1 范围
QX10 的本部分规定了在电子系统信号网络中用于防雷电或其他瞬态过电压直接或间
接影响的电涌保护器(SPD)的选择和使用原则。
本部分适用于系统标称电压不超过1000V(r.m.s)或直流电压不超过1500V 的电子系
统。
2 规范性引用文件
下列文件中的条款通过QX10 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)或修正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。
GB17626.5-1999 电磁兼容试验和测量技术浪涌(冲击)抗扰度试验(idt IEC61000-4-5:
1995)
GB/T18802.21-2004 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(idt IEC61643-21:2000)
QX10.1-2002 电涌保护器第 1部分:性能要求和试验方法
IEC 61643-22:2004 低压电涌保护器第 22部分:电信和信号网络的电涌保护器选择
和使用原则
IEC 62305-1:2005 雷电防护第 1部分:通则
IEC 62305-2:2005雷电防护第 2部分:风险评估
IEC 62305-4:2005 雷电防护第 4部分:建筑物内的电电气系统和电子系统
ITU-T K.20:2003 电信交换设备耐过电压和过电流的能力
ITU-T K.21:2003 用户终端设备耐过电压和过电流的能力
ITU-T K.31:1993 用户大楼内电信装置的连接结构和接地
3 术语和定义
本部分采用下列术语和定义。本部分未特别给出的通用性定义,见GB/T18802.21 和
QX10.1的术语和定义。
3.1
电子系统electronics system
由敏感电子组合部件(如信息技术设备、控制和仪表系统、无线电系统、电力电子装置
等)构成的一个系统。
3.2
雷电防护级别lightning protection level(LPL)
对雷击造成的损失,用一组对应的雷电流参数作定义的划分。其中涉及到采用防雷措施
后将雷击损失降低到可以接受的程度。
2
3.3
限压元件voltage-limiting devices
并联在受保护线路上的非线性元件,当电涌过电压超过一定值时(UC1)其提供一个低
阻抗的通路泄放电流来限制过电压。该电压UC1值应大于系统正常工作时的电压峰值。在系
统最大持续工作电压(UCS)时,该元件的泄漏电流不应干扰系统的正常工作。详细的资料
见附录A(资料性附录)。
3.4
限流元件current-limiting devices
为了限制过电流,限流元件必须阻断或降低流向受保护负载的过电流。有三种可行的方
法:切断,降低或分流。过电流保护所使用的技术大多数是热触发的,这导致其响应速度较
慢。在过电流保护装置动作以前,负载及SPD 必须能耐受电涌。详细的资料见附录B(资
料性附录)。
3.5
无限流元件的SPD SPD without current limiting component
电子系统中,有一个或数个用于限制过电压的元件,而无限流元件的SPD。
3.6
有限流元件的SPD SPD with current limiting component
电子系统中,既有限制过电压的元件,又有限流元件的SPD。
3.7
非恢复限流non-resettable current limitng
有限流功能的SPD,它只具有限制电流一次的功能。限流元件多为熔丝,热熔线圈等。
3.8
可恢复限流ressttable current liniting
有限流功能的SPD,它具有在骚扰电流消失后手动恢复原状的功能。
3.9
自恢复限流self-resetting current limiting
有限流功能的SPD,它具有在骚扰电流消失后能自动恢复的功能。限流元件多为PTC热
敏电阻、PTC陶瓷热敏电阻或PTC高分子热敏电阻。
3. 10
