信号网络浪涌保护器spd技术要求和测试方法.pdf

yd 中华人 民共和国通信行业标准 y d fr 1 5 4 2 一 2 0 0 6 信号网络浪涌保护器 ( 5 尸 0 技术要求和测试方法 tec h n ic a l r e q u irem e n t s a n d tes t i n gm e t h o d s f o r s u rg ep rot e c t ive d e v ic e s o f s ig n a ii n gn e t w o 水 5 2 0 0 6 一 1 2 一 1 1 发布 2 0 0 7 一 0 1 一 0 1 实施 中华人 民共 和国信 息产业部发布 ydfl- 1 5 4 2 一 2 0 0 6 目次 前言 ， ， ， 。 ， ， ， ， ， ， n 1 范围 ， ， ， ， ， ， ， ， ， 1 2 规范 性引用文件 ， ， ， 1 3 术语和定义 1 4 产品分类 4 ， ， ， ， ， ， ， ， ， ， ， ， ， ， ， ， ， ， ， ， ， ， ， ， ， ， ， 一 2 5 技术要求 ， ， 2 5 ， 1 工作环境条件 ， ， ， ， 2 5 . 2 优选值 ， ， ， ， ， 。 ， 2 5 ， 3 外观要求 ， 。 。 。 ， ， ， ， ， 。 ， ， ， ， ， ， 。 。 ， ， ， ， ， ， ， ， ， .2 5 4 电 气特性要求 ， ， ， ， ， ， 2 5 万 传输特性要求 ， ， 3 5. 6 安全要求 。 。 3 6 试验方法 ， ， ， ， ， ， ， ， ， ， ， ， 一 译 6 . 1 试验条件 ， 6 2 外观检查 ， 6. 3 电气特性试验 。 ， ， ， 6 月 传输特性试验 ， ， ， ， ， ， ， ， ， ， ， ， ， 4 5 6 j 安全要求试验 ， ， ， ， 9 6 石环境试验 ， ， 10 7 检验规则 ， ， ， ， “ ， ， ， ro 7 . 1 交收检验4 4 4 10 7 .2 型式检验( 例行检验) ， ro 8 标志、 包装、 运输、 贮存 ， 。 ， ， 11 8 . 1 标志 ， ， ， ， ， 。 】 - ， ， ， ， ， ， ， ， 4 ， 11 8 . 2 包装 ， ， ， ， ， ， ， ， h 8 3 运输 ， ， ， 12 8 . 4 贮存 - ， ， ， 12 ydfl- 1 5 4 2一 2 0 0 6 月 ij吕 本标准 非等效采用了正 c 61643 一 21: 2000 电 信和 信号网 络的浪涌保护器 性能要求和试验方法 和 rr u 一k 引 1998 电信中 心内 部接口 对浪涌电压的耐受性要求 ，由 于国外标准大部分内 容没有具体 技术要求和 规定测试方法， 本标准结合信号网络浪涌保护器在我国通信局 ( 站) 的实际 应用情况， 并增 加了一些必须的防雷性能等技术要求和测试方法。 本标准在制定过程中还参考了以下标准: 1 .g a 1 73一 2 0 0 2 计算机信息系统防雷保安器 2 .y l fll 082 一 2 仪 旧 接人网 设备过电 压过电流防护及基本环境适应性技术条件 本标准由中国通信标准化协会提出 并归口。 本标准起草单位: 广 东省电信有限公司研究院 广东天乐通信设备有限公司 中达电通股份有限 公司 本标准主要起草人:刘裕城陈健儿陈少川田继清曾瑞杨建华张锦肠关强华 ydfr 1 5 4 2一 2 0 0 6 信号网络浪涌保护器 ( 5 尸 0) 技术要求和测试方法 范围 本标准规定了 信号网 络浪涌保护器 ( 包括线路接口 避雷器、 天馈线避雷器等) 的定义、 分类、 技术 要求、 测试方法和检验规则。 