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一级浪涌�；；； ；；；；；て魇欠褚欢ㄒ�10/350波形？？？？ ？深度剖析

宣布时间：2025-08-13 15:46:16人气：
IEC是国际电工委员会的简称，，，，，，，响应的是这个国际标准化组织制订的标准，，，，，，，主要是电工领域的国际标准。。。。。。。
IEEE 是电气和电子工程师协会的简称，，，，，，，制订的标准涉及太空、盘算机、电信、生物医学、电力及消耗性电子产品等领域。。。。。。。
本文以Dion Neri和Bruce Glushakow所著的白皮书为基础，，，，，，，该白皮书经IEEE审核后被确定为学术理论性文件。。。。。。。　　　
最先叙述之前，，，，，，，我们先关注一下这样一个事实：多年来，，，，，，，美国的浪涌�；；； ；；；；；て�(又称瞬态电压制制器TVSS)的测试计划都以ANSI/IEEEC62.41(美国国家标准委员会/电气电子工程师协会C62.41标准)为测试规范。。。。。。。而在现实应用中，，，，，，，凭证该标准举行设计、生产、测试的浪涌�；；； ；；；；；て髟谌蚴谐∩先〉昧擞乓斓挠τ眯Ч�。。。。。。　

一、历史回首：10/350作为一级测试波形的由来：　
在1995年以前，，，，，，，包括美国在内的大大都国家都接纳8/20波形测试浪涌�；；； ；；；；；て�，，，，，，，“国际电气规范”(IEC)也接纳相同的做法。。。。。。。但以后，，，，，，，在IEC61643标准文件中，，，，，，，却对装置在修建物进线处的浪涌�；；； ；；；；；て饕肓诵碌�“配电系统1级防护”测试计划。。。。。。。为了顺应IEC61643对攻击脉冲电流(Iimp)的要求，，，，，，，测试机构不得不将测试波形改为10/350。。。。。。。而这一转变的所谓“理论基础”是：10/350的波形更靠近于直接雷击的波形参数，，，，，，，因此，，，，，，，在对此类举行浪涌�；；； ；；；；；て�(IEC称SPD)的有用性测试时接纳10/350波形比8/20波形更合适。。。。。。。　
然而，，，，，，，在经由大宗可靠的跟踪视察之后，，，，，，，IEEE以为对测试计划做出类似的改动基础不具备充分的理由，，，，，，，因此仍然坚持接纳8/20波形。。。。。。。
但在现实中，，，，，，，IEC引入的“配电系统1级防护”测试新计划却在浪涌�；；； ；；；；；て魇谐∩显斐闪嗽勇遥涸谀承┡分奚痰墓奈柘�，，，，，，，“配电系统1级浪涌�；；； ；；；；；て�”在设计、生产上凭证10/350测试脉冲为参考，，，，，，，接纳真空管作为防护元件，，，，，，，并宣称该种�；；； ；；；；；て鞒晌�“主流”。。。。。。。
他们依据很简朴：“既然直接雷击的波形只能用10/350波形的脉冲举行模拟，，，，，，，以是，，，，，，，ANSI/IEEE所主张的8/20波形的测试规范就缺乏以起到防护直接雷击的作用。。。。。。。”　
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二、IEC选择10/350的手艺依据：　
凭证IEC的“新要求”，，，，，，，测试“防护直接雷击的浪涌�；；； ；；；；；て�”时应接纳10/350波形攻击脉冲，，，，，，，而测试“防护间接雷击的浪涌�；；； ；；；；；て�”时应接纳8/20波形。。。。。。。
100kA的10/350波形脉冲的放电强度是20kA的8/20波形脉冲的125倍。。。。。。。125×0.4＝50　　
若是使用压敏电阻MOV作为浪涌抑制元件，，，，，，，设计一个能防护100kA的10/350波形的攻击脉冲的�；；； ；；；；；て�，，，，，，，它所具备的放电能力必需相当于防护2500kA的8/20波形攻击脉冲的能力。。。。。。。　　
以上结论的盘算历程揭晓在IEC的规范文件中，，，，，，，并以此作为理论依据证实：“按10/350波形测试设计的�；；； ；；；；；て鞯姆阑つ芰Ρ劝�8/20波形测试的�；；； ；；；；；て饕�20倍以上。。。。。。。”　　