保护模式modes of protection
SPD 的保护元件可以连接在电子系统线路的信号线——信号线、信号线——地线、信
号线——屏蔽层之间及多种方式同时连接。这些连接方式称为保护模式。一般将信号线——
信号线之间的保护称为横向(差模)保护,信号线——地线(或屏蔽层)之间的保护称为纵
向(共模)保护。
3.11
设备耐冲击过电压额定值 rated impulse withstand voltage level
UW
由低压电气设备生产厂给出的设备或设备主要部件耐受冲击过电压的最大值。其值主要
与设备的绝缘水平有关。
3.12
插入损耗insertion loss
由于在传输系统中插入了一个SPD 所引起的损耗。它是在SPD 插入前后,出现的功率
之比。插入损耗的单位用dB(分贝)表示。
3.13
回波损耗return loss
在高频工作条件下,入射波在SPD 插入点产生反射的能量与输入能量之比,它是衡量
SPD 与受保护系统波阻抗匹配程度的一个参数。
AR是反射系数倒数的模量,单位为分贝(dB)。当阻抗能确定时,可用下列公式确定:
20·lgMOD[(Z1+Z2)/(Z1-Z2)]
式中:Z1:阻抗不连续点之前传输线的特性阻抗,即源阻抗。
3
Z2:不连续点之后的特性阻抗或从源和负载间的结合点所测到的负载阻抗。
3.14
SPD 的频率范围frequency range of SPD
fG
电子系统的 SPD 在接入线路后,会产生能量损耗,规定在3dB的插入损耗下,起始频
率至截止频率为该SPD 的频率范围。
注:对于数字传输系统中的应用,用一个特定的数据传输速率VS代替工作频率范围。SPD 的可能数
据传输速率与系统所用的传输过程有关。该过程在具有低通特性的系统中决定了必要的截止频率。在电信
工程中,VS=2 fG;在实际工程中可取VS=1.2 fG。
3.15
SPD 数据传输速率transmission rate of SPD
bps
电子系统的SPD 在接入网络系统后不降低系统误码时的上限数据传输速率,用1s内传
输比特值表示,即bps。
3.16
比特差错率bit error ratio
BER
在一单位时间内,信息传输系统中错误的传输比特数与总传输比特数之比。也称“误码
率”。
3.17
纵向平衡longitudinal balance
3.17.1
纵向平衡(模拟音频电路的)(analogue voice frequency circuits)longitudinal balance
由两条(一对)导线构成的线路对地的电气对称性。
3.17.2
纵向平衡(数据传输电路的)(data transmission) longitudinal balance
对于由两条或两条以上导线构成的一个平衡电路对地(或等电位连接带)的阻抗对称性
的量度,此术语用于表示对共模干扰的灵敏度。
3.17.3
纵向平衡(通信和控制电缆的)(communication and control cables)longitudinal
balance
SPD 在试验情况下,对地共模(纵向)干扰电压Vs(r.m.s)和SPD 产生的差模(双线
回路)电压有效值Vm(r.m.s)之比值。用dB表示,公式为:
20×lg(Vs /Vm)
式中:Vs、Vm 是在同一频率下测得的。
3.17.4
纵向平衡(电信线路的)(telecommunications)longitudinal balance
SPD 在试验情况下,对地共模(纵向)干扰电压Vs(r.m.s)和SPD 产生的差模(双线
回路)电压Vm(r.m.s)之比值,以dB表示。
3.18
近端串扰near-end crosstalk
NEXT
在受干扰信道中的串扰,其传播方向与在干扰信道中的电流传播方向相反。在受干扰信
道中产生的近端串扰,其端口通常在干扰信道的供能端接近或重合。
3.19
过载故障模式overstressed fault mode
模式 1:SPD 中限压部件由于过载而断开,SPD不再具备限压功能,但线路仍能正常工
