浪涌冲击实验

1、混合波(也叫组合波)发生器的由来

1.2/50μS和8/20μS波形是IEC 在1960年同时公布的。1.2/50μS波形的用途之一是测试设备绝缘耐压，同时，1972年CCITT 蓝皮书K12将1.2/50μS波形用来测试放电管的冲击放电电压，而不是单纯用来测试设备绝缘耐压。起先，

1.2/50μS电压波和8/20μS电流波分别用两套设备产生， 20世纪80年代初,电磁兼容和雷电磁脉冲防护结合后, IEC TC77提出在电磁屏蔽效果较好的地方对雷电浪涌的试验相对等级可以低一些。因此，用1.2/50μS波形测限制电压与用8/20μS波形测冲击放电电流能力时，可用同一套冲击发生器完成试验。 IEC的SC28A 对采用什么样的电压浪涌波形和浪涌电流波形去检测运行中的设备及浪涌保护器的绝缘配合，做了深入讨论。最后确定采用1.2/50μS波形雷电电压浪涌和8/20μS波形电流浪涌，以及100kHz 的衰减振荡波为浪涌试验波形。 1983年后，认识到将电压浪涌试验与浪涌电流试验结合在一起用所谓的“组合波发生器”来进行试验更加方便。这种组合波发生器开路时产生浪涌电压为1.2/50μS波形，短路时产生浪涌电流8/20μS波形，其额定冲击源内阻为2Ω。

2、混合波发生器的波形参数

IEC61000－4－5:1995《Electromagnic Compatibity—Testing and measurement techniques—Surge immunity》等同于国标GB/17626.5－1999《电磁兼容试验和测量技术浪涌(冲击)抗扰度试验》对1.2/50μS &8/20μS混合波形参数规定如下：

开路电压波波形: 波前时间：1.2±30﹪ μS

半峰时间：50±20﹪μS

短路电流波形: 波前时间：8±20﹪μS

半峰值时间：20±20﹪μS

反向过冲： ＜30﹪

等效源阻抗：2±0.25Ω

测量时规定的开路电压峰值或短路电流峰值允许有±10﹪的偏差

3、组合波发生器的特征：

对于低阻抗试品，组合波发生器能模拟输出8/20μS波形，可作为冲击电流发生器使用；对于高阻抗试品，组合波发生器能模拟输出1.2/50μS波形，可作为冲击电压发生器。因此，组合波发生器集1.2/50μS冲击电压发生器和8/20μS冲击电流发生器于一身，一台机器可做两台机器用。

在低压系统中，为了对电涌保护器进行试验，在相关标准中提出了采用混合波形模拟雷电电磁脉冲，主要基于两个方面的考虑：一是，某些情况下试品的阻抗特性可能未知，而且试品内部冲击保护元件动作，产生钳位或短路作用，或者绝缘闪络、元件击穿都会引起试品阻抗特性在冲击作用下发生变化，很难用单一的冲击电压或电流来全面测试其性能。二是，对于雷击引起的电磁脉冲，开路电压和短路电流仅是同一现象的两个不同方面，当试品在真实电磁脉冲环境中，设备阻抗发生变化，由高阻抗变为低阻抗时，原来的冲击电压立即转化成冲击电流，亦即冲击电压和冲击电流是一个事物的不同表现方式而已，相互之间会通过设备负载情况进行相互转化。

因此，在对电涌保护器进行测试时，认为混合波形能较好的反映低压系统中雷电电磁脉冲的实际情况，当试品的阻抗在试验过程中发生变化时，冲击电压和冲击电流会自动转换，能较好的考核试品的性能。

4、国际标准和国家标准以及行业标准对采用混合波发生器的有关条款的规定：

4.1 IEC(国际电工委员会) 建议对电子设备动态试验, SPD的防护性能试验采用

1.2/50μS ＆ 8/20μS组合波。

4.1.1 IEC 61000－4－5：1995 等同于国标GB/17626.5—1999 标准建议对电子和电气设备的浪涌(冲击)抗扰度试验，采用1.2/50μS ＆ 8/20μS 混合波发生器，对如何进行冲击抗扰度试验, 以及试验设备的配置都做了详细的说明。

4.1.2 IEC 61643－1：1998(等同于国标GB18802.1:2002) 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的条款7.1.2规定Ⅰ级和Ⅱ级试验标准放电电流试验标准电流波形是8/20μS ；条款7.1.3 Ⅰ级和Ⅱ级冲击电压试验标准电压波形是1.2/50μS ,条款7.1.4 级组合波试验采8/20μS 标准冲击电流 SPD的Ⅲ 级试验采用组合波发生器 ,条款7.5.3 测量放电电压采用

