IES-1/30(T1)-320工業(yè)配電總電箱10/350us/T1，XLCPSNG21-45C6/M/340三相電機(jī)保護(hù)
一、歷史回顧：
10/350 作為一級(jí)測(cè)試波形的由來(lái)
在1995年以前，包括美國(guó)在內(nèi)的大多數(shù)國(guó)家都采用8/20 波形測(cè)試?yán)擞勘Ｗo(hù)器，“國(guó)際電氣規(guī)范”（IEC）也采用相同的做法。但此后，在IEC 61643標(biāo)準(zhǔn)文件中，卻對(duì)安裝在建筑物進(jìn)線(xiàn)處的浪涌保護(hù)器引入了新的“配電系統(tǒng)1級(jí)防護(hù)”測(cè)試方案。為了適應(yīng)IEC 61643對(duì)沖擊脈沖電流(Iimp)的要求，測(cè)試機(jī)構(gòu)不得不將測(cè)試波形改為10/350。而這一變化的所謂“理論基礎(chǔ)”是：10/350的波形更接近于直接雷擊的波形參數(shù)，因此，在對(duì)此類(lèi)進(jìn)行浪涌保護(hù)器（IEC稱(chēng)SPD）的有效性測(cè)試時(shí)采用10/350波形比8/20波形更合適。
然而，在經(jīng)過(guò)大量可靠的跟蹤調(diào)查之后，IEEE認(rèn)為對(duì)測(cè)試方案做出類(lèi)似的改動(dòng)根本不具備充分的理由，因此仍然堅(jiān)持采用8/20波形。但在現(xiàn)實(shí)中，IEC引入的“配電系統(tǒng)1級(jí)防護(hù)”測(cè)試新方案卻在浪涌保護(hù)器市場(chǎng)上造成了混亂：在某些歐洲生產(chǎn)商的鼓動(dòng)下，“配電系統(tǒng)1級(jí)浪涌保護(hù)器” 在設(shè)計(jì)、生產(chǎn)上按照10/350測(cè)試脈沖為參考，采用真空管作為防護(hù)元件，并宣稱(chēng)該種保護(hù)器成為所謂“主流”。他們依據(jù)很簡(jiǎn)單：“既然直接雷擊的波形只能用10/350波形的脈沖進(jìn)行模仿，所以，ANSI/IEEE所主張的8/20波形的測(cè)試規(guī)范就不足以起到防護(hù)直接雷擊的作用。”
二、IEC選擇10/350 的技術(shù)依據(jù)
按照IEC的“新要求”，測(cè)試“防護(hù)直接雷擊的浪涌保護(hù)器”時(shí)應(yīng)采用10/350波形沖擊脈沖，而測(cè)試“防護(hù)間接雷擊的浪涌保護(hù)器”時(shí)應(yīng)采用8/20波形。
100kA的10/350波形脈沖的放電強(qiáng)度是20kA的 8/20 波形脈沖的125倍。125 × 0.4 ＝ 50
如果使用壓敏電阻MOV作為浪涌抑制元件，設(shè)計(jì)一個(gè)能防護(hù)100kA 的10/350 波形的沖擊脈沖的保護(hù)器，它所具備的放電能力必須相當(dāng)于防護(hù)2500kA的8/20波形沖擊脈沖的能力。
以上結(jié)論的計(jì)算過(guò)程發(fā)表在IEC的規(guī)范文件中，并以此作為理論依據(jù)證明：“按10/350波形測(cè)試設(shè)計(jì)的保護(hù)器的防護(hù)能力比按8/20波形測(cè)試的保護(hù)器要高20倍以上。”
三、對(duì)10/350波形的采用的爭(zhēng)議
我們討論這樣的結(jié)論是否正確之前，先看看這樣一些事實(shí)：
1．按8/20設(shè)計(jì)的浪涌保護(hù)器的實(shí)際應(yīng)用狀況
多年來(lái)，在所有采用ANSI/IEEE標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試的低壓浪涌保護(hù)器的市場(chǎng)上，至今沒(méi)有，也沒(méi)有必要設(shè)計(jì)出浪涌能力在2500kA的保護(hù)器。其原因在于：
（1）多年現(xiàn)實(shí)的應(yīng)用告訴我們：即使是在雷電現(xiàn)象最?lèi)毫拥牡胤剑擞磕芰υ?/20波形400kA的保護(hù)器所具有的防護(hù)水平，對(duì)付極端惡劣的直接雷擊事件都已經(jīng)綽綽有余。