本标准 适用于对受到雷电或其他瞬态过电 压过电流影响的信号通信接口 进行防护的浪涌保护器 ( 以 下称为s pd es 一s u rg e p r o tecti ved e vi ce， 如无特别 说明， 本标准中 s pd 即 指信号网 络浪涌保护器) ， 也适 用于信号网 络浪涌保护器的质量检验与评定。 安装在设备中的信号网络浪涌保护器可参照执行。 2 规范性引用文件 下列文件中的条款通过本标准的 引用而成为本标准的 条款。凡是注日 期的 引用文件， 其随后所有的 修改单 ( 不包括勘误的内 容) 或修订版均不适用于本标准， 然而， 鼓励根据本标准达成协议的 各方 研究 是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日 期的引 用文件， 其最新版本适用于 本标准。 g b fr2423. 1电工电 子产品 境试验 第2 部分: 试验方法 试验a : 低温 g b fr24232电工电 子产品 境试验 第2 部分: 试验方法 试验b : 高温 g b fr24233电工电 子产品 基本环 境试验规程 试验c a : 恒定湿热试验方法 g b fr4943信息技术设备的安全 g b 厅5169， 11电工电子产品着火危险 试验方法 成品的 灼热丝试验和导则 gbfr761 卜2 001数字网系列比 特率电 接口特性 g b fr4 9 4 2 2 一 1 9 9 3低压电器外壳防护等级 g b rr17 626 . 5 一 19 99电 磁兼容 试验和测量技术浪涌 ( 冲 击) 抗扰度试验 y d 厅1 098 一 2001路由 器测试规范一-低端路由器 3 术语和定义 下列术语和定义适用于本标准。 3 . 1 浪 涌 保 护 器( s p d ) s u r g e p ro t e ct iv e d e v i c e 用于限制瞬态过电压和分流浪涌电流的装置， 它至少应包含一个非线性电 压限 制元件，也称电涌 保 护器。 3.2 最大持续运行电压u 。 m a x i m u mc o n t l n u o u s o p e ra t in g volt a g e 可连续施加在s pd端子上， 且不至引起spd 传输性能降 低的最大电 压 ( 直流或均方根值) 。 3 一 3 电 压 保 护 等 级 u gvolt a g e p ro t e ct io n . e v e l 表征一个s p d 限制其两端电压的特性参数， 用a 、 b 、 c 、 d 符号或电 压数值表示。 yd fi 1 5 4 2 一 2 0 0 6 3 .4 冲击耐受能力1 。i m p u ls e d u r a b i li ty 表征s p d 容许通过规定的 波形和峰值的冲击电流， 并耐受规定次 数的特性。 4 产品分类 按传输线类型划分， s pd 可 分为同轴型和平 衡线型两种。 对于一些以 公共地作回 路的 产品， 可视为同 轴型， 公共地相当 于外导体。 5 技术要求 5 . 1 工作环境条件 在如下规定的 环境条件下， 信号s pd应正常工作。 温度范围:一 40一+ 70。 湿度范围:蕊 95%。 大气压力: 70一 1 06kpao 5 .2 优选值 5 21 冲击电 流优选值 电流 波 ( slzo p s ) : 5 0a、l ooa 、 3 以 a 、 s ooa 、i ka 、 z ka、3 ka 、 s ka 、10 ka 、15 ka 、 加ka。 5 念2 标称工作电压优选值 v) 3、5 、9 、1 5、24 、3 6 、4 8 0 5 么3 传翰速率优选值 bi 比 ) 创k b i 比、z mb l 陇 、s mbi比 、1 0 mb i比 、3 4 mb i 此、i o o mb i 比、1 3 9 mb j 此 、巧s mhi比。 