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QX／T 10.3-2019 电涌保护器 第3部分：在电子系统信号网络中的选择和使用原则这类元件有时又被称为热切断元件（TCO)，通过周围温度升高而断开电流来进行过流保护。热
断器有非恢复限流和可恢复限流两种型式
降流元件是串联元件，正常时导通电路的电流。过电流时由于元件的电阻增加，从而降低 流（图B.2)
GB／T 33643-2022 无损检测 声发射泄漏检测方法.pdf图B.2降流元件的电路
正温度系数的热敏电阻（PTC)通常被用作降流元件。PTC是一个电阻元件，当PTC本身温度超 过某一特定突变温度值（典型值为130℃）时，其电阻值将以几个数量级的幅度增加。当PTC冷却到基 准温度（通常为25℃），其电阻值降至突变前的值。PTC常采用直接（内部）加热的模式，电路电流流过 TC使得元件加热并使温度升高。冲击电流的加热往往太小不足以引起PTC的动作。电流值越高， 突变的时间（PTC的响应时间)越短。当突变时，PTC的高阻抗使电路电流降低为低电流。如果电源具 有足够的电压，PTC将保持在高电压、低电流的动作状态。当干扰电压消失，PTC将冷却并恢复到低电
热敏电阻分为以下两种： a）PTC高分子热敏电阻：这种典型的PTC由聚合物与导电材料（通常为石墨）混合制成。这类 PTC的典型电阻值从0.01α至10Q。突变前电阻值随温度变化基本上是恒定的。在突变及 冷却后，电阻可能高出原来值10%至20%。突变后PTC的电阻变化的偏差将改变系统线路 平衡值。PTC高分子热敏电阻相对于PTC陶瓷热敏电阻有较小的热容量，这样使其具有较 短的响应时间。 b） PTC陶瓷热敏电阻：这种典型的PTC由铁电物质的半导体材料制成，通常的电阻值从10Q至 50Q。在大部分未突变温度范围中电阻随着温度的增加略有减少。在突变及冷却后，电阻恢
B.2.3电子限流器(ECL)
这类串联连接的电子元件在电流低于阈值电流时呈低阻抗状态，高于阈值电流时转变为高阻抗 如图B.3所示。允通电流即值电流。电流在电路里面流过，直到达到阀值电流。在某些方面其 类似PTC热敏电阻的功能，但从结构上区分，它是由电子电路组成的。因此，其与PTC热敏电阻 下区别：
ECL只需要很小的功率就可以保持在高阻状态； 当不超过ECL的最大额定电压时，其不受多次电涌的影响； 快速响应时间确保在冲击和交流电涌条件下，能与上下游的SPD(或SPD组）及电子设备的配 合，此外，能阻断地电位抬升的传播； ECL由过电流而非温升驱动，能到达限制电涌电流和工频电流的作用。 ECL的主要参数包括正常条件下的电阻、阈值电流、响应时间和高阻状态时的最大耐受过电压值。
图B.3二端口电子限流器
电流分流型元件的电路见图B.4，在负载中有效的跨接负载设置了短路，短路是由于元件温度上关 或感知负载电流而发生的
图B.4电流分流型元件的电路
热熔线圈是热驱动的机械器件，与受保护线路串联。在应用中热熔线圈的功能是对地泄放电流，从 而防止过电流流过受保护设备。通常，它们由一个接地触头构成，接地触头通过焊接保持在非工作位 置。热源（通常为一个电阻丝线圈和弹簧）使接地触头在焊点熔化时接地。 热源是不需要流过电阻丝线圈的线路电流。通信系统使用的热熔线圈的电阻常用值为4.0Q，也 可设置在0.4Q至21α范围内。当热熔线圈触头动作时，接地触头的设计可使电流通过旁路使线圈接 也 热熔线圈通常是非恢复限流元件，除了更换包含热熔线圈的SPD外，没有其他方法使线路恢复至 工作状态。热熔线圈可设计成可手动重新设置状（属可恢复限流），不需要更换SPD。这类器件的使用
也可以制成电流断开型的热熔线圈.在过 电流时断开电路
电子触发型电流限制器（电流动作型门极晶闸管
图B.5三端口电子触发型电流限制器
这类开关是安装在限压器件（一般为气体放电管GDT）上的热驱动机械器件，它们是典型的非恢复 限流元件。有三种常用的驱动技术：熔化塑料绝缘体，熔化焊锡球和热脱口装置。 基于熔化塑料绝缘体的开关，包括一个带塑料绝缘体的弹簧，塑料绝缘体把弹簧触头与限压元 件的金属导体隔开。当塑料熔化时，弹簧接触两个导体并使限压器件短路。 基于熔化焊锡球的开关，由一个弹簧机构组成，弹簧机构用熔锡小球把线路导体与接地导体隔 开。在热过载的情况下，焊锡小球熔化并使限压元件短路 常用的热脱口装置，使用一个弹簧组件，通过一个焊接的连接把弹簧组件保持在断开位置。当 达到其开闭温度时，弹簧组件将限压器件短路。当焊锡熔化时，开关脱扣并使限压元件短路。 当承载连续流过的电流时，由于限压器件热过载状况的温度升高使得焊锡发生熔化。当开关动作 时使限压元件短路，典型
