GB／T 18802.22-2019 标准规范下载简介

GB／T 18802.22-2019 低压电涌保护器 第22部分：电信和信号网络的电涌保护器 选择和使用导则简介：

GB/T 18802.22-2019 是中国的一项国家标准，全称为“低压电涌保护器 第22部分：电信和信号网络的电涌保护器 选择和使用导则”。这个标准主要规定了在电信和信号网络环境中，如何选择和正确使用电涌保护器（SPD）的详细要求和建议。

该标准覆盖了电信和信号网络中电涌保护器的适用范围、技术要求、选择原则、安装位置、连接方式、测试方法以及使用和维护等各个方面，以确保在电涌事件发生时，能够有效地保护电信和信号设备免受电涌损害，保证系统的稳定运行。

具体来说，标准中包含了对SPD的分类、性能参数、保护水平、连接方式、系统接地等方面的规定，同时也对不同网络环境（如以太网、光纤、电话网络等）的SPD选择给出了指导。此外，标准还强调了定期检查和维护SPD的重要性，以确保其保护性能的持续有效。

理解并遵循这个标准，对于电信和信号网络的设计、安装和维护人员来说，是确保网络系统安全、稳定运行的重要依据。

GB／T 18802.22-2019 低压电涌保护器 第22部分：电信和信号网络的电涌保护器 选择和使用导则部分内容预览：

图13两个SPD的配合

当使用单端口SPD时，应考虑并联连接可能产生的电压降。GB/T18802.12一2014中给出的例子 通过要求SPD的电压保护水平不超过设备的耐受电压Uw的80%来解决这一问题 因为SPD至少包含一个非线性限压元件，保护端开路输出的电压是试验发生器所施加的（开路）过 电压的畸变形式。这就使一般所说的“黑匣子”SPD配合困难。使用制造商推荐的SPD是最安全的。 制造商有能力评估如何良好配合或如何通过试验确定配合。为使SPD与信息技术设备配合良好，需要

A.1.2金属氧化物压敏电阻（MOV)

图A.1箱压元件特性图

金属氧化物压敏电阻是由金属氧化物制造的非线性电阻器。在大部分电压限制范围内，MOV的 电压随电流非线性地增加。在最大电流水平处GB∕T 14208.3-2009 纺织玻璃纤维增强塑料 无捻粗纱增强树脂棒机械性能的测定 第3部分：压缩强度的测定，材料体积电阻起主导作用，使其伏安特性实际上为线性 性。 MOV元件适用于Uc不小于5V的电压，通常U允许变动约士10%。大电流冲击时，MOV的限 电压可显著增加，这有利于级联SPD的配合，但下游设备有可能承受高电压， MOV响应时间短，使其适合于限制快速瞬变电压。其还具有较大的热容量，能消耗相当高的能 量。承受多次额定电流冲击或几次超额定电流冲击将使MOV劣化。劣化将导致Uc降低，使用这类 元件时需予考虑， MOV元件呈现高电容，这使其在高频领域应用受限

这类SPD元件由单个或多个PN结构成。 通常，这类SPD元件能量处理能力较低且对温度敏感。它们用于需要快速限压的场合，其限压值 为1V及以上。

A.1.3.2正向偏压 PN结

正向偏压PN结的正向导通电压（V)约0.5V。在大部分限压范围内，二极管电流随外加电压快速 增加。大电流时，正向导通电压V，可增加至10V或更高。 在施加电压迅速上升的情况下，二极管可呈现一些电压过冲。该过冲电压（正向恢复电压，V）可 大于大电流情形下的正向导通电压。在正向偏压极性下，二极管具有相对较高的电容量。该电容量取 决于信号和直流偏压水平。如果二极管用于反向偏压，电容量则减小。在较高工作电压情况下，使用审 联的二极管元件组件，总的电容由于串联的缘故，会显著降低。