作。
模式 2:SPD 中限压部件已被SPD 内部的很小的阻抗所短路,此时线路不能正常工作。
信息设备因SPD 短路而不会遭受电涌冲击。
模式 3:SPD 的限压部分的网络侧出现内部开路,此时线路不能正常工作。信息设备因
线路开路而不会遭受电涌冲击。
4. 受保护的系统和设备
由于电子系统的多样性,在使用SPD 对电子系统和设备进行保护时应首先了解受保护
电子设备工作时所使用的传输介质、信号类型,以下仅列举部分常用的系统和设备的接口形
式及受保护电子设备的冲击耐受性。
4.1 受保护的电子系统
4.1.1模拟信号系统:
电话交换网(PSTN):用户线上传送的电信号是随着用户声音大小的变化而变化的。这
个变化的电信号无论在时间上或是在幅度上都是连续的,其中振铃电压为110V,接口元件
为RJ11 连接器,使用的频率为4kHz 以下。可以通过加装数据终端控制设备调制解调器来
实现在电话线上传递数字信号,最高速率为56kbps。
模拟仪表控制系统:全模拟式仪表将传感器信号进行调理放大后,经过V/I电路转换,
输出4~20mA或0~5V的模拟信号,多采用ASP连接器。
4.1.2 数字信号系统
ISDN:综合业务数字网(Integrated Service Digital),现有窄带ISDN 和宽带ISDN。窄
带ISDN 仍然是基于公共电话网,使用电话线路通过RJ11 连接器连接来传输数字信号,工
作电压最高为40V,最高速率为2048kbps。宽带ISDN 使用光纤传输,速率为150Kbps 到几
Gbps。现较多使用的为2B+D ISDN,其由两个B信道和一个D 信道组成,B信道是用来传
送数据和语音,D信道是用来传送信令,两个B信道可提供128Kbps 的传输速率。
xDSL:数字用户线路(Digital Subscriber Line)的统称。DSL技术使用传统的电话交换
网的用户环路上支持对称和非对称传输模式,以电话线为传输介质。“x”代表不同种类的数
字用户线路技术,不同的技术主要表现在信号的传输速率和距离,还有对称和非对称。ADSL
即异步数字用户环路(Asynchronous Digital Subscriber Loop),一种非对称数字用户线。ADSL
最高独占带宽理论上达下行8Mbps,上行1Mbps。信号电压小于6V,频率为138 ~1 104KHz。
以太网(100 Base T):广泛使用的局域网系统,网络采用绞线对按D 级(5 类)布线。
主要使用的有两种布线类型:10 Base T 10M 以太网和100 Base TX 100M 以太网。10 BaseT
10M 以太网的结构是电缆长度可达l00m的树状布局绞线对布线。终端设备通过IEEE 802.3
规定的传输方法通信,信号电压小于5V,接口元件为RJ45连接器。高速100 Base TX l00M 以
太网是从10 Base T 10M 以太网发展而来的。这种系统有100 Mbps 的更高传输速率,拓扑
连接器和针脚分配仍和10 Base T 10M 以太网的相同。千兆以太网(1000 Base T)则有更快
的传输速率,要求采用双绞线对按D级(5e)类布线。
令牌环网:令牌环网络的布线,系统布局是环形连接的,按IEEE 802 . 5 规定的方法通
信。使用可控制的环分配器对不同的终端设备来进行网络控制和信号放大。这种网络允许用
长电缆连接最高数据传输速率为16Mbps,信号电压小于5V,公母同体的插头当连接器用,
也称为IVS 连接器,它既当插头又当插座用.
FF:现场基金会总线(Foundation Fieldbus),主要应用于石油化工、连续工业过程控制
中的仪表。该系统可使用双绞线、光纤和无线等介质连接,纠错方式CRC,通讯速率2.5Mbps。
Profibus:过程现场总线(Process Fieldbus),主要应用于PLC。产品有三类:FMS用于
主站之间的通讯;DP用于制造行业从站之间的通讯;PA用于过程行业从站之间的通讯。该
产品现在在原有协议框架上进行局部的修改和补充,在控制系统内增加了很多的转换单元
