3.5.2冲击电压波形图及其参数（1）1.2/50

s冲击电压试验波形（2）10/700

s冲击电压试验波形3.5.31.2/50

s-8/20

s混合波冲击试验波形3.5.1冲击电流波形图及其参数视在原点（O1）：通过冲击电流峰值的10%和90%所画直线与时间坐标轴的相交点；视在波头时间（T1）：其值等于冲击电流峰值的10%增加到90%(见图1)所需时间T的1.25倍视在波尾（或半峰值）时间（T2）：冲击电流视在原点O1与电流下降到峰值一半的时间间隔。T0.10.50.91.0视在波头时间：T1=1.25T视在波尾(或半峰值)时间：T2O1T1T2t0图7冲击电流波形图I（1）10/350

s冲击电流试验波形的容差峰值±10％视在波头时间 +100％，-10％视在半峰值时间 +50％，-20％（2）8/20

s试验波形的容差峰值±10％视在波头时间±10％视在半峰值时间±10％3.5.2冲击电压波形图及其参数视在原点（O1）：通过冲击电压峰值的30%和90%所画直线与时间坐标轴的相交点；视在波头时间（T1）：其值等于冲击电压峰值的30%增加到90%(见图2)所需时间T的1.67倍；视在波尾（或半峰值）时间（T2）：冲击电压视在原点O1与电压下降到峰值一半的时间间隔图8冲击电压波形图UT0.30.50.91.0O1T1T2t0视在波头时间：T1=1.67T视在波尾(或半峰值)时间：T21.2/50

s和10/700

s冲击电压试验波形的容差峰值±3％视在波头时间±30％视在半峰值时间±20％3.5.31.2/50

s-8/20

s混合波试验波形参数（1）1.2/50

s开路电压Uoc的波形容差峰值 ±3％视在波头时间±30％视在半峰值时间 ±20％（2）8/20

s短路电流Isc的波形容差峰值 ±10％视在波头时间 ±10％视在半峰值时间 ±10％3.6SPD试验分类

3.6.1第Ⅰ类试验

classⅠtests

由标称放电电流In试验、1.2/50

s冲击电压试验和10/350

s冲击电流Iimp试验组成。本标准中为明确起见，Iimp通过10/350

s电流波形和峰值Ipeak来表征。3.6.2第II类试验classIItests

由标称放电电流In试验、1.2/50

s冲击电压和8/20

s最大放电电流Imax试验组成。

3.6.3

第Ⅲ类试验

classⅢtests

采用混合波Uoc进行的试验。3.6.1第Ⅰ类试验

classⅠtests

10/350

s冲击电流用于划分进行第Ⅰ类试验的SPD等级。其波形一般由电流峰值和电荷量来确定。它用于第Ⅰ类试验的动作负载试验。3.6.2第II类试验

其中8/20

s标称放电电流用于划分进行第Ⅱ类试验的SPD等级和进行第Ⅰ类和第Ⅱ类动作负载的预备性试验。而最大通流容量用于第Ⅱ类试验的动作负载试验。动作负载试验是指按照规定试验程序和条件，在规定幅值的电源电压下对SPD施加规定次数和幅值的冲击电流，以考核SPD在实际运行条件下电涌耐受能力的试验。由于动作负载测试要求在规定幅值的电源电压下进行(也即在被测样品的最大运行工作电压下进行测试)，因此必须考虑为被测样品供电的电源系统在浪涌测试时的安全防护。为此标准中规定进行动作负载测试要在被测样品和供电电源之间介入耦合去藕网络。其具体定义为：接上页去耦网络：用于防止施加到试品上的电涌影响其他不被试验的装置、设备或系统的电路。耦合网络：将能量从一个回路传送到另一个回路的电路。3.6.3

第Ⅲ类试验

classⅢtests

1.2/50

s-8/20

s混合波用于划分进行第Ⅲ类试验的SPD等级和进行第Ⅲ类试验的动作负载试验。3.7SPD的浪涌防护性能检验

3.7.1标称放电电流

nominaldischargecurrent，In

表明SPD通流能力的指标，对应于8/20

s的冲击电流波。其测试电路接线如图9所示3.7.2最大放电电流(冲击通流容量)

maximumdischargecurrent，ImaxSPD不发生实质性破坏，每线(或单模块)能通过规定次数、规定波形的模拟雷电波峰值。最大放电电流一般大于标称放电电流的2.5倍。其测试电路接线如图9所示3.7.3混合波