　
三、对10/350波形的接纳的争议：　
我们讨论这样的结论是否准确之前，，，，，，，先看看这样一些事实：　　
1．按8/20设计的浪涌�；；； ；；；；；て鞯南质涤τ米刺　�
多年来，，，，，，，在所有接纳ANSI/IEEE标准测试的低压浪涌�；；； ；；；；；て鞯氖谐∩�，，，，，，，至今没有，，，，，，，也没有须要设计出浪涌能力在2500kA的�；；； ；；；；；て鳌�。。。。。。其缘故原由在于：
(1)多年现实的应用告诉我们：纵然是在雷电征象zui卑劣的地方，，，，，，，浪涌能力在8/20波形400kA的�；；； ；；；；；て魉哂械姆阑に�，，，，，，，搪塞极端卑劣的直接雷击事务都已经绰绰有余。。。。。。。
(2)在天下规模内，，，，，，，接纳8/20测试波形的�；；； ；；；；；て髟诒；；； ；；；；；っ舾械缱幼氨该庠庵苯永谆鞯墓セ魇彼逑殖龅男阅芤恢焙苁俏裙炭煽俊�。。。。。。
2．IEC内部关于是否应该接纳10/350波形也保存争议
1995年，，，，，，，10/350测试波形首先泛起在IEC61312-1标准文件中。。。。。。。但在此前后，，，，，，，IEC内部对是否接纳10/350波形保存着差别的看法，，，，，，，这种阻挡意见随着人们对直击雷熟悉的提高，，，，，，，阻挡的声音也越来越高。。。。。。。
在1995年召开的TC81委员会聚会上，，，，，，，通过多方游说，，，，，，，18个选举国家中的14个对10/350测试波形议案投了赞成票，，，，，，，并通过议案。。。。。。。2000年，，，，，，，在对“IEC61312-3：2000”修改案举行投票时，，，，，，，19个选举国家中投赞成票的国家镌汰为13个。。。。。。。以后我们可以看出，，，，，，，到2000年，，，，，，，在IEC内部有近1/3的国家对10/350测试波形持阻挡态度。。。。。。。　

四、IEEE对直击雷的研究：　　
在IEC61312-1标准文件推出以后，，，，，，，IEEEC62.41.2-2002标准文件对“雷击(first-strokelightning)举行了评估，，，，，，，评估规模包括了IEC61312文件中划定的“半峰值时间”为350毫秒的攻击脉冲(10/350波形)，，，，，，，并得出以下结论：　　　
“IEC所谓‘高能量浪涌的防护要求’是建设在有限的数据剖析基础之上，，，，，，，其缘故原由在于：当我们把这样的‘要求’和凭证IEEEC62系列文件所设计的浪涌�；；； ；；；；；て鞯南质涤τ眯Ч嘟狭渴�，，，，，，，就发明这种‘要求’不可靠。。。。。。。”　
IEEE的这次评估审查了以下三方面的问题：
(1)10/350波形是谁首先提出的，，，，，，，依据是什么？？？？ ？　　
(2)在决议浪涌�；；； ；；；；；て鞯牟馐圆ㄐ问�，，，，，，，究竟应该以什么样的手艺数据为依据？？？？ ？
 (3)10/350波形和直接雷击的相似性究竟有几多？？？？ ？　　
1．什么叫10/350波形？？？？ ？　　　
10/350是体现攻击脉冲电流时间转变的数据。。。。。。。其中10(微秒)体现攻击脉冲抵达90%电流峰值的时间，，，，，，，而350体现从电流峰值到半峰值的时间(T2)。。。。。。。
事实上，，，，，，，不管成因是否为雷击，，，，，，，任何一个一连时间在350毫秒的岑岭值电流(Ipeak)关于任何一种以半导体元件为主的�；；； ；；；；；て鞫际侵旅摹�。。。。。。　
现在我们可以明确：　　
IEC61312-1标准文件的制订者们接纳了10/350波形这个事实。。。。。。。然而，，，，，，，通过该标准文件的IECTC81委员会聚会还在其标准文件中宣称“接纳10/350测试波形的理由就是：常见雷击的‘半峰值’时间就是350毫秒。。。。。。。”　　
2．确定10/350测试波形究竟应该以什么样的手艺数据为基础�。。。。。。�？？？ ？　
既然IEC确定10/350波形是凭证这样的理由，，，，，，，现在我们对这种理由的准确性做出剖析。。。。。。。　　　