(如各种耦合器)。该系统可使用双绞线和光纤连接,纠错方式CRC,通讯速率1.2Mbps。
HART:可寻址远程传感器数据通路(Highway Addressable Remote Tranducer),主要应
用于智能变送器。HART为一过渡性标准,它通过在4~20mA电源信号线上叠加不同频率的
正弦波(2200Hz表“0”,1200Hz 表“1”)来传送数字信号,从而保证了数字系统和传统模
拟系统的兼容性。该系统可使用电源信号线连接,纠错方式CRC,通讯速率1.2Mbps。
CAN:控制局域网络(Controller Area Network),应用于汽车监控、开关量控制、制造
5
业等。介质访问方式为非破坏性位仲裁方式,适用于实时性要求很高的小型网络。该系统可
使用双绞线和光纤连接,纠错方式CRC,通讯速率1Mbps。
LonWorks:局部操作系统(LON Local Operating System),主要应用于楼宇自动化、工
业自动化和电力行业等。LonTalk的全部7层协议,介质访问方式为P-P CSMA(预测P-坚
持载波监听多路复用),采用网络逻辑地址寻址方式,优先权机制保证了通讯的实时性,安
全机制采用证实方式,因此能构建大型网络控制系统。该系统可使用双绞线、光纤、电力线、
电缆和无线连接,纠错方式CRC,通讯速率1.25Mbps。
4.1.3 视频系统
有线电视系统:现代有线电视网络主要由前端、干线和分配系统三大部分组成。前端包
括卫星和本地的广播电视节目及自办节目的接收、播控及用户管理系统三个部分。小型城市
网或局域网,干线采用树枝型结构的同轴电缆布局;大型城市网则采用MMDS或环状、星
型布局的光缆干线;分配系统采用同轴电缆分配入户方式。分配网带宽我国现在有
47~500MHz 和47~750MHz 两种。
视频监控系统:全模拟式视频监控系统,属即将淘汰系统。现代数字式监控设备则是编
解码器通过网络来实现的虚拟矩阵切换。它采用MPEG-2 压缩方式,提供DVD 画质(720×576
像素)的实时图像,支持CVBS 或网络播放,2Mbit/s 带宽就可以顺利传输,网络传输实时
误差小于0.2s,需大容量硬盘支持。
附录 F(资料性附录)提供了这三类系统和其传输特性的资料。在选择连接至这些系统
的SPD 时必须对这些传输特性进行考虑。
4.2 受保护电子设备的耐受特征
4.2.1 电信网络设备耐冲击过电压额定值
表 1 电信网络设备耐冲击过电压额定值
设备名称
冲击电压额定
值
试验波形说明
信息网络中
心室外信号
线端口
0.5kV 10/700μs
4.0 kV 10/700μs
仅适用于与长度大于500m 的非屏
蔽双绞线相连的端口,在本试验中
ITU-T.K20 建议的一级防护措施可
用于此端口。
1.0 kV 10/700μs 仅适用于与长度大于500m 的非屏
蔽双绞线相连的端口
信息网络中
心室内信号
线端口
0.5 kV 1.2/50μs(8/20μs)
仅适用于与大于10m 的电缆相连
时,冲击发生器的总输出阻抗应为
42Ω。
非信息网络
中心室外信
号线端口
4.0 kV 10/700μs
仅适用于与长度大于500m 的非屏
蔽双绞线相连的端口,在本试验中
ITU-T.K20 建议的一级防护措施可
用于此端口。
1.0 kV 10/700μs 仅适用于与长度大于500m 的非屏
蔽双绞线相连的端口
非信息网络
中心室内信
号线端口
0.5 kV 1..2/50μs(8/20μs)
仅适用于与大于10m 的电缆相连
时,冲击发生器的总输出阻抗应为
42Ω。
注:非信息网络中心的地点指设备不在信息网络中心内运行,如无保护措施的本地远端局(站)、商业区、
办公室内,用户室内和街道等。
6
4.2.2 测量、控制和实验室内I/0信号/控制端口抗扰度试验的最低要求
表 2 抗扰度试验的最低要求
端口试验项目 试验值说明
I/0 信号/控制冲击试验 1.0 kV 适用于线— 地或长距离线的情况