combinationwave，Uoc

在本标准中，混合波发生器的标准输出特性被规定为：当输出开路时，其端电压Uoc的波形为1.2/50

s；当输出短路时，其输出回路电流Isc的波形为8/20

s，幅值为0.5Uoc，即规定混合波发生器的虚拟阻抗Zf等于2Ω。其测试电路接线如图9所示3.7.4残压residualvoltage，Ures

当放电电流通过时，SPD端子间的电压峰值。其测试电路接线如图10所示。3.7.5限制电压measuredlimitingvoltage

施加规定波形、幅值和次数的冲击时，在SPD端子间测得的残压的最大值。其测试电路接线如图10所示。3.7.6等级限制电压basicmeasuredlimitingvoltage，UB基用于考核和比较具有限压特性SPD电涌抑制能力的一个本参数。本标准中用规定幅值的SPD分类等级测试电流(IB，其波形为8/20

s)冲击时的限制电压值表1所示。其测试电路接线如图10所示。3.7.7电压保护水平voltageprotectionlevel，UP

表征SPD电涌抑制能力的一个参数。它从规定的优选值系列中选取。其测试电路接线如图10所示。图9冲击电流试验原理图冲击电流(或混合波)发生器分流器数字采样示波器被测样品带去耦网络的供电电源被测样品冲击电流发生器数字采样示波器分压器图10残压测试框图接上页表1 限压特性的SPD的等级限制电压UB最大持续运行电压Uc交流SPD的UB上限值（V）直流SPD的UB上限值（V）T型(IB=60kA)H型(IB=40kA)M型L型(IB=5kA)H型(IB=5kA)L型(IB=2kA)(IB=25kA)(IB=15kA)45V—————42525052V—————45027575V—————50032585V—————550350275V2600210016001250950——320V28502300170014501150——385V32002600200018001400——420V34502800220019001600——460V37003000250021001750——510V39503200270023001900——600V44003600310027002300——3.8一般规定除非标准中另有规定，对于提供多种保护模式的SPD，应对每种保护模式分别进行试验。SPD内所有导线和脱扣装置，均应作为SPD的一部分进行试验。如果制造商规定其SPD的外置脱扣装置需要按照供电系统的预期短路电流来选取，则应对该SPD脱扣装置和预期短路电流的每种组合都进行试验试验条件除非标准中另有规定，试验应在以下条件下进行：温度：15℃～35℃；相对湿度：45％～75％气压：86kPa～106kPa标准在实际检测中的应用

信息产业部通信产品防雷性能质量监督检验中心简介“信息产业部通信产品防雷性能质量监督检验中心”筹建于1990年4月，1997年8月正式通过中国国家实验室认可、2002年获得信息产业部授权，是一个专业从事防雷检测的第三方质检机构，能够对投入使用，其中心任务是对通信产品的防雷性能提供检测服务。本“中心”隶属于中讯邮电咨询设计院，业务上受信息产业部领导，1999年荣获部科技进步3等奖、2000年通过了国家技术监督局信息产业评审组的国家计量认证、2001年检测结果的科学性、公正性和准确性负直接责任。目前本“中心”已成为通信防雷产品检测行业中具有优秀品牌和雄厚实力的实验室之一，它具备下述特点：1.是业界唯一专业从事

防雷产品检测的单位

到目前为止实验室已经为国内外近百个厂商的数百种防雷产品进行了检测，积累了宝贵的经验。其公正性、权威性和先进性在业界得到一致好评，另外，本“中心”还是深圳华为技术有限公司，艾默生网络能源有限公司以及UT斯达康等公司的技术支持单位，保持着与上述单位深层次和多方位的技术合作。2.制订了一批具有重大影响的通信防雷标准，在业界具有深远影响

“中心”的一批骨干主草了YD/T5098-2001《通信局站雷电过电压保护工程设计规范》、YD/T1235.1-2002《通信局站配电系统用电涌保护器的技术要求》、YD/T1235.2-2002《通信局站配电系统用电涌保护器的试验方法》和YD/T1429-2006《通信局(站)在用防雷系统的技术要求和检测方法》等标准，其中YD1235.2-2002《通信局站配电系统用电涌保护器的试验方法》标准荣获信息产业部2005年科技进步三等奖。作为信息产业部的防雷技术支持单位，本“中心”还于2005年完成了部里委托的《通信网防御雷电安全保护检测管理办法》的编写任务。他们曾多次与国外IEC、IEEE和ITU等标准委员会的防雷技术专家进行广泛和深入的技术交流和探讨，IEC-TC81的首席代表RickGumley先生曾前往本实验室进行现场交流，另外德国DEHN和OBO