A.1.3.3雪崩击穿二极管（ABD）

ABD为反向偏压PN结，其击穿电压阈值大约在7V及以上。在其工作电流的大多数范围内，典 型的ABD两端电压几乎不随电流变化。 ABD的响应时间非常短，使其适合限制快速上升的瞬态电压。ABD的电容量与击穿电压成反比， 也与施加在ABD两端的信号或直流工作电压成反比 单结ABD是单向的。两个反向串联的ABD即构成一个双向元件。对任一极性，该元件可看作 个与正向偏压二极管串联的雪崩ABD。这两个元件可集成在单个NPN或PNP结构的芯片内

A.1.3.4齐纳二极管

反向偏压PN结在齐纳击穿时的击穿电压约为2.5V～5.0V。与ABD不同，齐纳管端子电压随 显著增加，其增量可高达击穿电压的二倍

A.1.3.5穿通二极管

穿通二极管为NPN或PNP结构。它利用电压升高时耗尽层中央区的扩展现象而在两个PN结 的空间电荷区达到导通性。击穿电压可能小于1V。在要求低电压低电容的场合，穿通二极管作 内二极管的替代品而引人

A.1.3.6折返二极管

折返二极管为NPN或PNP结构。其利用晶体管作用产生可重入或“折返”限压特性。当达到击 罕电压时，随着电流的增加端子电压快速减小为击穿电压的约60%，更大的电流使元件两端电压升高。 与具有相同击穿电压的ABD相比，折返二极管的限制电压较低。 “折返”的数量取决于击穿电压，对于10V元件，其折返的数量是非常小的

这类并联连接的开关型SPD元件是非线性元件，通过提供低阻通道泄流来限制超过规定值的运 见图A.2）。

A.2.2气体放电管（GDT）

2电压开关元件电路图

气体放电管（GDT)由装在陶瓷或玻璃圆柱管内的两个或多个金属电极组成，电极由间隙隔开，间 隙的距离为1mm或更小。放电管内部填充惰性混合气体。电极之间的放电电压（或称击穿电压）主要 由电极距离、混合气体种类和气压决定。在电极两端施加缓慢上升电压，当其达到放电电压时，则发生 电离过程。该过程迅速导致电极间隙间形成电弧，此时元件两端的残压降低为典型值30V以下。这个 过程发生时的电压称为元件的放电（击穿）电压。 产生电离/电弧过程需要一定时间，如果施加的电压是快速瞬变的，放电电压要超过慢上升情形时 的放电电压。该放电电压被称为冲击击穿电压，其通常为外施瞬变电压上升速率的正函数。 因为GDT的开关动作和刚性结构，其通流能力强于其他SPD元件。许多类型的气体放电管能够 容易地承载峰值高达10kA的8/20波形电涌电流。 GDT的结构使其电容量很小，通常小于2pF，这使其广泛应用于高频电路。 当GDT击穿时，大电流所产生的高频辐射会影响到高灵敏的电子电路。因此，将GDT与电子元 牛保持一定距离是明智的，距离取决于电子电路的敏感性和屏蔽程度。另一种避免影响的方法是将 GDT放置在一个屏蔽外壳内

本为周围的空气，空气间隙的电极距离比气体放电管要小得多，通常其数量级为0.1mm，并且电极不是 金属电极而是碳电极。周围空气中的尘埃、潮气及电弧产生的石墨尘埃混在一起会迅速缩短此类元件 的使用寿命。同时，尘粒能够实际上桥接间隙而形成可变电阻，这可在电信线路中产生噪声。 因为大气压下的空气被用作气体介质，这类元件最小实际击穿电压的典型值为350V，而气体放电 管的约为70V。由于间隙距离小，空气间隙的冲击系数（冲击击穿电压与放电电压的比值）比气体放电 管要小。现在仍有数百万此类元件在使用.并仍在大量生产

固定电压晶闸管电涌抑制器（TSS)利用内层NP结的击穿电压来设定國值电压（见A.1.3.3，A.1.3.4和 A.1.3.6）。该电压在TSS制造过程中进行设置。当大于一定的击穿电流时，NPNP结构重生并切换至 低电压状态。击穿电压的峰值称为转折电压[V