5 . 3 外观要求 a) 信号网 络s p d 金属零部件表面应光洁、 不应有表面缺陷， 镀层外观必须光 滑细致， 没有斑点、 凸 起和未镀上的地方。 b ) 塑料零部件表面 应平整，有 光泽， 无裂纹、 肿胀、 疏松、气 泡等缺陷。 端子、 螺帽、 插头、插孔 应 良好。 c ) 标志应完整清晰， 耐久可靠， 内容齐全， 且铭牌不应出现移动和任何翘曲 现象。 5. 4 电 气特性要求 5 泌， 1 最大持续运行电压 最大持续运行电 压uc由 产品说明书规定， 在此电压和升高 20% 后再返回 此电 压时， 产品的对地漏电 流 2 2 m h z 时) ; b) 簇l j db ( 频 率 2. 2 m h z 时) 。 5 .5 ，3 驻波比 在 规定的传输频率范围内， 驻波比 应不大于1 20 5 石. 4 近端串扰 信号spd 的回线间串音防 卫度 ( 近端) 应不小于6 1 d b ，单回线产品不适用此要 求。 5 石. 5 误码率 误 码 率 应 蕊 1 、 10- 9 0 5 石 石 数据脉冲波形变化 脉冲宽度中 点处正负脉冲幅度比) 0. 95。 5 石 安全要求 5 瓜1 电 气间隙和 爬电距离 电气间隙和爬电 距离应符合表3 的 要求，间隙的瞬 态电 压应根据g b4 9 43中 规定的瞬态电 压电 平的测 量方法测量， 或根据此方法和s p d 特性进行判定。 表3 电气间隙和爬电距离 检 查 部 位屠 接 线 端 子 以 及 接 线 端 子 与 固 定 spd 的 金 属 螺 钉 、 夕 院、 机 箱 、 面 盖 或 其 他 金 属 工 件 之 间 s p d 的u c( v) 毛 7 1蕊 1 4 0 21 0蕊 2 8 0 电气间隙和爬电 距离 ( m m) 瞬态电压蕊8 以 ) v 爵。 4 。 石) 以 6爵 1 1 瞬态电压巧oov 。 .7 ) a7) 。 . 7 l t l yd /i- 1 5 4 2 一 2 0 0 6 5 石 2 外壳防 护等级 spd 的 外壳防护等级( ip 代码) 应满足g b 汀4 942 之 一 1 9 93中 规定的护 z l x 的 要求， 能防止直径l2 5 inln 的固体异物进人壳内 和防 止手指或长度不大于 80inln 的类似物体触及壳内带电部分或运动部件。 5 石 .3 保护接地要求 保护接地应满足以 下要求: a ) s p d 在按正常使用条件安 装和连接时， 其非带电的易触及的金属部件 ( 用于固定 基座、 罩盖、 铆 钉、 铭牌等以及与带电 部件绝缘的小螺钉除外) 应连接成一个整 体后与保护接地端子可靠 连接。 b ) 保护接地端子螺钉的尺寸应不小于 m3 。 。 ) 保 护 接 地 线的 截面 积 应 不 小 于 a 75 n l ln z 。 d)保 护 接 地 应 采 用 符 合 国 标 的 标 记 加 以 识 别 ， 如 字 母 标 砂e 和 图 形 符 号 曾等 。 5 .6 . 4 若火危险 性 s p d 的外壳 绝缘部件应是不易燃的， 或是能自 熄灭的。 6 试验方法 6 . 1 试验条件 6.1 .1 气候条件 除 非另有 规定， 试验、测量和恢复 应在标准大气条件下进行。 温度范围:15一 35。 湿度范围: 45%一 75% 。 大气压力: 86一 1 06kpao 6 ，1 . 2 波形允许误差 本标准所涉及的冲 击波形参数应遵照gb fr1 7 6 26 5 一 19 9 90 i kv恤5 为样品开路时电 压波形， 样品限 制电 压的 加% 一 1 00% 区间的斜率为i k v l 卜 5 土 10% 。 