直接与电源相连的
I/0 信号/控制
冲击试验
0.5kV 适用于线— 线。
1.0 kV 适用于线— 地。
4.2.3常用电子设备工作电压与SPD额定工作电压的对应关系
表 3 常用电子系统工作电压与SPD额定工作电压的对应关系参考值
序号通信线类型额定工作电压(V) SPD 额定工作电压(V)
1 DDN/X.25/帧中继<6 或40~60 18 或80
2 xDSL <6 18
3 2M数字中继<5 6.5
4 ISDN 40 80
5 模拟电话线<110 180
6 100M以太网<5 6.5
7 同轴以太网<5 6.5
8 RS232 <12 18
9 RS422/485 <5 6
10 视频线<6 6.5
11 现场控制<24 29
5 电涌保护器的主要技术参数
5.1 SPD 的分类
电子系统中连接至电信和信号网络的SPD 的分类见QX10.1 中5.1.2 条,SPD 的结构见
QX10.1中图5。本部分主要选用了按有无限流元件和按不同防雷区(LPZ)的使用分类两种
分类内容。
5.1.1按有无限流元件分类
第一类SPD 内至少有一个限压元件,但没有限流元件。
第二类SPD 内装有限压元件和限流元件。
5.1.2按不同防雷区(LPZ)的使用分类
A(很慢的上升速率及AC)、B(低的上升速率)、C(快的上升速率)和D(高能量型)
型。详细内容见QX10.1 中的表15。
5.2 SPD 选择和使用时的基本参数
5.2.1 使用条件
5.2.1.1正常使用条件
温度范围:-5℃至40℃
湿度范围:相对湿度10%至80%
气压范围:80kPa 至106kPa
正常环境是位于建筑物或其他构筑物中的受控制的环境。该环境受外界(自然)影响很
小。
5.2.1.2 非正常使用条件
对置于异常条件下的SPD,在设计和使用中可能需作特殊考虑。
温度范围:-40℃至70℃
湿度范围:相对湿度5%至96%
气压范围:80kPa 至106kPa
5.2.2 最大持续运行电压Uc
可连续施加在SPD 端子上,且不致引起SPD 传输特性降低的最大电压(d.c或a.c r.m.s
值)。
5.2.3 电压保护水平Up
表征SPD 限制其两端电压的特性参数。
5.2.4 冲击复位时间
SPD(限压元件中有电压开关元件时)在型式试验中施加了规定的冲击电压和电流后,
开关型限压元件从施加冲击开始至其返回高阻抗状态的一段时间。一般要求的冲击复位时间
应在30ms内。
5.2.5 持续工作电流IC
SPD 指定的端子之间施加最大持续工作电压Uc时呈现的电流。一般由箝位型限压元件
的固有特性造成,正常时应为微安级,元件劣化后该值可能增大,过大的持续工作电流可能
影响受保护系统的正常工作。
5.2.6 额定负载电流IL
流经连接至电信和信号网络的有限流元件SPD 的输入端提供给负载允许的最大持续交
流电流(r.m.s)或直流电流。
5.3 SPD 可能影响网络传输性能的参数
— 电容;
生产厂应说明指定端子之间的电容值。
— 串联电阻;
生产厂应说明输入端与输出端之间串联电阻的阻值及允许误差。
— 插入损耗(AE);
插入损耗定义见本部分3.12 条定义
— 回波损耗(AR);
回波损耗定义见本部分3.13 条定义
— 纵向平衡;
纵向平衡定义见本部分3.17 条定义
— 近端串扰(NEXT)。
近端串扰定义见本部分3.18 条定义
6 风险评估、雷击类型及损害和损失类型
6.1 风险评估
电子系统和电子设备是否需要安装SPD 防雷击电磁脉冲(LEMP),应在完成直接、间
接损失评估和建设、维护投资预测后认真综合考虑,做到安全、适用、经济。
6.1.1 风险分析
风险分析应考虑到以下电磁现象:
8
— 电力线缆感应;
— 雷击放电;
— 地电位升高;
— 电力线接触。
6.1.2 风险鉴别
风险鉴别应考虑以下经济因素:
— 费用;
当采用防雷措施(含防直击雷的外部防雷及内部防雷的屏蔽、等电位连接、综合布
线和安装SPD)后仍可能发生的雷击损害和损失价值CRL与采用防雷措施的成本(含建