(1)IEC61643-1号文件将IEC61312-1指定为雷电浪涌测试参数的*规范性文件。。。。。。。(请拜见IEC61643-1号文件143页的附录A)　　
(2)IEC61643-1号文件有关雷电电流的参数简直定依据仅仅只是依附于1975年和1980年揭晓在国际电气杂志上的两篇文章。。。。。。。　
现在，，，，，，，我们就对这两篇文章举行剖析。。。。。。。　
▲1975年文章　
在剖析K·Berger结论之前，，，，，，，我们先看看IEC61312-1文件的测试波形的选择依据：　　
IEC61312-1文件的主要依据是“阳性雷击(first positive stroke)”的参数。。。。。。。关于这种做法，，，，，，，TC81委员会在该文件的附录A中这样诠释到：“我们以为，，，，，，，在所有的闪电中，，，，，，，90%的闪电为阴性，，，，，，，10%为阳性。。。。。。。但由于阳性闪电的组成为：雷击＋长时雷击，，，，，，，以是阳性放电能量很大，，，，，，，因此，，，，，，，雷击的峰值参数应该以此作为依据。。。。。。。
就1级防护来说，，，，，，，只管阳性雷击的泛起机率低于10%，，，，，，，但其各项数据可以涵盖所有闪电中的99%，，，，，，，因此，，，，，，，雷电参数的峰值，，，，，，，如电流峰值参数Ipeak，，，，，，，闪电电荷参数Qf，，，，，，，短时雷击参数Qs，，，，，，，详细能量参数W/Q，，，，，，，都应该以此为依据。。。。。。。另外，，，，，，，大大都阴性闪电的峰值远远低于阳性直击雷，，，，，，，虽然有些阴性闪电的参数可以比阳性直击雷还要高，，，，，，，但比例在所有闪电中缺乏1%，，，，，，，因此可以忽略不计。。。。。。。
换句话说，，，，，，，IEC61312-1文件的制订者们以为：只要他们思量到了那些泛起虽然机率较低，，，，，，，但一连时间较长的“阳性雷击(first positive stroke)”，，，，，，，就可以确保“清静”。。。。。。。但关于这样的结论，，，，，，，连1975年文章的作者K·Berger自己都以为是片面的。。。。。。。　
1975年，，，，，，，从事雷电研究的瑞士电气工程师K·Berger在国际电气杂志上揭晓文章，，，，，，，以为直击雷的电流波形近似10/350波形。。。。。。。　　　
现在我们来剖析一下他得出该结论的要害因素：　
雷击收罗所在：位于瑞士Lugano湖边周围的San Salvatore山上的一所雷电监测站。。。。。。。　　
问题1：将高塔引雷造成的回手雷当成直击雷　
K·Berger文章中所提到的阳性云—地闪电的探测所在是位于有高塔的山顶上，，，，，，，这和位于山顶的没有高塔的其它修建的雷电情形差别。。。。。。。有高塔的山顶修建会引雷。。。。。。。事实上，，，，，，，在K·Berger探测到的所有闪电中，，，，，，，除一次破例，，，，，，，其余的闪电的组成都是先由高塔向上引雷，，，，，，，然后是向下的雷击。。。。。。。
而的IEC61312-1文件却以此为依据，，，，，，，将这种山顶高塔回手雷看成所谓“占自然雷击10%的阳性直击雷”。。。。。。。然而在现真相形中，，，，，，，高塔引雷所引发的回雷击事务在所有雷击事务中的比例还远不到1%。。。。。。。　
现在我们知道，，，，，，，IEC61312-1文件的制订者们以K·Berger的研究效果为依据，，，，，，，把阳性的回手雷(positive return strokes)看作是阳性直击雷，，，，，，，并得出结论：“阳性雷击”的电流峰值Ipeak比阴性的雷击要高得多。。。。。。。但这种熟悉却是值得嫌疑的，，，，，，，依据如下：　
20世纪末，，，，，，，“美国国家雷电探测网NLDN”对6万万次闪电举行了研究，，，，，，，效果显示：阳性或阴性的云—地岑岭值电流闪电(LPCCG)占其中的146万次，，，，，，，比例为2.46%。。。。。。。而关于所有Imax＞75kA的闪电，，，，，，，阴性云—地岑岭值电流闪电在数目上大大凌驾阳性云—地岑岭值电流闪电。。。。。。。由此可见，，，，，，，IEC有关阴性雷和阳性雷电流巨细的结论是站不住脚的　
