1 范圍
QX10 的本部分規(guī)定了在電子系統(tǒng)信號網(wǎng)絡(luò)中用于防雷電或其他瞬態(tài)過電壓直接或間
接影響的電涌保護器（SPD）的選擇和使用原則。
本部分適用于系統(tǒng)標稱電壓不超過1000V（r.m.s）或直流電壓不超過1500V 的電子系
統(tǒng)。
2 規(guī)范性引用文件
下列文件中的條款通過QX10 的本部分的引用而成為本部分的條款。凡是注日期的引用
文件，其隨后所有的修改單（不包括勘誤的內(nèi)容）或修正版均不適用于本部分，然而，鼓勵
根據(jù)本部分達成協(xié)議的各方研究是否可使用這些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文
件，其最新版本適用于本部分。
GB17626.5-1999 電磁兼容試驗和測量技術(shù)浪涌（沖擊）抗擾度試驗（idt IEC61000-4-5：
1995）
GB/T18802.21-2004 低壓電涌保護器第 21 部分：電信和信號網(wǎng)絡(luò)的電涌保護器（SPD）
性能要求和試驗方法（idt IEC61643-21：2000）
QX10.1-2002 電涌保護器第 1部分：性能要求和試驗方法
IEC 61643-22：2004 低壓電涌保護器第 22部分：電信和信號網(wǎng)絡(luò)的電涌保護器選擇
和使用原則
IEC 62305-1：2005 雷電防護第 1部分：通則
IEC 62305-2：2005雷電防護第 2部分：風險評估
IEC 62305-4：2005 雷電防護第 4部分：建筑物內(nèi)的電電氣系統(tǒng)和電子系統(tǒng)
ITU-T K.20：2003 電信交換設(shè)備耐過電壓和過電流的能力
ITU-T K.21：2003 用戶終端設(shè)備耐過電壓和過電流的能力
ITU-T K.31：1993 用戶大樓內(nèi)電信裝置的連接結(jié)構(gòu)和接地
3 術(shù)語和定義
本部分采用下列術(shù)語和定義。本部分未特別給出的通用性定義，見GB/T18802.21 和
QX10.1的術(shù)語和定義。
3.1
電子系統(tǒng)electronics system
由敏感電子組合部件（如信息技術(shù)設(shè)備、控制和儀表系統(tǒng)、無線電系統(tǒng)、電力電子裝置
等）構(gòu)成的一個系統(tǒng)。
3.2
雷電防護級別lightning protection level（LPL）
對雷擊造成的損失，用一組對應(yīng)的雷電流參數(shù)作定義的劃分。其中涉及到采用防雷措施
后將雷擊損失降低到可以接受的程度。
2
3.3
限壓元件voltage-limiting devices
并聯(lián)在受保護線路上的非線性元件，當電涌過電壓超過一定值時（UC1）其提供一個低
阻抗的通路泄放電流來限制過電壓。該電壓UC1值應(yīng)大于系統(tǒng)正常工作時的電壓峰值。在系
統(tǒng)最大持續(xù)工作電壓（UCS）時，該元件的泄漏電流不應(yīng)干擾系統(tǒng)的正常工作。詳細的資料
見附錄A（資料性附錄）。
3.4
限流元件current-limiting devices
為了限制過電流，限流元件必須阻斷或降低流向受保護負載的過電流。有三種可行的方
法：切斷，降低或分流。過電流保護所使用的技術(shù)大多數(shù)是熱觸發(fā)的，這導致其響應(yīng)速度較
慢。在過電流保護裝置動作以前，負載及SPD 必須能耐受電涌。詳細的資料見附錄B（資
料性附錄）。
3.5
無限流元件的SPD SPD without current limiting component
電子系統(tǒng)中，有一個或數(shù)個用于限制過電壓的元件，而無限流元件的SPD。
3.6
有限流元件的SPD SPD with current limiting component
電子系統(tǒng)中，既有限制過電壓的元件，又有限流元件的SPD。
3.7
非恢復限流non-resettable current limitng
有限流功能的SPD，它只具有限制電流一次的功能。限流元件多為熔絲，熱熔線圈等。
3.8
可恢復限流ressttable current liniting
有限流功能的SPD,它具有在騷擾電流消失后手動恢復原狀的功能。
3.9
自恢復限流self-resetting current limiting
有限流功能的SPD,它具有在騷擾電流消失后能自動恢復的功能。限流元件多為PTC熱
敏電阻、PTC陶瓷熱敏電阻或PTC高分子熱敏電阻。
3. 10
保護模式modes of protection
