【摘要】
不同国家和地区有关 SPD 产品的标准并不统一,导致不同标准体系下的 SPD 在产品分类、关键参数、测试方法方面存在差异,本文就 GB 与UL 标准下 SPD 产品进行对比分析。
【关键词】
UL 1449 标准;GB / T 18802. 11 标准;电涌保护器;产品分类;测试方法;VPR 试验;In 测试;SCCR 试验
1 GB 和 UL 有关 SPD 的产品标准
正如我们知道的,UL 体系下的产品与 GB 体系下的产品标准存在较大的区别。一方面是由于配电系统的差异,导致产品从设计上就需要有不同的考虑;另一方面则是由于两大标准体系对产品自身理解存在差异,UL 标准更加侧重于产品本身的安全性测试,GB 标准则更加侧重产品本身的性能测试。就 SPD 的产品标准来说,国标采标 IEC 61643标准,标准号为 GB / T 18802. 11 - 2020 (以下简称“GB 标准”),UL 下的 SPD 标准为 UL 1449 CRD / 5- 2014《Standard For Safety SurgeProtective Devices》(以下简称“UL 标准”)。那么在两大标准下 SPD 的性能要求、测试方法存在怎样的差异呢?下面将着重进行对比分析。
2 GB 和 UL 标准的 SPD 分类不同
2. 1 产品分类对比
2. 1. 1 GB 标准的 SPD 分类
在 GB 标准体系下,SPD 主要根据不同测试波形分别定义了 Type 1、 Type 2、Type 3 3 类产品,它们分别对应的电涌波形为:10 / 350 μs 波形、8 / 20 μs
波形、1. 2 / 50 μs 与 8 / 20 μs 复合波,如图 1 所示。
那么在 UL 标准下,SPD 产品是怎样进行分类的呢?
2. 1. 2 UL 标准的 SPD 分类
UL 标准一共将 SPD 产品分为 5 大类:①产品级SPD,Type 1、Type 2、Type 3;②元器件级 SPD,Type 4、Type 5。这里主要介绍产品级 Type 1、Type 2、Type 3的分类,UL 标准分类与 GB 标准分类完全不同,UL标准只有 8 / 20 μs 波形的定义。因此,与 GB 标准根据测试波形进行分类不同,UL 标准主要根据下列 3点进行分类:① SPD 的安装位置(Type 1 主负载侧,Type 2 支路负载侧,Type 3 末端);②是否需要过电流保护设备(Type 1 不需要,Type 2 & 3 需要);③是否为固定式 SPD (Type 1 & 2 为永久固定式,Type 3 非固定式)。UL 标准定义下的 SPD 标准特性汇总如表 1所示。
2. 2 GB 与 UL 标准的 SPD 主要性能参数不同
GB 标准和 UL 标准核心参数描述基本上一致,但是符号上有较大区别,如表 2 所示,按照 GB 标准 SPD 本体的标识如图 2 所示,按照 UL 标准 SPD铭牌的标注如图 3 所示。表 2 GB 标准和 UL 标准核心参数符号对比:
图 3 按照 UL 标准 SPD 铭牌的标注
3 GB 与 UL 标准的型式试验不同
3. 1 GB 标准测量限制电压测试与 UL 标准电压保护水平测试对比(如表 3 所示)
需要特别说明 UL 标准 VPR 值的测试方法:探头的测量夹持点是距离外壳出线端 150 mm 处,而不是产品自带的线长,如图 4 所示。
图 4 VPR 测试测量图
3. 2 GB 标准动作负载测试与 UL 标准标称放电电流测试对比(如表 4 所示)
3. 3 GB 标准声称短路电流试验与 UL 标准短路电流测试对比(如表 5 所示)
4 结语
通过上述的对比分析,能够看到两大标准体系下,SPD 存在较大的差异。可以简单汇总为以下 6 点较为明显的区别:a. UL 和 GB 标准的 SPD 产品分类规则不同。UL 按照 SPD 安装位置,是否需要外部保护设备,是否为固定式等来区别 Type 1、Type 2、Type 3 SPD产品。b. UL 标准认证是从元器件到产品的认证过程。不仅仅认证最终产品的性能,同时对产品的原材料、零部件也要求符合 UL 标准的规定。c. UL 标准无最大电涌能量的定义;而 GB 标准中,最大电涌能量厂家可以自身产品性能作自我声称。在 GB 标准中,对于 Type 1 和 Type 2 的测试波形分别为 10 / 350 μs 波形与 8 / 20 μs 波形;而在 UL标准中,没有定义 10 / 350 μs 波形,无论是 Type 1还是 Type 2 均按照 8 / 20 μs 波形进行测试。d. UL 标准更侧重于安全性:短路和过电压等测试,更全面要求更严格。e. GB 标准更侧重于雷电防护的性能参数:电涌泄放能力和 Up。f. UL 标准的所有试验均维持样品原始状态,不允许对产品进行任何改造。两个标准之间并没有孰优孰劣之分,因为试验方法不同,GB 和 UL 标准下 SPD 性能参数的差异也没有可比性。随着国家“一带一路”倡议的实施,越来越多的工程设计单位会承接国外项目,有些项目需要满足UL标准。了解一些UL标准和GB 标准的异同,有助于工程设计人员更好地理解把握 SPD 的性能要求,从而作出正确合理的选择。