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.ppt

1、关于关于YD1235.2-2002通信局（站）低压通信局（站）低压配电系统用电涌保护器测试方法配电系统用电涌保护器测试方法的应用的应用编制人：金山1.引言1.1.1YD1235.2-2002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。1.2IEC61643-1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

2、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。l1.4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lYD12

3、35-2002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。3 3基本概念基本概念3.1 3.1 电涌保护器电涌保护器 surge protective devicesurge protective device，SPDSPD通过抑制瞬态过电压以及旁路电涌电流来保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。护设备的一种装置。它至少含有一个

4、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

5、备以下基本特性：l电压非线性系数很大，漏电流小，限制电压低；l吸收脉冲电流能力强(可达到150kA以上)；l不会产生续流，对承受浪涌电流的工作寿命长；l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；l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 l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；l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)；l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

6、下一次浪涌3.2 SPD3.2 SPD的输入输出端口的输入输出端口3.2.1 一端口电涌保护器 one-port SPD一种与被保一种与被保护电路并路并联连接的接的SPDSPD。它可以有分它可以有分离的离的输入和入和输出端子，但出端子，但无无专用的串用的串联阻抗阻抗插入插入在在输入与入与输出端子之出端子之间 3.2.2 二端口电涌保护器 two-port SPD 一种有一种有输入及入及输出两出两组端子、且在其端子、且在其间插有插有专用用串串联阻抗阻抗的的SPDSPD 一端口一端口电涌保涌保护器器结构和保构和保护原理原理图如如图2 2所所示示 SPD图2一端口电涌保护器结构和保护原理图接入设备线

7、被保护设备输入端输出端一端口SPD二端口二端口电涌保涌保护器器结构和保构和保护原理原理图如如图3 3所所示：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 3.3 保护模式保护模式 modes of protectionmodes of protection定义：用于描述配电线路中用于描述配电线路中SPDSPD保护功能配置情况。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

8、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保护模式的模式的选用主要依据通信局站低用主要依据通信局站低压配配电系系统的供的供电方式，通信局站常采用两种供方式，通信局站常采用两种供电方式方式 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

9、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。3.4 SPD3.4 SPD的安全性能检验的安全性能检验3.4.1 3.4.1 最大持续运行电压最大持续运行电压 maximum continuous operating voltagemaximum continuous operating voltage，U Uc c SPD SPD在运行中能持久耐受的最大直流电压或工在运行中能持久耐受的最大直流电压或工频电压有效值。频电压有效值。3.4.2

10、 3.4.2 暂时过电压暂时过电压 temporary overvoltage,UT 具有一定幅值，并能持续相对长时间的工频具有一定幅值，并能持续相对长时间的工频过电压过电压.接上页接上页3.4.3 分离装置（脱扣装置）分离装置（脱扣装置）SPDdisconnector 当当SPD损坏时，使其与配电系统断开的一种损坏时，使其与配电系统断开的一种装置。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l试验适用于安装在L与N或L与PE间

11、的SPD。l本试验不考核辅助电路。l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

12、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，UU=（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

13、的重点。3.5 SPD试验波形及波形参数试验波形及波形参数3.5.1冲击电流波形图及其参数（1）10/350s冲击电流试验波形（2）8/20s冲击电流试验波形3.5.2冲击电压波形图及其参数（1）1.2/50s冲击电压试验波形（2）10/700s冲击电压试验波形3.5.31.2/50s-8/20s混合波冲击试验波形3.5.1 冲击电流波形图及其参数 l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；l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l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

14、值一半的时间间隔。T T0.10.50.91.0视在波头时间：T1=1.25T视在波尾(或半峰值)时间：T 2 O1T T1 1T T2 2t0图7 冲击电流波形图I（1）10/350s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）8/20s试验波形的容差峰值10视在波头时间10视在半峰值时间103.5.2 冲击电压波形图及其参数l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；l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；l视在波尾（或半峰值）时间（T2）：冲击电

15、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UT T0.30.50.91.0O1T T1 1T T2 2t0视在波头时间：T1=1.67T视在波尾(或半峰值)时间：T 2 1.2/50s和10/700s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203.5.3 1.2/50s-8/20s混合波试验波形参数（1）1.2/50s开路电压Uoc的波形容差l峰值3l视在波头时间30l视在半峰值时间20（2）8/20s短路电流Isc的波形容差l峰值10l视在波头时间10l视在半峰值时间103.6 SPD试验分类试验分类 3.6.1 第第类试验类试验classtests

16、由标称放电电流由标称放电电流In试验、试验、1.2/50 s冲击电压试冲击电压试验和验和10/350 s冲击电流冲击电流Iimp试验组成试验组成。本标准中为明确起见，Iimp通过10/350s电流波形和峰值Ipeak来表征。3.6.2第第II类试验类试验 classIItests 由标称放电电流由标称放电电流In试验、试验、1.2/50 s冲击电压和冲击电压和8/20 s最大放电电流最大放电电流Imax试验组成。试验组成。3.6.3第第类试验类试验 classtests 采用混合波采用混合波Uoc进行的试验。进行的试验。3.6.1 第第类试验类试验 class tests10/350s冲击电流用于划分进行第类试验的SPD等级。其波形一般由电流峰值和电荷量来确定。它用于第类试验的动作负载试验。3.6.2 第第II类试验类试验 其中8/20s标称放电电流用于划分进行第类试验的SPD等级和进行第类和第类动作负载的预备性试验动作负载的预备性试验。而最大通流容量用于第类试验的动作负载试验动作负载试验。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