SPD 的保護元件可以連接在電子系統(tǒng)線路的信號線——信號線、信號線——地線、信
號線——屏蔽層之間及多種方式同時連接。這些連接方式稱為保護模式。一般將信號線——
信號線之間的保護稱為橫向（差模）保護，信號線——地線（或屏蔽層）之間的保護稱為縱
向（共模）保護。
3.11
設(shè)備耐沖擊過電壓額定值 rated impulse withstand voltage level
UW
由低壓電氣設(shè)備生產(chǎn)廠給出的設(shè)備或設(shè)備主要部件耐受沖擊過電壓的最大值。其值主要
與設(shè)備的絕緣水平有關(guān)。
3.12
插入損耗insertion loss
由于在傳輸系統(tǒng)中插入了一個SPD 所引起的損耗。它是在SPD 插入前后，出現(xiàn)的功率
之比。插入損耗的單位用dB（分貝）表示。
3.13
回波損耗return loss
在高頻工作條件下，入射波在SPD 插入點產(chǎn)生反射的能量與輸入能量之比，它是衡量
SPD 與受保護系統(tǒng)波阻抗匹配程度的一個參數(shù)。
AR是反射系數(shù)倒數(shù)的模量，單位為分貝（dB）。當阻抗能確定時，可用下列公式確定：
20·lgMOD[(Z1+Z2)/(Z1-Z2)]
式中：Z1：阻抗不連續(xù)點之前傳輸線的特性阻抗，即源阻抗。
3
Z2：不連續(xù)點之后的特性阻抗或從源和負載間的結(jié)合點所測到的負載阻抗。
3.14
SPD 的頻率范圍frequency range of SPD
fG
電子系統(tǒng)的 SPD 在接入線路后，會產(chǎn)生能量損耗，規(guī)定在3dB的插入損耗下，起始頻
率至截止頻率為該SPD 的頻率范圍。
注：對于數(shù)字傳輸系統(tǒng)中的應(yīng)用，用一個特定的數(shù)據(jù)傳輸速率VS代替工作頻率范圍。SPD 的可能數(shù)
據(jù)傳輸速率與系統(tǒng)所用的傳輸過程有關(guān)。該過程在具有低通特性的系統(tǒng)中決定了必要的截止頻率。在電信
工程中，VS=2 fG；在實際工程中可取VS=1.2 fG。
3.15
SPD 數(shù)據(jù)傳輸速率transmission rate of SPD
bps
電子系統(tǒng)的SPD 在接入網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)后不降低系統(tǒng)誤碼時的上限數(shù)據(jù)傳輸速率，用1s內(nèi)傳
輸比特值表示，即bps。
3.16
比特差錯率bit error ratio
BER
在一單位時間內(nèi)，信息傳輸系統(tǒng)中錯誤的傳輸比特數(shù)與總傳輸比特數(shù)之比。也稱“誤碼
率”。
3.17
縱向平衡longitudinal balance
3.17.1
縱向平衡（模擬音頻電路的）（analogue voice frequency circuits）longitudinal balance
由兩條（一對）導線構(gòu)成的線路對地的電氣對稱性。
3.17.2
縱向平衡（數(shù)據(jù)傳輸電路的）（data transmission） longitudinal balance
對于由兩條或兩條以上導線構(gòu)成的一個平衡電路對地（或等電位連接帶）的阻抗對稱性
的量度，此術(shù)語用于表示對共模干擾的靈敏度。
3.17.3
縱向平衡（通信和控制電纜的）（communication and control cables）longitudinal
balance
SPD 在試驗情況下，對地共模（縱向）干擾電壓Vs（r.m.s）和SPD 產(chǎn)生的差模（雙線
回路）電壓有效值Vm（r.m.s）之比值。用dB表示，公式為：
20×lg（Vs /Vm）
式中：Vs、Vm 是在同一頻率下測得的。
3.17.4
縱向平衡（電信線路的）（telecommunications）longitudinal balance
SPD 在試驗情況下，對地共模（縱向）干擾電壓Vs（r.m.s）和SPD 產(chǎn)生的差模（雙線
回路）電壓Vm（r.m.s）之比值，以dB表示。
3.18
近端串擾near-end crosstalk
NEXT
在受干擾信道中的串擾，其傳播方向與在干擾信道中的電流傳播方向相反。在受干擾信
道中產(chǎn)生的近端串擾，其端口通常在干擾信道的供能端接近或重合。
3.19
過載故障模式overstressed fault mode
模式 1：SPD 中限壓部件由于過載而斷開，SPD不再具備限壓功能，但線路仍能正常工
作。
