IEC 62305 系列: 基本问题


 
10/350波形给IEC标准带来了多个不良的问题:一些是隐藏的,但所有的都是不必要的。

面对严峻的事实是,那些实施10/350波形测试、强加火花间隙保护器的标准不是无辜的旁观者,正是他们造成了电子设备及系统的破坏。

错误的逻辑将我们带到了这个不幸的状况:
  • 前提#1: 直击雷只能由高电流的10/350波形来代表;
  • 前提#2: 只有火花间隙能够通过强电流的10/350波形测试。
  • 结论: 只有火花间隙保护器才能用作直击雷的防护。

  • 上面的推导逻辑上是成立的,但可惜事实上前提是错的。CIGRE 2013年技术手册549中显示,10/350波形从来没能在数学上以重要的百分比代表任何类型的雷击。

    由于第一个前提是错误的,因此接下来的是,如雷声紧跟着闪电一样,结论也是错误的。

    以上的“逻辑”让人们容忍了火花间隙保护器的所有弱点是由于它能通过10/350波形的测试。以上的“逻辑”让人们宽恕了所有根据10/350波形为基础的标准来进行保护却导致电子设备的所有损坏(事故)。以上的“逻辑”导致了如右图所显示的事故(整个通信站被摧毁)成为防雷界“可接受的”事实。

    这是可能比您想象的更广泛的认可,一位TC81成员(他要求匿名)最近告诉我们:“谁都知道10/350波形是荒谬的,德国人从公式中推导出了350,从来没有任何证据证明它代表实际的雷击,但人们都不敢说出来。”

    CIGRE 2013 技术手册 549将一只2000磅的大猩猩放在了TC81的会议室,双手锤击着胸脯、释放着闪电。

    雷电保护区域系统(LPZ)。
     

    左边的图(源自IEC62305-4)显示以上的“逻辑”对10/350波形介入到IEC62305系列标准的影响有多深。黄色/橙色为“区域0”—任何部位都有可能发生雷击,灰色代表建筑物内部的区域。

    IEC62305的理论赞同击落在区域0的雷电流只能用一个10/350波形的电流来代表,该标准更进一步指出只有通过该波形测试的电涌保护器才能被安装在区域0及区域1的交界处,这些交界处包括所有的入口,通常是最重要的电涌保护器的安装点。

    在此我们有国际标准要求将最不称职的电涌保护器(火花间隙)安装在最为关键的位置上,这对用户的设备是多么有害,但这并不是结尾。 点击此处阅读更多的相关资料。

     
    协调的SPD保护

    “电涌保护器(SPD)”在IEC62305雷电防护标准里是一个过时了的术语。现在表达这个概念的正确术语变成了“协调式电涌保护器”,这个术语在IEC62305系列里被数以百计地提到过。但它是什么意思呢?这个术语被完备地记载甚至得到了火花间隙生产厂家们地承认,也就是单个火花间隙的保护能力不足以单独为电子设备提供足够的保护,结果是火花间隙必须与更为有效地MOV类型的电涌保护器联用。问题是这两种不同的技术类型并不能很好地结合,一个原因是MOV的反应时间比火花间隙快了几百倍(纳秒级与微秒级的差别)。当两种类型被安装在一起时,要让等级1 的火花间隙在等级2的MOV保护器之前先做出响应,要做出相当大的努力。(与火花间隙联用的MOV通常都只是20-40kA,被称之为“等级2保护器”,不足以处理全部的雷电流), 对于这个问题,主要的火花间隙生产厂们都有各自专利的“解决方案”,但TC81 感觉有必要在IEC62305-4中用1/3的篇幅把这个协调“标准化”,但收效甚微。解决方案依赖于使用串联电感期望能使火花间隙比MOV反应快。这些电感有时依赖于建筑物本身的线路,有时是直接加装火花间隙生产厂家售卖的附属产品。效果总是不稳定的因为它取决于峰值电流和上升时间,CIGRE2013的报告显示上升时间的变化范围是10到400kA/微秒而峰值电流的变化范围是2kA到300kA。(每隔一两年我们都会听到新的火花间隙有了突破、成功地解决了配合的问题,而前一年却不会承认已经是存在的问题了)。

    对于10/350波形,远不止10及350

    在1982年Hasse的10/350波形图表中 您可以看到10/350波形中标志性的两个参数被用粉红色突出出来:T1=10μs和T2 = 350μs。但“10/350”一直被误称。再看看Hasse的图表您会发现它包括3个其它的参数(用黄色显示):峰值电流=200kA;电荷量(Q)=100库伦;以及W/R=10MJ/ Ω。30多年里“10/350”波形一直都是一个包,这个包中包括这5个参数,峰值电流(kA)一直都是电荷量(库伦)的两倍,这是为什么?或许是因为所有5个参数均需要锁定到火花间隙电涌保护器的使用中。

    哪一个在先?

    IEC62305系列宣称,10/350波形值是根据峰值电流及电荷转移值计算出来的,其实反之亦然。由于CIGRE2013报告没有证实那些参数的任何一个的可信性(除了峰值电流的可能性外)或者参数之间的任何从属性,人们只能得出这样一个结论,这些参数没有现实基础或科学基础,仅此原因它就应该被排除在所有的雷电防护标准之外。