2024年3月9日发(作者：亥高阳)

浪涌冲击实验

1.2/50μS和8/20μS波形

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 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 MC－50B 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。

2024年3月9日发(作者：亥高阳)

浪涌冲击实验

1.2/50μS和8/20μS波形

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 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 MC－50B 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。