1.2/50μS 冲击电压波 条款7.5.4测量SPD 的限制电压(残压)采用组合波, 条款7.6.7Ⅲ级动作负载试验用1.2/50μS＆8/20μS组合波。

4.1.3 IEC61643－1标准中条款7.5.1确定SPD 中存在开关元件的试验， SPD的Ⅰ级试验和 Ⅱ级试验采用组合波。

4.1.5 中华人民共和国通信行业标准YD/T1429－2006 通信局(站)在用防雷系统的技术和检测方法 ;条款5.6.4设备可插拔部件进行限制电压测试，要求其测试值小于SPD 电压保护水平[Up(3kA产业)]的1.1倍。

4.1.6信息产业部关于通信网防御雷电安全保护管理办法第24条：电源用第一级SPD 在每年雷雨季节前，应检测其各项性能和显示是否正常，开关电源内的模块应每年用混合波雷电测试仪检测其性能，检查其老化程度，信号、数据网SPD 应检查其接地线是否可靠接地。

5、ST－6kV/3kA雷电电涌测试仪：

杭州雷盾电子设备有限公司与清华大学合作研制的LST－6kV/3kA雷电电涌测试仪，完全满足上述国际和国标以及通信行业的标准和使用要求。

下面介绍本仪器的主要用途、使用方法和判别依据。

5.1主要用途：

5.1.1为产品选型提供依据

现在国内外的SPD 产品品种繁多，良莠难分。如何判别真假，区分优劣，必须要用专门的仪器来进行辨别。本仪器可对多个厂家生产的各种型号的SPD 产品进行

检测，测量导通电压、漏电流、残压或放电电压，检查产品是否符合相关标准。在各种产品中，选择最大连续工作电压、标称放电电流、电压保护水平（残压）以及压敏（导通）电压、漏电流等参数均符合要求的产品，为产品的选型提供依据。

5.1.2 SPD在安装前的检查：

SPD 厂家在产品定型时，抽查部分样品，送到国家级的防雷产品检测中心对各项指标进行测量。而真正出厂的产品并没有进行详细的测量。由于产品的离散性，可能有个别性能较差的产品混在其中，通过测量能及早发现有问题的产品。因此，安装前有必要测量一下并记录压敏电压、漏电流、残压值等数据，为今后的定期检查做参考。

5.1.3 定期进行现场检测：

SPD 安装使用后，必须定期检测。建议安装使用一个月，用LD－2A测试仪测量压敏（导通）电压和漏电流一次，当发现漏电流爬升快的产品，应及早更换。每年雨季来临之前按照YD/T1409－2006条款5.6.4测量残压一次，与初装时的数据进行比较。

5.1.4 当遭雷击后进行测量：

在设备遭雷击损坏后，应把安装在现场的SPD 拆下来进行测量，看参数波形是否改变，与原来测量数据进行对比，判断SPD 是否已损坏。分析遭雷击的原因，为防雷系统的维修和改造提供依据。

5.2 测量方法：见说明书

5.3 测量结果判断：

5.3.1间隙型（开关型）SPD放电电压的判断：

因为间隙型SPD 的放电电压等于电压保护电平Up，因此，用浪涌电压为Up 的冲击电压对间隙型SPD 进行冲击，如果能放电且能显示说明书上的图4所示的波形，

说明SPD 的放电电压正常，如果不放电或波形严重畸变，说明开关型SPD 存在问题。如果放电电压很低，说明开关型SPD 绝缘性能下降。根据对OBO MC－50B的测量，一般

1200＜U放电＜Up

Up 为产品所标明的电压保护水平

5.3.2 对氧化锌SPD 直流参数的测量：

用LD－2A测量压敏电压和漏电流（测量方法见说明书）

测量结果的判断：

① 当U1mA （压敏电压）低于交流电压有效值U0的1.86～2.2倍，直流电路中

低于直流电压的1.33～1.6倍，或变化率超过标准值的±10﹪，可判为不合格。 ② 老化试验和使用一段时间后漏电流变化率超过200﹪和绝对值超过20μA可判为不合格。

5.3.3限制电压(残压)的测量：

测量方法见说明书。其测量值要小于3kA 下的保护电平Up 的1.1倍。