8/20 卜 5 电 流波形，波 形允许误差:峰 值士 10% ，波 前时间士 30%， 半峰值时间士 20% 。 6 . 2 外观检查 用目 测法检查， 外观应满足5 3 的要求。 6 召 电气特性试验 6 召 . 1 最大 持续运行电压 u 。 ) 样品施加最大持续运行电压lh， 然后电压升高加% 持续25 后返回到最大持续运行电 压，对地漏电 流 i g hz5 0非平衡线 1示 波 器 几 ch1 9 j 1 2 9 g 地 特性阻抗 信号源 a)被测s p 叫 雷 人前的试验 电 路 图 i 示波器 凡 c hic hz 地 特性 阻杭 信号源 b)并 联 型s p i习 宙 人后的试验 电 路 图 chi 示波器 c】 田 2八 g 特性 阻抗输 人 输出 样品 信号源 留 3 串联型s p 剑番 人后的试验电路 图 5 户 0 擂入损耗试验电路图 ydft1 5 4 2 一 2 0 0 6 6 .4.2驻 波比 试验电路如图4 所示。 眷 巴些习 a) 同轴型 s p d插人前的试验 电 路 图 b ) 同轴 型 s pd 插人后 的试验电路图 测试仪表 : r l b 回 损桥 ;5 八 频潜分析仪;t g es 一 信号发生器 。 被侧设备和端子:o ul一一 样品;s c 一 一倾路终端; 2 一特性阻抗;l、 肠. 一 构品 信号端子 图4 驻波比 ( s wr) 试验电路 驻波比 ( s w r) 按下列方 法确定: 。 、 、 。_1 + 尸 j 甲 甲 卫 、 下，一一， 1一 p p 为反射系数， 是反射电 压与人射电压的比 值， 取其模值。 在传输频率范围内， s p d 的 驻波比应满足5 瓜3 的 要求。 对多路输人输出产品， 随机抽取一个回 路进行测试。 6 .4 习近端串扰 串 扰按图5 测量。一 个平衡的输人信号施加到s pd的一个回 路 ( 主串回 路) 的 输人端上， 而 在另一回 路( 被串回路) 输人端部测量感应信号。如图5 所示， 各回 路阻 抗要匹配。被串回路应选择干扰最大的回 路，一般是相邻回 路。 b 一 平衡 一 不 平 衡转 换 器: n es 二网 络分 析 仪; 21， 乙 一 终 端电 阻 图5 近端串扰试验电路 ydfr 1 5 4 2 一 2 0 0 6 近端串 扰= 主串回路输人端电平 ( pi )一 被串回 路输人端电平 ( 尸 2 ) ， pi= odb ， pz应是整 个频段的 最大值。 对于只 标明传输速率的产品， 频率范围为0 一 zf， 介传输速卿 比 特 ( h z ) 。 在传输频率范围内， s p d 应满足5 . 5 4 的要求。 6 泌. 4 误码率 试验电 路如图6 所示。 按s pd预定采用的 最大 伪随 机位模式进行试验。 在每种情况下， 应从表5 中 选取 测试时间。 图6 误码率试验电路 以 太网 接口( 1 0 m b i 此和l oomb i “ 5 ) 用s pd的误码测试一般是测试丢包率， 可按每包的比 特数换算成 误码率， 测试时间为10 on ， 不采用最大的伪随 机位模式进行试验。 信号发生器的 输出 阻抗和 误码测试器的 输人阻 抗应等于传输应用的特 性阻抗。 信号发生器的 发送速率必须达到样品规定的速率。 信号发生器的 速率和波形要求如下: a ) 传输速率在gb厅7 6 1 1 - 2 0( 1 规定的 范围( 64kbitj s 、 z m b i tj s 、 s m b i tl s 、 3 4 m b i t/s、 1 3 9 mb i t/ s 、 1 5 5 mb i 口 5 ) 内， 应符合g b 厅7 6 1 1 一 2 001 的 要求。 