设和维护投资)CPM之和低于没有采取防雷措施可能出现的损失额CL时,采用综合防
雷措施是有益的,
即:CRL+CPM<CL
此时应采用含SPD 安装在内的外部防雷和内部防雷。关于风险评估的进一步信息
参见IEC62305-2;
— 预期的使用;
— 设备中已有的防护措施;
— 对服务连续性的要求;
— 设备维修的难易程度(设备安装在难以到达的位置,例如高山)。
6.2 耦合机理和雷击类型
对电子系统造成威胁的主要的瞬态(冲击)源来自雷电和电力系统。耦合方式包括:
——直接雷击;
——与电力线的直接接触;
——前两种瞬态源的电容、电感和辐射耦合;
——前两种瞬态源导致的地电位抬升。
图 1 描述了雷击类型S1~S4及雷电和交流电源的能量耦合进入建筑物的途径(1)~(5)。
应注意由直击雷导致的对SPD 的更高要求(参见表4),虽然建筑物遭受直击雷的概率是最
低的。为了简化起见,在图1 中假设直击雷通过单根引下线传导入地。但实际中,一个防雷
装置(LPS)会有多根引下线,雷电流将在这些引下线间分配。这种电流分配的结果是由磁
场感应耦合出的电涌电压值将随之减小。
在图1 中例举的是一个有LPS(包括接闪器,等电位连接网和接地系统),进线设施(可
能是电话线或其他电信连接h)和电源线或电源端口g)以及所安装的设备的典型建筑物。
在这种推荐配置中可以看出,所有进入建筑物的线缆,均在建筑物入口处被连接至总等电位
连接带(d1),d1 与接闪器的引下线相连,并接至防雷接地系统(e2)。该图同时说明了位
于或靠近设备处的局部等电位连接带(d2),所有进入该区域的线缆都通过该点(可以通过
SPD 连接或直接连接)达到等电位,d2 与d1直接相连。
表 4 所示为瞬态冲击源和耦合机理之间的关系(例如直击雷的电阻性耦合)。其中电压
和电流波形及测试类别选自QX10.1的表15。
9
说明
(d1) 总等电位连接带
(d2) 局部等电位连接带
(e1) 设备接地
(e2) 防雷接地
(e3) 屏蔽电缆接地
(f) 信息技术设备/电信端口
(9) 电源线或电源端口
(h) 信息线路/电信通信线路或网络
(p) 接地导体
(S1) 建筑物上的直接雷击
(S2) 建筑物附近的雷击
(S3) 信息线路/电信线路上的直接雷击
(S4) 信息线路/电信线路附近的雷击
(1)~(5) 耦合机理,见表4
注:e1、e2和e3应采用共用接地系统。
图 1 耦合机理
10
表 4 耦合机理
瞬态源
对建筑物的直接
雷击
(S1)
对建筑物附近
的雷击
(S2)
对连接线路的
雷击
(S3)
对连接线路
附近的雷击
(S4)b
交流的
影响
耦合
电阻性
(1)
感应
(2)
感应 a
(2)
电阻性
(1,5)
感应
(3)
电阻性
(4)
电压波形
(μs)
— 1.2/50 1.2/50 — 10/700 50/60Hz
电流波形
(μs)
10/350 8/20 8/20 10/350d,10/250 5/300 —
优选的测
试类别C D1 C2 C2 D1,D2 B2 A2
注:(1)~(5)见图1,耦合机理
a 也适用于邻近的供电网络开关所造成的电容/阻性耦合。
b 由于距离增加可以显著减小场强,对于远距离雷电流的耦合效果可忽略。
c 在QX10.1 表15中称按不同防雷区(LPZ)的使用分类。
d用来模拟直击雷测试脉冲的波形在IEC/TC81中用峰值电流和总电荷量两个参数表述。可以满足这些参数
的一个典型波形是双指数脉冲,在本例中使用10/350μs波形。
6.3 损害和损失类型
表 5:雷击类型和损害、损失类型
建筑物 通信线路
由雷击点的位置分
类
损害类型损失类型损害类型损失类型
S1
D1
D2
D3
L1,L4**
L1,L2,L3,L4
L1,L2,L4
D2,D3
D2,D3
L2
L4
S2 D3 L1*,L2,L4
S3
D1
D2
D3
L1
L1,L2,L3,L4
L1*,L2,L4
D2,D3
D2,D3
L2
L4
S4 D3 L1*,L2,L4 D2,D3 L2 L4
损害类型:(D)