模式 2：SPD 中限壓部件已被SPD 內(nèi)部的很小的阻抗所短路，此時線路不能正常工作。
信息設(shè)備因SPD 短路而不會遭受電涌沖擊。
模式 3：SPD 的限壓部分的網(wǎng)絡(luò)側(cè)出現(xiàn)內(nèi)部開路，此時線路不能正常工作。信息設(shè)備因
線路開路而不會遭受電涌沖擊。
4. 受保護的系統(tǒng)和設(shè)備
由于電子系統(tǒng)的多樣性，在使用SPD 對電子系統(tǒng)和設(shè)備進行保護時應(yīng)首先了解受保護
電子設(shè)備工作時所使用的傳輸介質(zhì)、信號類型，以下僅列舉部分常用的系統(tǒng)和設(shè)備的接口形
式及受保護電子設(shè)備的沖擊耐受性。
4.1 受保護的電子系統(tǒng)
4.1.1模擬信號系統(tǒng)：
電話交換網(wǎng)（PSTN）：用戶線上傳送的電信號是隨著用戶聲音大小的變化而變化的。這
個變化的電信號無論在時間上或是在幅度上都是連續(xù)的，其中振鈴電壓為110V，接口元件
為RJ11 連接器，使用的頻率為4kHz 以下。可以通過加裝數(shù)據(jù)終端控制設(shè)備調(diào)制解調(diào)器來
實現(xiàn)在電話線上傳遞數(shù)字信號，最高速率為56kbps。
模擬儀表控制系統(tǒng)：全模擬式儀表將傳感器信號進行調(diào)理放大后，經(jīng)過V/I電路轉(zhuǎn)換，
輸出4~20mA或0~5V的模擬信號，多采用ASP連接器。
4.1.2 數(shù)字信號系統(tǒng)
ISDN：綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)（Integrated Service Digital），現(xiàn)有窄帶ISDN 和寬帶ISDN。窄
帶ISDN 仍然是基于公共電話網(wǎng)，使用電話線路通過RJ11 連接器連接來傳輸數(shù)字信號，工
作電壓最高為40V，最高速率為2048kbps。寬帶ISDN 使用光纖傳輸，速率為150Kbps 到幾
Gbps?，F(xiàn)較多使用的為2B+D ISDN，其由兩個B信道和一個D 信道組成，B信道是用來傳
送數(shù)據(jù)和語音，D信道是用來傳送信令，兩個B信道可提供128Kbps 的傳輸速率。
xDSL：數(shù)字用戶線路（Digital Subscriber Line）的統(tǒng)稱。DSL技術(shù)使用傳統(tǒng)的電話交換
網(wǎng)的用戶環(huán)路上支持對稱和非對稱傳輸模式，以電話線為傳輸介質(zhì)。“x”代表不同種類的數(shù)
字用戶線路技術(shù)，不同的技術(shù)主要表現(xiàn)在信號的傳輸速率和距離，還有對稱和非對稱。ADSL
即異步數(shù)字用戶環(huán)路（Asynchronous Digital Subscriber Loop），一種非對稱數(shù)字用戶線。ADSL
最高獨占帶寬理論上達下行8Mbps，上行1Mbps。信號電壓小于6V，頻率為138 ～1 104KHz。
以太網(wǎng)（100 Base T）：廣泛使用的局域網(wǎng)系統(tǒng)，網(wǎng)絡(luò)采用絞線對按D 級（5 類）布線。
主要使用的有兩種布線類型：10 Base T 10M 以太網(wǎng)和100 Base TX 100M 以太網(wǎng)。10 BaseT
10M 以太網(wǎng)的結(jié)構(gòu)是電纜長度可達l00m的樹狀布局絞線對布線。終端設(shè)備通過IEEE 802.3
規(guī)定的傳輸方法通信,信號電壓小于5V，接口元件為RJ45連接器。高速100 Base TX l00M 以
太網(wǎng)是從10 Base T 10M 以太網(wǎng)發(fā)展而來的。這種系統(tǒng)有100 Mbps 的更高傳輸速率，拓撲
連接器和針腳分配仍和10 Base T 10M 以太網(wǎng)的相同。千兆以太網(wǎng)（1000 Base T）則有更快
的傳輸速率，要求采用雙絞線對按D級（5e）類布線。
令牌環(huán)網(wǎng)：令牌環(huán)網(wǎng)絡(luò)的布線，系統(tǒng)布局是環(huán)形連接的，按IEEE 802 . 5 規(guī)定的方法通
信。使用可控制的環(huán)分配器對不同的終端設(shè)備來進行網(wǎng)絡(luò)控制和信號放大。這種網(wǎng)絡(luò)允許用
長電纜連接最高數(shù)據(jù)傳輸速率為16Mbps，信號電壓小于5V,公母同體的插頭當連接器用，
也稱為IVS 連接器，它既當插頭又當插座用.