b ) 传输速率为1 0 mbi 眺和1 加m b i t/ s 时，应符合y d rrl 0 9 8 一 2 0 0 1 的 要求。 c) 如传输速率不在上述范围内， 或产品安装线路上信号波形不同， 按其要求的 信号波 形进行 测试。 如没有说明， 则信号发生器的 脉冲占 空比 为1 ， 频率介 传输速匆 比 特 ( hz )， 幅值s v 。 s p d 应满足5. 5. 5 的要求。 对多 路输人输出产品， 随机抽取一个回 路进行测试。 表5 误码率试验的测试时间 伪随机位模式 ( r) 试验时间 r亡 洲 k b i t/s 1 h 64 kb i 比 提r 1 5 4 4 kb it/ s 3 0 而 n r1 5 4 4 kb i t/ s i o n l i n 6 ，4 5 数 据脉冲波形变化 试验电路如图 7 所示。 信号发生器输出 端接 样品输人端， 马为样品规定的特征阻抗， 示波器接在样品 输出 端， 测量数据脉 冲电 压宽度中 点处正负 脉冲幅度uz ( 十 ) 、uz ( 一) 。 在图7 中取下样品， 将样品 输人输出端短路， 示波 器测量数据脉冲电压宽度中点处正负脉冲幅度ul ( 十 )、 。 l( 一) 。检验结果应符合5 瓜6 要求， 即uz ( 十 ) l u l( +)0 9 5 ，u z(一) / u l (一) 0 月 5 。 y0 fr 1 5 4 2 一 2 0 06 图7 数据脉冲波形变化试验电路 信号发生器速率和波形要求如下: a ) 传输速率在6 b ff7 6 l l 一 2 001 规定的范围 ( 64kbi 口 5 、 z mb i 比、 s mb i t/ s 、 3 4 m b i 口 5 、 1 3 9 m b it/ s 、 1 5 5 m b i 比) 内， 应符合g b fr7 611 一 2 001 的要求。 b ) 传输速率为1 0 m hi 比和1 加m b i 比时， 应符合y d frl o 9 8 一 2001的 要求。 c ) 如传输速率不 在上述范围内，或产品安装线路上信号波形 不同， 按 其要求对信号波形进行测试。 如没有说明， 则信号发生器的脉冲占 空比为1 ， 频率 户传输速匆 比 特 ( h z ) ，幅 值s v 。 对多路输人输出 产品，随 机抽取一个回 路进行测试。 6 . 5 安全要求试验 6 . 5 . 1 电 气间隙和 爬电距离 用测量工具如卡尺等测量。 6 .5 .2 外壳防 护等级 s p d 的外壳防护等级 ( ip 代码) 试验按g b fr4 9 42.2 一 1 9 93规定的 方法进行。 6 ，5 . 3 保护接地要求 保护接地通过目 测法进行检查。 6 . 5 滩着火危险性 着火危险性用下述火焰燃烧试验或用灼热丝试验。 6 瓜4 ， 1 火焰燃烧试验 外壳绝缘部件按 gb 4 9 4 3 中a z 章 “ 总质量不超过18 kg的移动式设备防火防护外壳和安置在防火防护 外壳内的材料和元器件的可燃性试验”进行试验和判定。 6 瓜 4 忍灼热丝试验 按g b frsl69. 11 规定的 方法进 行。外壳绝缘部件在表6 规定的 灼热丝试验时， 样品应满足下述要求: a ) 没有可见的 火焰或持续火光; b) 灼热丝移开后， 样品上的 火焰或火光在3 05内自 行熄灭， 并且不应点燃试验用的铺底层中的薄绵 纸 ( 绢纸 )或烧焦松木板。 表6 外壳绝缘部件的灼热丝试验条件 一 泰 矗 部 石一厂 灼 热 ， 顶 端 沮 度 试 验 持 续 时 间 ( 5 ) 攀 瑞篡纂 龚 纂竺一 一粉代 慧 注:1 ) 就本试验而言，平面安装式s p d的基座应看作是外部零件; 2) 对陶瓷材料制成的部件不进行本试验; 塑 3 1 仕 1 3) 如果绝缘部件由同一种材料制成，仅对其中一个部件按相应的灼热丝试验温度进行试验 ydfl- 1 5 4 2一 2 0 0 6 6 石 环境试验 6 .6 . 