D1:接触和跨步电压导致的人员伤亡;
D2:建筑物或其他物体损害;
D3:电涌导致的电气和电子系统的失效。
损失类型:(L)
L1:生命损失;
11
L2:向公众服务的电力和通信设备的损失;
L3:文化遗产损失;
L4:经济损失。
*为医院和有爆炸风险的建筑物的情况;
**为农业财产情况(牲畜损失)。
7 SPD 的选择
7.1 总则
在电子系统中选择SPD 时,首先应分析电子系统可能产生过电压和过电流来源以及能
量,及这些冲击源耦合进信号网络的过程。如图1 所示。
7.2 防雷区
在电子系统中,SPD 应安装在图2 所示的防雷区交界处。其中SPD1安装在LPZ0/1 区
交界处(j),SPD2 安装在LPZ1/2 区交界处(k),SPD3 安装在LPZ 2/3 区交界处(i),见
图3。关于LPZ(防雷区)的定义见GB/T 19271.1。是否需要安装多级SPD,应根据SPD1
的Up能否满足受保护电子设备的冲击耐受性和电子设备的通信线缆布置情况而定。
说明:
(d) 在防雷区(LPZ0/1)交界处的等电位连接带(EBB)
(f) 信息技术设备/电信端口
(9) 电源线/电源端口
(h) 信息线路/电信通信线路/网络
IPC 局部雷电流
IB 全部雷电流
(j,k,i) 各防雷区的交界处的信号网络SPD
(m,n,o) 各防雷区的交界处的低压电气系统SPD
(p) 接地导体
LPZ 0A~3 防雷区0A~3
12
图 2 SPD安装在防雷区交界处的配置示例
图 3 安装在各防雷区交界处的SPD示例
7.3 SPD1 的选择
通常SPD 应安装在各防雷区交界处,但由于工艺要求或其他原因,受保护设备的安装
位置不会正好设在界面处而是设在其附近,在这种情况下,当线路能承受所发生的电涌电压
时,SPD 可安装在受保护设备处,而线路的金属保护层或屏蔽层宜首先于防雷区界面处做
一次等电位连接。
7.3.1 雷击类型为S1型时的选择
当雷电可能直击到建筑物上,在按GB50057 划分的第一类防雷建筑物、第二类防雷建
筑物和第三类防雷建筑物(含需防雷击电磁脉冲而该建筑物不属于第一、二、三类防雷建筑
物且不处于其他建筑物或物体的保护范围内而宜按第三类防雷建筑物采取防直击雷措施的
建筑物)安装外部防雷装置(接闪器、引下线和接地装置)时,其雷击类型为图1 中所示的
S1型。
7.3.1.1雷击类型为S1型时对SPD1保护特性的选择
雷击类型为S1时,应在电子设备信号线的建筑物入口处选择表4 中D1 类的SPD,其
主要技术参数应符合以下要求:
Iimp:电子系统信号线与地或信号线与屏蔽层间所连接的SPD 的冲击电流值(Iimp)应选
择在0.5~2.5kA(10/350μs)之间。具体值可按GB50057 中第6.3.4 条“进入建筑物的各种
设施之间雷电流分配”方法,再根据信号线缆中芯线的数量决定。
UC:SPD 的最大持续运行电压应高于系统运行时信号线缆上的最高工作电压,一般可
取UC≥1.2Un,或参见表3中的具体规定。
UP:在用于保护电子系统时SPD1 的电压保护水平UP不应大于电子设备耐冲击过电压
额定值(参见表1)的0.8 倍,当使用一组SPD1达不到要求时,应采用配合协调的SPD2,
以确保达到要求的电压保护水平。
7.3.1.2雷击类型为S1型时对SPD1传输特性的选择
应能满足本部分附录D(资料性附录)中的要求。
7.3.2雷击类型为S2型时的选择
当雷电可能击到邻近建筑物时,如装有电子系统的建筑物本身无外部防雷装置,但与之
有电气联系的邻近建筑物有外部防雷装置时,其雷击类型为图1中的S2型。
7.3.2.1雷击类型为S2型时对SPD1保护特性的选择
雷击类型为S2时,应在电子设备信号线的建筑物入口处选择表4中C2 类的SPD,其主
要技术参数应符合以下要求:
Uoc/Isc:电子系统信号线与地或者信号线与屏蔽层间所连接的SPD 的开路电压(Uoc)
值应选择在2~10kV(1.2/50μs)之间,相应的短路电流(ISC)值应在1~5kA(8/20μs)之间。