FF：現(xiàn)場基金會總線（Foundation Fieldbus），主要應(yīng)用于石油化工、連續(xù)工業(yè)過程控制
中的儀表。該系統(tǒng)可使用雙絞線、光纖和無線等介質(zhì)連接，糾錯方式CRC，通訊速率2.5Mbps。
Profibus：過程現(xiàn)場總線（Process Fieldbus），主要應(yīng)用于PLC。產(chǎn)品有三類：FMS用于
主站之間的通訊；DP用于制造行業(yè)從站之間的通訊；PA用于過程行業(yè)從站之間的通訊。該
產(chǎn)品現(xiàn)在在原有協(xié)議框架上進行局部的修改和補充，在控制系統(tǒng)內(nèi)增加了很多的轉(zhuǎn)換單元
（如各種耦合器）。該系統(tǒng)可使用雙絞線和光纖連接，糾錯方式CRC，通訊速率1.2Mbps。
HART：可尋址遠程傳感器數(shù)據(jù)通路（Highway Addressable Remote Tranducer），主要應(yīng)
用于智能變送器。HART為一過渡性標準，它通過在4~20mA電源信號線上疊加不同頻率的
正弦波（2200Hz表“0”，1200Hz 表“1”）來傳送數(shù)字信號，從而保證了數(shù)字系統(tǒng)和傳統(tǒng)模
擬系統(tǒng)的兼容性。該系統(tǒng)可使用電源信號線連接，糾錯方式CRC，通訊速率1.2Mbps。
CAN：控制局域網(wǎng)絡(luò)（Controller Area Network），應(yīng)用于汽車監(jiān)控、開關(guān)量控制、制造
5
業(yè)等。介質(zhì)訪問方式為非破壞性位仲裁方式，適用于實時性要求很高的小型網(wǎng)絡(luò)。該系統(tǒng)可
使用雙絞線和光纖連接，糾錯方式CRC，通訊速率1Mbps。
LonWorks：局部操作系統(tǒng)（LON Local Operating System），主要應(yīng)用于樓宇自動化、工
業(yè)自動化和電力行業(yè)等。LonTalk的全部7層協(xié)議，介質(zhì)訪問方式為P-P CSMA（預(yù)測P-堅
持載波監(jiān)聽多路復用），采用網(wǎng)絡(luò)邏輯地址尋址方式，優(yōu)先權(quán)機制保證了通訊的實時性，安
全機制采用證實方式，因此能構(gòu)建大型網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)可使用雙絞線、光纖、電力線、
電纜和無線連接，糾錯方式CRC，通訊速率1.25Mbps。
4.1.3 視頻系統(tǒng)
有線電視系統(tǒng)：現(xiàn)代有線電視網(wǎng)絡(luò)主要由前端、干線和分配系統(tǒng)三大部分組成。前端包
括衛(wèi)星和本地的廣播電視節(jié)目及自辦節(jié)目的接收、播控及用戶管理系統(tǒng)三個部分。小型城市
網(wǎng)或局域網(wǎng)，干線采用樹枝型結(jié)構(gòu)的同軸電纜布局；大型城市網(wǎng)則采用MMDS或環(huán)狀、星
型布局的光纜干線；分配系統(tǒng)采用同軸電纜分配入戶方式。分配網(wǎng)帶寬我國現(xiàn)在有
47~500MHz 和47~750MHz 兩種。
視頻監(jiān)控系統(tǒng)：全模擬式視頻監(jiān)控系統(tǒng)，屬即將淘汰系統(tǒng)。現(xiàn)代數(shù)字式監(jiān)控設(shè)備則是編
解碼器通過網(wǎng)絡(luò)來實現(xiàn)的虛擬矩陣切換。它采用MPEG-2 壓縮方式，提供DVD 畫質(zhì)（720×576
像素）的實時圖像，支持CVBS 或網(wǎng)絡(luò)播放，2Mbit/s 帶寬就可以順利傳輸，網(wǎng)絡(luò)傳輸實時
誤差小于0.2s，需大容量硬盤支持。
附錄 F（資料性附錄）提供了這三類系統(tǒng)和其傳輸特性的資料。在選擇連接至這些系統(tǒng)
的SPD 時必須對這些傳輸特性進行考慮。
4.2 受保護電子設(shè)備的耐受特征
4.2.1 電信網(wǎng)絡(luò)設(shè)備耐沖擊過電壓額定值
