技術(shù)文章
8/20波形和10/350波形的比較及SPD測試設(shè)備介紹
閱讀:2331 發(fā)布時間:2010-11-9本文以Dion Neri 和Bruce Glushakow 所著的白皮書為基礎(chǔ),該白皮書經(jīng)IEEE審核后被確定為學(xué)術(shù)理論性文件。
開始論述之前,我們先關(guān)注一下這樣一個事實:多年來,美國的浪涌保護器(又稱瞬態(tài)電壓抑制器TVSS)的測試方案都以ANSI/IEEE C62.41(美國國家標準委員會/電氣電子工程師協(xié)會C62.41標準)為測試規(guī)范。而在實際應(yīng)用中,按照該標準進行設(shè)計、生產(chǎn)、測試的浪涌保護器在市場上取得了良好的應(yīng)用效果。
一、歷史回顧:10/350 作為一級測試波形的由來
在1995年以前,包括美國在內(nèi)的大多數(shù)國家都采用8/20 波形測試浪涌保護器,“電氣規(guī)范”(IEC)也采用相同的做法。但此后,在IEC 61643標準文件中,卻對安裝在建筑物進線處的浪涌保護器引入了新的“配電系統(tǒng)1級防護”測試方案。為了適應(yīng)IEC 61643對沖擊脈沖電流(Iimp)的要求,測試機構(gòu)不得不將測試波形改為10/350。而這一變化的所謂“理論基礎(chǔ)”是:10/350的波形更接近于直接雷擊的波形參數(shù),因此,在對此類進行浪涌保護器(IEC稱SPD)的有效性測試時采用10/350波形比8/20波形更合適。
然而,在經(jīng)過大量可靠的跟蹤調(diào)查之后,IEEE認為對測試方案做出類似的改動根本不具備充分的理由,因此仍然堅持采用8/20波形。但在現(xiàn)實中,IEC引入的“配電系統(tǒng)1級防護”測試新方案卻在浪涌保護器市場上造成了混亂:在某些歐洲生產(chǎn)商的鼓動下,“配電系統(tǒng)1級浪涌保護器” 在設(shè)計、生產(chǎn)上按照10/350測試脈沖為參考,采用真空管作為防護元件,并宣稱該種保護器成為所謂“主流”。他們依據(jù)很簡單:“既然直接雷擊的波形只能用10/350波形的脈沖進行模仿,所以,ANSI/IEEE所主張的8/20波形的測試規(guī)范就不足以起到防護直接雷擊的作用。”
二、IEC選擇10/350 的技術(shù)依據(jù)
按照IEC的“新要求”,測試“防護直接雷擊的浪涌保護器”時應(yīng)采用10/350波形沖擊脈沖,而測試“防護間接雷擊的浪涌保護器”時應(yīng)采用8/20波形。
從右圖可見,100kA的10/350波形脈沖的放電強度是20kA的 8/20 波形脈沖的125倍。
125 × 0.4 = 50
照此類推:我們可以得出以下結(jié)論:
如果使用壓敏電阻MOV作為浪涌抑制元件,設(shè)計一個能防護100kA 的10/350 波形的沖擊脈沖的保護器,它所具備的放電能力必須相當(dāng)于防護2500kA的8/20波形沖擊脈沖的能力。
以上結(jié)論的計算過程發(fā)表在IEC的規(guī)范文件中,并以此作為理論依據(jù)證明:“按10/350波形測試設(shè)計的保護器的防護能力比按8/20波形測試的保護器要高20倍以上。”
三、對10/350波形的采用的爭議
我們討論這樣的結(jié)論是否正確之前,先看看這樣一些事實:
1.按8/20設(shè)計的浪涌保護器的實際應(yīng)用狀況
多年來,在所有采用ANSI/IEEE標準測試的低壓浪涌保護器的市場上,至今沒有,也沒有必要設(shè)計出浪涌能力在2500kA的保護器。其原因在于:
(1)多年現(xiàn)實的應(yīng)用告訴我們:即使是在雷電現(xiàn)象zui惡劣的地方,浪涌能力在8/20波形400kA的保護器所具有的防護水平,對付惡劣的直接雷擊事件都已經(jīng)綽綽有余。
(2)在世界范圍內(nèi),采用8/20測試波形的保護器在保護敏感電子設(shè)備免遭直接雷擊的打擊時所表現(xiàn)出的性能一直非常穩(wěn)定可靠。
2.IEC內(nèi)部關(guān)于是否應(yīng)該采用10/350波形也存在爭議
1995年,10/350測試波形首先出現(xiàn)在IEC 61312-1 標準文件中。但在此前后,IEC內(nèi)部對是否采用10/350波形存在著不同的看法,這種反對意見隨著人們對直擊雷認識的提高,反對的聲音也越來越高。
在1995年召開的TC 81委員會會議上,通過多方游說,18個選舉國家中的14個對10/350測試波形議案投了贊成票,并通過議案。
我們并為客戶提供ITU-T K系列EMC測試設(shè)備,ESD靜電測試設(shè)備,FCC Part68.GR1089雷擊測試設(shè)備。
測試項目:
1. SURGE 雷擊浪涌測試 IEC61000-4-5 ITU-T K.20/K.21 系列標準
2. 電力線感應(yīng) 碰觸 ITUT-T K 系列標準
3. ESD靜電測試 IEC61000-4-2
4. 10/1000μs 雷擊浪涌測試
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