附录C （规范性附录） 与电子系统有关的传输特性 电信系统，信号传输、测量和控制系统，有线电视系统的传输特性分别见表C.1一表C.3
表C.1电信系统接入网的传输特性
表C.1电信系统接入网的传输特性（续）
表C.2用户端的IT系统的传输特性
注：近端串扰（NEXT)为信道性能
QX/T10.3—2019
表C.3有线电视系统的传输特性
宽带电视分配网（1)带宽国内为47MHz～500MHz 宽带电视分配网（2)带宽国内为47MHz～750MHz
附录D 资料性附录 风险管理
风险分析应考虑到以下电磁现象： 电力线缆感应； 雷击放电； 地电位升高； 与电力线接触
风险分析应考虑到以下电磁现象： 电力线缆感应； 雷击放电； 地电位升高； 与电力线接触
D. 1.2 评估方法
风险评估应考虑以下因素： 通信效率：安装SPD后可能影响网络的传输特性，影响电子系统的通信效率，应评估或测试安 装SPD是否有影响或是否可以承受， 费用：当采用防雷措施（含外部防雷：接闪器、引下线、接地装置；内部防雷：等电位连接、综合 布线、间隔距离，防LEMP：屏蔽、安装SPD)后仍可能发生的雷击损害的损失价值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，即：CkL十CpM D.1.3耦合方式和雷击类型 对电子系统造成主要威胁的瞬态（冲击）源来自雷击利 合方式包括 直接雷击： 与电力线接触： 前两种瞬态源的电容耦合、电阻耦合、电感耦合和辐射耦合； 前两种瞬态源导致的地电位升高。 图D.1描述了雷击类型S1一S4及雷电和交流电源的能量耦合进人建筑物的途径（1）一（5）。应注 意由直击雷导致的对SPD的更严格的要求（参见表D.1），虽然建筑物遭受直击雷的概率很低。为了简 化起见，在图D.1中假设直击雷通过单根引下线传导人地。但实际中，一套防雷装置（LPS)会有多根引 下线，雷电流将在这些引下线间分配。这种电流分配会使由磁场感应耦合出的电涌电压值随之减小。 图D.1中el、e2和e3应采用共用接地系统 D.1建筑内电气和电子系统的干扰源和耦合方 耦合方式和SPD按不同测试方法分类选用示 D.1.4损害和损失类型 雷击类型和损害损失类型见表D.2。 损害类型(D)中： D——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； 一电涌导致的电气和电子系统的失效。 损失类型(L)中： LI——生命损失； t 向公众服务的电力和通信设备的损失； 文化遗产损失； L4 经济损失。 雷击类型和损害、损失头 表D.2雷击类型和损害、损失类型（续） D.2由雷电闪击引起的风险 对由于雷电而可能导致损失的评估因子由下 因子组成，这些评估因子与所考虑的安装地点 有关： 地闪密度； 土壤电阻率； 装置的方式（埋地电缆，架空电缆，屏蔽或非屏蔽电缆）； 被保护额定冲击耐受电压。 完成这些评估将能确定是否需要保护措施，例如是否需安装SPD。 如果需要采用保护措施，将根据所获得的信息以及建设成本和维修费用来选择这些保护措施。更 多的信息和计算方法参见GB/T21714.2—2015 D.2.2雷电闪击风险分析 OX/T 10. 32019 OX/T 10. 32019 D.2.3.1风险标准 D.2. 3. 2评价程序 图D.2风险计算程序 对于电信线或信号线，考虑采用下列保护措施（也可组合使用）： 使用电涌保护器（SPD）； 安装埋地电缆来代替架空线； 屏蔽，即改善线路的屏蔽性能，选择屏蔽电缆替代非屏蔽电缆： 提高电缆耐受能力，例如：选择塑料绝缘导体电缆替代纸绝缘导体电缆，并同时使用SPD； 线路穴余设计， 使用上述保护措施降低下列设施的损失风险 电缆绝缘； 连接到电信线或信号线上的设备 如果不能改变电缆的型式和各线路段的布线条件，则使用SPD是唯一可用来保护设备方法 D.3由于电力线故障引起的风险 D.3. 1 交流电源系统 由于电力线路（供电电源和电力输送系统）敌障引起的信号网络过电压的风险与下列儿方面有关： 信号线至供电电源之间的距离； 土壤电阻率； 一输配电系统的电压级别和接地形式。 电力线的接地故障会导致不平衡的大电流流经电源线，并在与电力线相邻的平行走向的电信线或 信号线中感应过电压。过电压可能上升至数千伏，由于在电力线上采用的故障清除系统工况，过电压的 持续时间为200ms至1000ms（有时甚至会更长） 当表D.3中的条件都能满足时，不需要对交流架空电力线路中的故障情况进行精确的计算 表D.3交流架空电力线路 当表D.4的两个条件都满足时，不需要对交流埋地电缆产生的故障情况进行精确的计算 表D.4交流埋地电缴 OX/T 10. 