表 1 電信網(wǎng)絡(luò)設(shè)備耐沖擊過電壓額定值
設(shè)備名稱
沖擊電壓額定
值
試驗波形說明
信息網(wǎng)絡(luò)中
心室外信號
線端口
0.5kV 10/700μs
4.0 kV 10/700μs
僅適用于與長度大于500m 的非屏
蔽雙絞線相連的端口，在本試驗中
ITU-T.K20 建議的一級防護措施可
用于此端口。
1.0 kV 10/700μs 僅適用于與長度大于500m 的非屏
蔽雙絞線相連的端口
信息網(wǎng)絡(luò)中
心室內(nèi)信號
線端口
0.5 kV 1.2/50μs(8/20μs)
僅適用于與大于10m 的電纜相連
時，沖擊發(fā)生器的總輸出阻抗應(yīng)為
42Ω。
非信息網(wǎng)絡(luò)
中心室外信
號線端口
4.0 kV 10/700μs
僅適用于與長度大于500m 的非屏
蔽雙絞線相連的端口，在本試驗中
ITU-T.K20 建議的一級防護措施可
用于此端口。
1.0 kV 10/700μs 僅適用于與長度大于500m 的非屏
蔽雙絞線相連的端口
非信息網(wǎng)絡(luò)
中心室內(nèi)信
號線端口
0.5 kV 1..2/50μs(8/20μs)
僅適用于與大于10m 的電纜相連
時，沖擊發(fā)生器的總輸出阻抗應(yīng)為
42Ω。
注：非信息網(wǎng)絡(luò)中心的地點指設(shè)備不在信息網(wǎng)絡(luò)中心內(nèi)運行，如無保護措施的本地遠端局（站）、商業(yè)區(qū)、
辦公室內(nèi)，用戶室內(nèi)和街道等。
6
4.2.2 測量、控制和實驗室內(nèi)I/0信號/控制端口抗擾度試驗的最低要求
表 2 抗擾度試驗的最低要求
端口試驗項目 試驗值說明
I/0 信號/控制沖擊試驗 1.0 kV 適用于線— 地或長距離線的情況
直接與電源相連的
I/0 信號/控制
沖擊試驗
0.5kV 適用于線— 線。
1.0 kV 適用于線— 地。
4.2.3常用電子設(shè)備工作電壓與SPD額定工作電壓的對應(yīng)關(guān)系
表 3 常用電子系統(tǒng)工作電壓與SPD額定工作電壓的對應(yīng)關(guān)系參考值
序號通信線類型額定工作電壓（V） SPD 額定工作電壓（V）
1 DDN/X.25/幀中繼＜6 或40~60 18 或80
2 xDSL ＜6 18
3 2M數(shù)字中繼＜5 6.5
4 ISDN 40 80
5 模擬電話線＜110 180
6 100M以太網(wǎng)＜5 6.5
7 同軸以太網(wǎng)＜5 6.5
8 RS232 ＜12 18
9 RS422/485 ＜5 6
10 視頻線＜6 6.5
11 現(xiàn)場控制＜24 29
5 電涌保護器的主要技術(shù)參數(shù)
5.1 SPD 的分類
電子系統(tǒng)中連接至電信和信號網(wǎng)絡(luò)的SPD 的分類見QX10.1 中5.1.2 條，SPD 的結(jié)構(gòu)見
QX10.1中圖5。本部分主要選用了按有無限流元件和按不同防雷區(qū)（LPZ）的使用分類兩種
分類內(nèi)容。
5.1.1按有無限流元件分類
第一類SPD 內(nèi)至少有一個限壓元件，但沒有限流元件。
第二類SPD 內(nèi)裝有限壓元件和限流元件。
5.1.2按不同防雷區(qū)（LPZ）的使用分類
A（很慢的上升速率及AC）、B（低的上升速率）、C（快的上升速率）和D（高能量型）
型。詳細內(nèi)容見QX10.1 中的表15。
5.2 SPD 選擇和使用時的基本參數(shù)
5.2.1 使用條件
5.2.1.1正常使用條件
溫度范圍：-5℃至40℃
濕度范圍：相對濕度10%至80%

氣壓范圍：80kPa 至106kPa
正常環(huán)境是位于建筑物或其他構(gòu)筑物中的受控制的環(huán)境。該環(huán)境受外界（自然）影響很
小。
5.2.1.2 非正常使用條件
對置于異常條件下的SPD，在設(shè)計和使用中可能需作特殊考慮。
溫度范圍：-40℃至70℃
濕度范圍：相對濕度5%至96%
氣壓范圍：80kPa 至106kPa
5.2.2 最大持續(xù)運行電壓Uc