（2）在世界范圍內(nèi)，采用8/20測(cè)試波形的保護(hù)器在保護(hù)敏感電子設(shè)備免遭直接雷擊的打擊時(shí)所表現(xiàn)出的性能一直非常穩(wěn)定可靠。
2．IEC內(nèi)部關(guān)于是否應(yīng)該采用10/350波形也存在爭(zhēng)議
1995年，10/350測(cè)試波形首先出現(xiàn)在IEC標(biāo)準(zhǔn)文件中。但在此前后，IEC內(nèi)部對(duì)是否采用10/350波形存在著不同的看法，這種反對(duì)意見(jiàn)隨著人們對(duì)直擊雷認(rèn)識(shí)的提高，反對(duì)的聲音也越來(lái)越高。
在1995年召開(kāi)的TC 81委員會(huì)會(huì)議上，通過(guò)多方游說(shuō)，18個(gè)選舉國(guó)家中的14個(gè)對(duì)10/350測(cè)試波形議案投了贊成票，并通過(guò)議案。2000年，在對(duì)“IEC”修改案進(jìn)行投票時(shí)，19個(gè)選舉國(guó)家中投贊成票的國(guó)家減少為13個(gè)。從此我們可以看出，到2000年，在IEC內(nèi)部有近1/3的國(guó)家對(duì)10/350測(cè)試波形持反對(duì)態(tài)度。
四、IEEE 對(duì)直擊雷的研究
在IEC標(biāo)準(zhǔn)文件推出以后，IEEE C 標(biāo)準(zhǔn)文件對(duì)“首次雷擊(first-stroke lightning) 進(jìn)行了評(píng)估，評(píng)估范圍包括了IEC 61312文件中規(guī)定的“半峰值時(shí)間”為350毫秒的沖擊脈沖（10/350波形），并得出以下結(jié)論：
“IEC所謂‘高能量浪涌的防護(hù)要求’是建立在有限的數(shù)據(jù)分析基礎(chǔ)之上，其原因在于：當(dāng)我們把這樣的‘要求’和按照IEEE C62 系列文件所設(shè)計(jì)的浪涌保護(hù)器的實(shí)際應(yīng)用效果相比較時(shí)，就發(fā)現(xiàn)這種‘要求’不可靠。”
IEEE的這次評(píng)估審查了以下三方面的問(wèn)題：
波形是誰(shuí)首先提出的，依據(jù)是什么？
�。�2）在決定浪涌保護(hù)器的測(cè)試波形時(shí)，到底應(yīng)該以什么樣的技術(shù)數(shù)據(jù)為依據(jù)波形和直接雷擊的相似性到底有多少？
1．什么叫10/350 波形？
10/350 是表示沖擊脈沖電流時(shí)間變化的數(shù)據(jù)。其中10（微秒）表示沖擊脈沖到達(dá)90%電流峰值的時(shí)間，而350表示從電流峰值到半峰值的時(shí)間（T2）。
事實(shí)上，不管成因是否為雷擊，任何一個(gè)持續(xù)時(shí)間在350毫秒的高峰值電流（Ipeak）對(duì)于任何一種以半導(dǎo)體元件為主的保護(hù)器都是致命的。
現(xiàn)在我們可以明確：
IEC標(biāo)準(zhǔn)文件的制定者們采用了10/350波形這個(gè)事實(shí)。然而，通過(guò)該標(biāo)準(zhǔn)文件的IEC TC 81委員會(huì)會(huì)議還在其標(biāo)準(zhǔn)文件中宣稱(chēng)“采用10/350測(cè)試波形的理由就是：常見(jiàn)雷擊的‘半峰值’時(shí)間就是350毫秒。”
2．確定10/350測(cè)試波形到底應(yīng)該以什么樣的技術(shù)數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)？
既然IEC 確定10/350波形是根據(jù)這樣的理由，現(xiàn)在我們對(duì)這種理由的正確性做出分析。
（1） IEC號(hào)文件將IEC指定為雷電浪涌測(cè)試參數(shù)的唯一規(guī)范性文件。（請(qǐng)參見(jiàn)IEC號(hào)文件143頁(yè)的附錄A）
（2）IEC號(hào)文件有關(guān)雷電電流的參數(shù)的確定依據(jù)僅僅只是憑借于1975年和1980年發(fā)表在國(guó)際電氣雜志上的兩篇文章。
現(xiàn)在，我們就對(duì)這兩篇文章進(jìn)行分析。