32019 D.3.2直流电源系统 个条件都满足时，不需要对于直流架空电力线路 表D.5直流架空电力线路 当表D.6的两个条件都满足时，不需要对直流埋地电缆故障情况进行精确的计算 表D.6直流理地电缆 附录E （资料性附录） MSPD的选择和使用安装 MSPD可以限制设备承受的电涌电压并为不同服务线路提供等电位连接。MSPD用于配电线路和 用于信号线路均应符合QX/T10.1一2018的要求， 附录E （资料性附录） MSPD的选择和使用安装 MSPD可以限制设备承受的电涌电压并为不同服务线路提供等电位连接。MSPD用于配电线路 于信号线路均应符合QX/T10.1一2018的要求， 图E.1独立的SPD 如图E.1所示，设备群终端连接了多项服务线路，布线工作可能导致线缆产生电磁感应电涌、地电 位抬升和电源与通信之间的等电位连接不良。MSPD可以保护如设备群免受上述困扰 MSPD设计和构造的一个关键特性是将用于各种独立服务设施中的SPD进行等电位连接，以使各 种服务设施间的电位差最小化，见图E.2。 图E.2通过 PE线连接的 MSPD MSPD可采用如下方法验证其等电位连接状况：在单独服务设施之间和每个单独的服务设施与 EBB之间分别施加一次冲击，同时测量在MSPD被保护侧流过的电流，即横向和纵向保护的状况。 图E.3例示了通过直接等电位连接或电涌保护元件（SPC)实现接地基准点的有效等电位连接， SPC在正常情况下具有绝缘特性，但是当一个系统内或两个系统间有电涌出现时能提供一个有效的等 电位连接。这些SPC可以整合到SPD之中 寸SPC和PE端子连接的 附录F （资料性附录） SPD之间及SPD与电子设备之间的配合 付于用户，取闻便 配合的SPD。由于生产厂了解SPD的电路： 所以可以估计怎样才能实现配合或采用什么样的测试手段实现SPD的协调配合。如果用户了解SPD 电路也能估计怎样才能实现配合。由于在通常分析中包括多项配置，所以在此不进行具体估算。 下列各项对“黑盒子”SPD的分析是基于保守和非理想状态设计的线性假设。在此假设SPD的电 气参数无论是来自生产厂还是来自测试都是真实有效的。有些型号的SPD要求对共模和差模过电压 电压环境进行测试。在此有三个步骤： 确定SPD2的输人接线端子耐受电压和电流波形； 一确定SPD1的输出保护电压和电流波形； 一比较SPD1和SPD2的值。 保护的输出开路电压Up的测试流程见GB/T18802.21一2016的5.2.1.3。预期短路电流Ip的测 试流程见GB/T18802.21一2016中附录E。 如果UINITE和IINITE能从ITE生产厂或现行的ITE产品标准中得到，在SPD2和ITE之间就可能 实现配合。假设ITE可接受SPD2的保护水平Up2和其在额定条件下产生的电流Ip2。ITE的阻抗在保 护条件下可能有很大差异，所以应当考虑SPD2在开路和短路条件下的输出端负载的极端值。 在额定冲击值条件下对SPD2进行测试，在其输人端会产生电压和电流耐受性波形。对于每种测 试条件有两组波形；一组用于开路输出，另一组用于短路输出。配合的验证程序见图F.1。 SPD1的输出保护电压利 SPD1的用途是保护系统不致受电涌破坏，并且SPD1和SPD2要进行相同的试验，但试验电压更 高。当SPD1在额定冲击值下试验时，在SPD1的输出端会产生电压和电流保护波形。对于每个测试 条件有两组波形：一个对应于开路输出，另一个对应于短路输出。在较低电压试验等级下检查SPD1可 能是合理的，以确保在额定条件下产生的保护水平是否能够达到最大值。 为了确保两个配合的SPD在过电压条件下能良好配合，SPD输出保护水平在任何已知的和额定的 条件下均不超过SPD2的输人耐受水平（见图F.1） DB34／T 1974-2013 在役索道驱动轮轴超声波检测规程F.4比较SPD1和SPD2的值 下列条件都满足便可实现配合： U, Ip波形被I波形包围。 如果保护波形被包围于相应的耐受波形，则实现在时间上的配合。在此峰值和时间条件下便可实 现配合。但是，有些元件对变化率很敏感（例如，TSS有di/dt等级)并且有可能导致配合失效 F.5通过测试来验证配合的必要性 有下列任意一种情况都要求通过测试来验证SPD1和SPD2的配合： U,>Uin; I,>In; U，波形长于U波形； I，波形长于I波形。 如果SPD生产厂已给定配合条件，可通 过测试来验证配合（见图F.1）