可連續(xù)施加在SPD 端子上，且不致引起SPD 傳輸特性降低的最大電壓（d.c或a.c r.m.s
值）。
5.2.3 電壓保護水平Up
表征SPD 限制其兩端電壓的特性參數(shù)。
5.2.4 沖擊復位時間
SPD（限壓元件中有電壓開關(guān)元件時）在型式試驗中施加了規(guī)定的沖擊電壓和電流后，
開關(guān)型限壓元件從施加沖擊開始至其返回高阻抗狀態(tài)的一段時間。一般要求的沖擊復位時間
應(yīng)在30ms內(nèi)。
5.2.5 持續(xù)工作電流IC
SPD 指定的端子之間施加最大持續(xù)工作電壓Uc時呈現(xiàn)的電流。一般由箝位型限壓元件
的固有特性造成，正常時應(yīng)為微安級，元件劣化后該值可能增大，過大的持續(xù)工作電流可能
影響受保護系統(tǒng)的正常工作。
5.2.6 額定負載電流IL
流經(jīng)連接至電信和信號網(wǎng)絡(luò)的有限流元件SPD 的輸入端提供給負載允許的最大持續(xù)交
流電流（r.m.s）或直流電流。
5.3 SPD 可能影響網(wǎng)絡(luò)傳輸性能的參數(shù)
— 電容；
生產(chǎn)廠應(yīng)說明指定端子之間的電容值。
— 串聯(lián)電阻；
生產(chǎn)廠應(yīng)說明輸入端與輸出端之間串聯(lián)電阻的阻值及允許誤差。
— 插入損耗（AE）；
插入損耗定義見本部分3.12 條定義
— 回波損耗（AR）；
回波損耗定義見本部分3.13 條定義
— 縱向平衡；
縱向平衡定義見本部分3.17 條定義
— 近端串擾（NEXT）。
近端串擾定義見本部分3.18 條定義
6 風險評估、雷擊類型及損害和損失類型
6.1 風險評估
電子系統(tǒng)和電子設(shè)備是否需要安裝SPD 防雷擊電磁脈沖（LEMP），應(yīng)在完成直接、間
接損失評估和建設(shè)、維護投資預(yù)測后認真綜合考慮，做到安全、適用、經(jīng)濟。
6.1.1 風險分析
風險分析應(yīng)考慮到以下電磁現(xiàn)象：
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— 電力線纜感應(yīng)；
— 雷擊放電；
— 地電位升高；
— 電力線接觸。
6.1.2 風險鑒別
風險鑒別應(yīng)考慮以下經(jīng)濟因素：
— 費用；
當采用防雷措施（含防直擊雷的外部防雷及內(nèi)部防雷的屏蔽、等電位連接、綜合布
線和安裝SPD）后仍可能發(fā)生的雷擊損害和損失價值CRL與采用防雷措施的成本（含建
設(shè)和維護投資）CPM之和低于沒有采取防雷措施可能出現(xiàn)的損失額CL時，采用綜合防
雷措施是有益的，
即：CRL+CPM＜CL
此時應(yīng)采用含SPD 安裝在內(nèi)的外部防雷和內(nèi)部防雷。關(guān)于風險評估的進一步信息
參見IEC62305-2；
— 預(yù)期的使用；
— 設(shè)備中已有的防護措施；
— 對服務(wù)連續(xù)性的要求；
— 設(shè)備維修的難易程度（設(shè)備安裝在難以到達的位置，例如高山）。
6.2 耦合機理和雷擊類型
對電子系統(tǒng)造成威脅的主要的瞬態(tài)（沖擊）源來自雷電和電力系統(tǒng)。耦合方式包括：
——直接雷擊；
——與電力線的直接接觸；
——前兩種瞬態(tài)源的電容、電感和輻射耦合；
——前兩種瞬態(tài)源導致的地電位抬升。
圖 1 描述了雷擊類型S1~S4及雷電和交流電源的能量耦合進入建筑物的途徑（1）~（5）。
應(yīng)注意由直擊雷導致的對SPD 的更高要求（參見表4），雖然建筑物遭受直擊雷的概率是最
低的。為了簡化起見，在圖1 中假設(shè)直擊雷通過單根引下線傳導入地。但實際中，一個防雷
裝置（LPS）會有多根引下線，雷電流將在這些引下線間分配。這種電流分配的結(jié)果是由磁
場感應(yīng)耦合出的電涌電壓值將隨之減小。
在圖1 中例舉的是一個有LPS（包括接閃器，等電位連接網(wǎng)和接地系統(tǒng)），進線設(shè)施（可
能是電話線或其他電信連接h）和電源線或電源端口g）以及所安裝的設(shè)備的典型建筑物。