一种极性，TSS可阻断电流通过，或者当集成并联有二极管（PN结）时导通大电流。这类单向型元件对 某些应用是有益的。 TSS的多个PN结的确减小了总电容，数十至数百pF很常见。对于所有的PN结元件，电容量都 取决于直流偏压和信号幅值。击穿电压与电流升速有关。工频电压被用来确定慢速上升电流的转折电 玉。对于快速上升的电流，冲击转折电压可能高10%至20%。 当TSS动作时，可产生高频振荡，这可能影响敏感电子元件，当使用这种形式保护时，需注意把耦 合至附近电子元件的干扰减至最小

A.2.5晶闸管电涌抑制器（TSS)—触发极型

压控型TSS使用一个触发极连接到NPNP结构的中央P区或N区。触发极连接到一个外部基准 电平从而将TSS的阈值电压设置为基准电平的近似值。这种形式的TSS使用在要求将过电压限制到 妾近外部基准值的场合，外部基准值可以是电子设备的电源电压。P触发型提供负电压保护，而N触 发型提供正电压保护。双向和单向元件均可用。

有两种类型的限流器；一种是不可自恢复的（B.2），需要手动干预或关闭电源重启系统才能恢复不 触发状态；另一种是自恢复的（B.3），在大电流过后立即或者一段时间之后，自动恢复不触发状态。

B.2不可自恢复限流器

这些限流器可以是切断电路电流的两端口串联元件（B.2.2），也可以是能够从保护电路中 的三端口元件（B.2.3）

B.2.2电流切断元件

如图B.1所示，过电流可以使该元件开路 电流流通。为了使限流器起作用，SPD或者被保护电路需提供一个低阻抗的路径

B.2.2.2可熔断电阻器

B.2.2.2.1概速

图B.1电流切断元件的特性

直接与电阻器技术合为一体，或作为 个分离部分集成到元件中。过电流会引起元件过热并导致温度上升，从而断开电路，

B.2.2.2.2厚膜电阻

该元件由在陶瓷基体上沉积电阻性迹道而制成。利用激光修迹以精确调整电阻值。某些情况下 22

基体的一侧可有两个功率电阻，匹配应用于平衡线路，而另一侧可能有一个供其他系统使用的电阻 阵列。 厚膜电阻的热质量和排列意味着其电阻对冲击能量不敏感。该元件主要用于长期交流过电流下的 电流切断。有时称它们为脉冲吸收电阻器。 交流过电流时的发热使陶瓷基体产生严重的热梯度。如果该梯度过大，基体断裂而破坏电阻迹道 并切断流过的电流。 在某些场合下，为减小长期熔断电 流特性而增加 个串联的钎焊合金热熔丝

B.2.2.2.3线绕可熔断电阻器

该元件为线绕电阻器，常为无感缠绕，其与熔丝、可焊弹簧或引线等形成一体。

该元件为线绕电阻器，常为无感缠绕，其与熔丝、可焊弹簧或引线等形成一体

熔断器是保护电路过电流的自动断开的元件。电流的切断是因为流过电流的熔丝的熔化。

混凝土模卡砌块技术要求B.2.2.4热熔断器

该元件有时称为热切断器（TCO)，通过环境温升切断电流而提供过载保护，它们有不可恢复型 衣复型。

该元件的有效运行可以使负载被短路，如图B.2所示，元件或者负载电流传感器温度上升会使元 作

图B.2分流抑制器的特性

热线圈是热激活的机械装置，与被保护线路串联，其功能是对地分流，从而阻止这部分电流侵入被 保护设备，如图B.3所示。通常其结构为用焊料将接地触头保持在非工作位置。热源，一般为一个电阻 线圈和一个弹簧，迫使接地触头在焊料熔化时接地。 热源是流经电阻线圈的不需要的电流。通信型热线圈的电阻典型值为4.0Q，一般在0.4Q～212 之间。接地触头的设计需使得热线圈接地触头闭合时，电流直接流人大地，并劳路线圈。 热线圈通常为单次动作元件，除了更换含有热线圈的SPD，没有其他的办法使线路恢复至工作状

态。已经有可手动复位的热线圈二层独栋别墅自建房，不需要更换SPD。其应用一般严格限制在来自50Hz或60Hz的电 源系统的感应电流频繁出现的区域， 此外，也可能构造电流中断型热线圈，过电流时开路

图B.3热动作（热线圈）三端子并联电流限制