1 试验顺序 低温试验*高温试验、湿热试验。 6 石 2 低温试验 按g b fr2423， 1 中 “ 试验a b 方法进行试验， 其中: 试验温度为一 4 0oc ， 恒温 持续时间为 zh， 在标准 的试验大气条 件下l h 恢复后进行测试，电压保护等级的测试结果应符合5 沌3 的规定。 6 石 .3 高温试验 按g b 厅 24232 中 “ 试验b b 方法进行试验， 其中: 试验温度为+7oo c ， 恒温持续时间为zh， 在标准 的 试验大 气条件下经lh 恢复 后进行测试，电压保护等级的测试结果应符合5 点3 的规定。 6 6 4 湿热试验 按g b fr2 4 2 3 一 3 方法进行试验， 温度40士 2 ， 湿度 90% 一 95% r h ，恒定湿热持续时间 为4 8 ho 在标准的 试验大气条件下恢复z h 后进行测试， 电压 保护等级的测试结果应符合5 东3 的规定。 7 检验规则 s p d 的检验分 交收检验和 型式检验 7. 1 交收检验 交收检验的检验项 目、技术要求 、 ( 例行检验 )两类。 试验方法和合格判定数参照 表7 中的规定。 表7 交收检验 序号检验项目技术要求试验方法允许不合格数 1 外观要求 5 乃6 ，2 0 2 最大持续运行电压 5 . 4 注6 3. 10 3对地阻抗5 4 2 6 . 3 .20 4 外壳防护等级 5 . 6 . 26 j 20 5 保护接地要求 5 石36 5 3 0 7 一 2 型式检验 ( 例行检验) 7 2 . 1 检验实施 型式检验是全面 考核指定型号的 s pd产品性能是否满足技术要求的试 验。 下列任一情况下均应进行型 式试验: ( a ) 新产品 研制投产前或产品转厂生产前而样品试制完成后; ( b ) 整个产品停产一年以上; ( c) 已成批生产的产品，当 设计、 结构、 材料或工艺的变更可能影响 产品 性能; ( e) 成批生产的产品每一年至少进行一次; ( f) 主管质量机构、 或大批量买方提出进行型式检验; ( 9 ) 大批量产品的买方要求在 验收中 进行型式检验。 7 2. 2 样品 型式检验的样品应从交收检验的 合格批中随机抽取， 并按表8 中的 试验程序、 检验项目 和 样品 数量进 行检验。 7 么3 检验项目及规则 yo厅1 5 4 2 一 2 0 0 6 型式检验的检 验项目、 技术要求、 试验方法和合格判定数参照表8 的规定。 表8 型式检验 序 号检 验 项 目技术要求试验方法 样 本大 小 和 合格判定数 样本大小允许不合格数 外观要求 最大持续运行电压 对地阻抗 电压保护等级 插人损耗 驻波比 近端串扰 误码率 数据脉冲波形变化 电气间隙和爬电距离 外壳防护等级 保护接地要求 低温试验 高温试验 湿热试验 对地阻抗 电压保护等级 冲击耐受能力 电压保护等级复测 着火危险性 5 . 3 5 . 4. 1 5 4 2 5 . 4 3 5 . 5. 2 5 . 5. 3 5 . 5 . 4 5 . 5 . 5 5 .5 . 6 5. 6 . 1 56 . 2 5 6 . 3 6. 6 . 2 6. 6 t 3 6. 6 . 4 5 . 4. 2 5 . 4. 3 5 . 4. 4 5 . 4一 3 5 _ 6_ 4 6 . 2 6 t 3 1 63. 2 6 . 3. 3 6 . 4. 1 6 . 4 . 2 64 3 6 . 4 . 4 6 . . 4 . 5 65 . 1 6 5 . 2 6 . 5 . 3 6 .