在這種推薦配置中可以看出，所有進入建筑物的線纜，均在建筑物入口處被連接至總等電位
連接帶（d1），d1 與接閃器的引下線相連，并接至防雷接地系統(tǒng)（e2）。該圖同時說明了位
于或靠近設(shè)備處的局部等電位連接帶（d2），所有進入該區(qū)域的線纜都通過該點（可以通過
SPD 連接或直接連接）達到等電位，d2 與d1直接相連。
表 4 所示為瞬態(tài)沖擊源和耦合機理之間的關(guān)系（例如直擊雷的電阻性耦合）。其中電壓
和電流波形及測試類別選自QX10.1的表15。
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說明
（d1） 總等電位連接帶
（d2） 局部等電位連接帶
（e1） 設(shè)備接地
（e2） 防雷接地
（e3） 屏蔽電纜接地
（f） 信息技術(shù)設(shè)備/電信端口
（9） 電源線或電源端口
（h） 信息線路/電信通信線路或網(wǎng)絡(luò)
（p） 接地導體
（S1） 建筑物上的直接雷擊
（S2） 建筑物附近的雷擊
（S3） 信息線路/電信線路上的直接雷擊
（S4） 信息線路/電信線路附近的雷擊
（1）~（5） 耦合機理，見表4
注：e1、e2和e3應(yīng)采用共用接地系統(tǒng)。
圖 1 耦合機理
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表 4 耦合機理
瞬態(tài)源
對建筑物的直接
雷擊
（S1）
對建筑物附近
的雷擊
（S2）
對連接線路的
雷擊
（S3）
對連接線路
附近的雷擊
（S4）b
交流的
影響
耦合
電阻性
（1）
感應(yīng)
（2）
感應(yīng) a
（2）
電阻性
（1，5）
感應(yīng)
（3）
電阻性
（4）
電壓波形
（μs）
— 1.2/50 1.2/50 — 10/700 50/60Hz
電流波形
（μs）
10/350 8/20 8/20 10/350d，10/250 5/300 —
優(yōu)選的測
試類別C D1 C2 C2 D1，D2 B2 A2
注：（1）~（5）見圖1，耦合機理
a 也適用于鄰近的供電網(wǎng)絡(luò)開關(guān)所造成的電容/阻性耦合。
b 由于距離增加可以顯著減小場強，對于遠距離雷電流的耦合效果可忽略。
c 在QX10.1 表15中稱按不同防雷區(qū)（LPZ）的使用分類。
d用來模擬直擊雷測試脈沖的波形在IEC/TC81中用峰值電流和總電荷量兩個參數(shù)表述。可以滿足這些參數(shù)
的一個典型波形是雙指數(shù)脈沖，在本例中使用10/350μs波形。
6.3 損害和損失類型
表 5：雷擊類型和損害、損失類型
建筑物 通信線路
由雷擊點的位置分
類
損害類型損失類型損害類型損失類型
S1
D1
D2
D3
L1，L4**
L1，L2，L3，L4
L1，L2，L4
D2，D3
D2，D3
L2
L4
S2 D3 L1*，L2，L4
S3
D1
D2
D3
L1
L1，L2，L3，L4
L1*，L2，L4
D2，D3
D2，D3
L2
L4
S4 D3 L1*，L2，L4 D2，D3 L2 L4
損害類型：（D）
D1：接觸和跨步電壓導致的人員傷亡；
D2：建筑物或其他物體損害；
D3：電涌導致的電氣和電子系統(tǒng)的失效。
損失類型：（L）
L1：生命損失；
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L2：向公眾服務(wù)的電力和通信設(shè)備的損失；
L3：文化遺產(chǎn)損失；
L4：經(jīng)濟損失。
*為醫(yī)院和有爆炸風險的建筑物的情況；
**為農(nóng)業(yè)財產(chǎn)情況（牲畜損失）。
7 SPD 的選擇
7.1 總則
在電子系統(tǒng)中選擇SPD 時，首先應(yīng)分析電子系統(tǒng)可能產(chǎn)生過電壓和過電流來源以及能
量，及這些沖擊源耦合進信號網(wǎng)絡(luò)的過程。如圖1 所示。
7.2 防雷區(qū)
在電子系統(tǒng)中，SPD 應(yīng)安裝在圖2 所示的防雷區(qū)交界處。其中SPD1安裝在LPZ0/1 區(qū)