问题2：对阳性回手闪电的波形和阴性闪电的波形的明确　　
IEC61312-1文件以为，，，，，，，阳性回手闪电的波形和阴性闪电的波形保存着很大的差别。。。。。。。然而，，，，，，，“美国国家雷电探测网NLDN”的研究却证实这两种波形在很洪流平上是类似的。。。。。。。　
▲1980年文章　
1980年，，，，，，，国际电气杂志揭晓的一篇文章以为，，，，，，，雷击事务的电流波形近似10/350波形。。。。。。。IEC再次接受了文章的看法。。。。。。。但在国际规模内，，，，，，，包括欧洲其它的机构，，，，，，，对此种看法并没有体现赞成。。。。。。。例如总部位　　　　于法国的着名非政府国际组织“大型配电系统国际理事会(CIGRE)”的专家们就对此持阻挡态度，，，，，，，其双语杂志《Electra》也拒绝刊登任何支持类似看法的学术文章。。。。。。。　　　　(CIGRE建设于1921年，，，，，，，其建设宗旨是增进各国电气工程师及专家之间的知识信息交流，，，，，，，并开展学术研究。。。。。。。)　　　
3．10/350波形和直接雷击的相似性究竟有几多：雷击一连时间研究　
说真话，，，，，，，雷击事务可能是自然界中zui难以琢磨的征象之一。。。。。。。其中的主要缘故原由是由于雷电征象研究自己难度很大，，，，，，，因此，，，，，，，在现阶段zui可靠的依据就是现实应用效果和大规模的视察研究的效果。。。。。。。现在，，，，，，，大宗的研究证实以下的事实是值得信托的：　
(1)2001年，，，，，，，“高压电气工程”的作者J·R·Lucas在其文章中提出，，，，，，，在盘算雷电浪涌时，，，，，，，回手雷历程中泛起的高电流是*较量特殊的情形。。。。。。。在这一历程中，，，，，，，电流的波形可以体现为：　　　　i＝I(e-alphaxt–e-betaxt)其中波前时间为0.5～10毫秒，，，，，，，波尾时间为30～200毫秒。。。。。。。　　　　但通常来说，，，，，，，雷击电流波形的波前时间应为6毫秒，，，，，，，波尾时间为25毫秒(即6/25)　　
  (2)韩国电力公司举行一项为期5年的研究。。。。。。。效果发明，，，，，，，在他们所监测到的雷击中，，，，，，，95%的半峰时间不到22毫秒，，，，，，，而平均峰值时间为10.82毫秒。。。。。。。
(3)1977年，，，，，，，在日本举行的一项研究中，，，，，，，发明平均半峰时间为40毫秒。。。。。。。　
(4)美国国家海洋&大气治理局(NOAA)经研究提出：“回手雷的峰值电流的转变规模在5～200kA，，，，，，，而半峰时间的转变规模在20～50毫秒。。。。。。。　
从以上研究中我们看出：除了回手雷这一破例(0.5～10/30～200)，，，，，，，大大都直击雷的较量靠近8/20波形。。。。。。。　
　　　
五、IEEE接纳的直击雷测试波形：
在对雷电浪涌情形，，，，，，，测试波形及测试程序举行了普遍深入的视察研究之后，，，，，，，IEEEzui终确定应用于浪涌�；；； ；；；；；て鞑馐缘牟ㄐ�，，，，，，，并在IEEEC62.41.2-2002标准文件中推荐接纳：　　　　(1)配电系统C，，，，，，，B类：1.2/50～8/20混淆波，，，，，，，前者用于电压测试，，，，，，，后者用于电流攻击测试。。。。。。。　　
(2)配电系统A类：100kHz环波(模拟低幅瞬态电压和电磁射频滋扰)　　
IEEE有关雷电浪涌防护的标准文件包括C62.45-2002，，，，，，，C62.41.1-2002及C62.41.2-2002，，，，，，，手艺质料总共292页。。。。。。。凭证IEEE标准设计生产的浪涌�；；； ；；；；；て髌毡橛τ迷谔煜律系缱幼氨竮ui敏感，，，，，，，数目zui麋集的地方，，，，，，，现实应用效果在天下规模恒久获得一定。。。。。。。
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