交界處（j），SPD2 安裝在LPZ1/2 區(qū)交界處（k），SPD3 安裝在LPZ 2/3 區(qū)交界處（i），見
圖3。關(guān)于LPZ（防雷區(qū)）的定義見GB/T 19271.1。是否需要安裝多級SPD，應(yīng)根據(jù)SPD1
的Up能否滿足受保護電子設(shè)備的沖擊耐受性和電子設(shè)備的通信線纜布置情況而定。
說明：
（d） 在防雷區(qū)（LPZ0/1）交界處的等電位連接帶（EBB）
（f） 信息技術(shù)設(shè)備/電信端口
（9） 電源線/電源端口
（h） 信息線路/電信通信線路/網(wǎng)絡(luò)
IPC 局部雷電流
IB 全部雷電流
（j,k,i） 各防雷區(qū)的交界處的信號網(wǎng)絡(luò)SPD
（m,n,o） 各防雷區(qū)的交界處的低壓電氣系統(tǒng)SPD
（p） 接地導體
LPZ 0A~3 防雷區(qū)0A~3
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圖 2 SPD安裝在防雷區(qū)交界處的配置示例
圖 3 安裝在各防雷區(qū)交界處的SPD示例
7.3 SPD1 的選擇
通常SPD 應(yīng)安裝在各防雷區(qū)交界處，但由于工藝要求或其他原因，受保護設(shè)備的安裝
位置不會正好設(shè)在界面處而是設(shè)在其附近，在這種情況下，當線路能承受所發(fā)生的電涌電壓
時，SPD 可安裝在受保護設(shè)備處，而線路的金屬保護層或屏蔽層宜首先于防雷區(qū)界面處做
一次等電位連接。
7.3.1 雷擊類型為S1型時的選擇
當雷電可能直擊到建筑物上，在按GB50057 劃分的第一類防雷建筑物、第二類防雷建
筑物和第三類防雷建筑物（含需防雷擊電磁脈沖而該建筑物不屬于第一、二、三類防雷建筑
物且不處于其他建筑物或物體的保護范圍內(nèi)而宜按第三類防雷建筑物采取防直擊雷措施的
建筑物）安裝外部防雷裝置（接閃器、引下線和接地裝置）時，其雷擊類型為圖1 中所示的
S1型。
7.3.1.1雷擊類型為S1型時對SPD1保護特性的選擇
雷擊類型為S1時，應(yīng)在電子設(shè)備信號線的建筑物入口處選擇表4 中D1 類的SPD，其
主要技術(shù)參數(shù)應(yīng)符合以下要求：
Iimp：電子系統(tǒng)信號線與地或信號線與屏蔽層間所連接的SPD 的沖擊電流值（Iimp）應(yīng)選
擇在0.5~2.5kA（10/350μs）之間。具體值可按GB50057 中第6.3.4 條“進入建筑物的各種
設(shè)施之間雷電流分配”方法，再根據(jù)信號線纜中芯線的數(shù)量決定。
UC：SPD 的最大持續(xù)運行電壓應(yīng)高于系統(tǒng)運行時信號線纜上的最高工作電壓，一般可
取UC≥1.2Un，或參見表3中的具體規(guī)定。
UP：在用于保護電子系統(tǒng)時SPD1 的電壓保護水平UP不應(yīng)大于電子設(shè)備耐沖擊過電壓
額定值（參見表1）的0.8 倍，當使用一組SPD1達不到要求時，應(yīng)采用配合協(xié)調(diào)的SPD2，
以確保達到要求的電壓保護水平。
7.3.1.2雷擊類型為S1型時對SPD1傳輸特性的選擇
應(yīng)能滿足本部分附錄D（資料性附錄）中的要求。
7.3.2雷擊類型為S2型時的選擇
當雷電可能擊到鄰近建筑物時，如裝有電子系統(tǒng)的建筑物本身無外部防雷裝置，但與之
有電氣聯(lián)系的鄰近建筑物有外部防雷裝置時，其雷擊類型為圖1中的S2型。
7.3.2.1雷擊類型為S2型時對SPD1保護特性的選擇
雷擊類型為S2時，應(yīng)在電子設(shè)備信號線的建筑物入口處選擇表4中C2 類的SPD，其主
要技術(shù)參數(shù)應(yīng)符合以下要求：
Uoc/Isc：電子系統(tǒng)信號線與地或者信號線與屏蔽層間所連接的SPD 的開路電壓（Uoc）
值應(yīng)選擇在2~10kV（1.2/50μs）之間，相應(yīng)的短路電流（ISC）值應(yīng)在1~5kA（8/20μs）之間。