Mục đích của bộ tiêu chuẩn này đưa ra nhằm mục đích xác định các yêu cầu kỹ thuật của thiết bị chống sét bảo vệ các đường tín hiệu truyền thông, tín hiệu thông tin, âm thanh, cảnh báo làm việc với điện áp thấp. Tất cả các hệ thống này đều có thể bị ảnh hưởng bởi xung sét, lỗi nguồn điện ngay cả do nguyên nhân trực tiếp hay gián tiếp, các nguyên nhân chủ yếu này ảnh hưởng đến hệ thống gây ra sốc quá áp hoặc quá dòng hoặc cả hai nguyên nhân trên với cường độ đủ lớn gây ra hư hại đối với các thiết bị trong hệ thống do xung sét hoặc lỗi nguồn điện. Hệ thống tiêu chuẩn này mô tả các thử nghiệm, các yêu cầu về việc thiếp lập các phương pháp thử nghiệm thiết bị chống sét và đánh giá khả năng làm việc của thiết bị chống sét.
Thiết bị chống sét đề cập trong bộ tiêu chuẩn này có thể chỉ chứa phần tử chống quá áp hoặc kết hợp bao gồm cả phần tử chống quá áp và quá dòng. Thiết bị chỉ chứa duy nhất các phần tử chống quá dòng không nằm trong phạm vi xem xét của bộ tiêu chuẩn này, tuy nhiên thiết bị bao gồm chỉ các phần tử chứa quá dòng nằm trong phạm vi xem xét theo phụ lục A (Annex A).
Một thiết bị chống sét có thể kết hợp gồm các phần thử chống quá áp và phần tử chống quá dòng. Tất cả các phần tử chống sét được thử nghiệm theo phương pháp thử nghiệm chung kiểu “hộp đen” .v.v, số cổng của thiết bị liên quan đến việc cân nhắc số lượng các lần thử mà không liên quan đến các phần tử nằm chống sét được tích hợp trong thiết bị, cấu hình của thiết bị được mô tả theo mục 1.2, trong trường hợp thiết bị gồm nhiều đường thì từng đường một được thử nghiệm riêng rẽ nhưng cũng đồng thời phải thử nghiệm toàn bộ các đường trong một lần thử nghiệm.
Tiêu chuẩn này bao hàm một loạt các thử nghiệm có điều kiện tương ứng với các yêu cầu và việc sử dụng một trong các thử nghiệm riêng biệt theo người dùng. Việc yêu cầu của tiêu chuẩn này liên quan đến các loại thiết bị chống sét khác nhau được mô tả trong mục 1.3. Khi khả năng đáp ứng theo tiêu chuẩn và khả năng đáp ứng yêu cầu thực tế của thiết bị chống sét được chỉ rõ, Hệ số rủi ro và sự hiểu biết thực tế về thiết bị là do người dùng, lựa chọn và ứng dụng được áp dụng theo tiêu chuẩn IEC 61643-22.
Nếu thiết bị chống sét là một phần tử duy nhất, thiết bị phải đáp ứng yêu cầu của tiêu chuẩn cũng như các thiết bị khác theo bộ tiêu chuẩn này.
THIẾT BỊ CHỐNG SÉT ĐIỆN ÁP THẤP
Phần 21: Thiết bị chống sét bảo vệ truyền thông, tín hiệu – yêu cầu đối với thiết bị và phương pháp thử nghiệm
1. Mô tả chung
1.1. Phạm vi tiêu chuẩn
Bộ tiêu chuẩn quốc tế này áp dụng cho các thiết bị chống sét bảo vệ đường truyền thông tin, tín hiệu bảo vệ chống xung trực tiếp và gián tiếp gây ra do quá áp hoặc các xung sét lan truyền Mục đích các thiết bị này bảo vệ các thiết bị điện tử hiện đại nối đến các đường truyền thông, tín hiệu với điện áp làm việc đến 1000 (r.m.s) VAC hoặc đến 1500VDC.
1.2. Cấu hình thiết bị chống sét
Thiết bị chống sét quy định trong bộ tiêu chuẩn này được mô tả theo hình 1 bao gồm 1 hay nhiều phần tử phần tử giới hạn điện áp (limiting voltage component) hoặc bao gồm phần tử giới hạn dòng (current limiting component)
1.3. Áp dụng tiêu chuẩn
Tiêu chuẩn này chia thành 2 loại thiết bị tiêu chuẩn
Loại thứ nhất chứa ít nhất một phần tử giới hạn điện áp và không có phần tử giới hạn dòng trên cùng 1 module. Tất cả các thiết bị chống sét có cấu hình theo hình vẽ 1 đều có thể là dạng này, thiết bị chống sét này phải thoả mãn các yêu cầu của tiêu chuẩn theo các mục 5.1; 5.2.1 và 5.3 theo bảng 1. thiết bị chống sét được chỉ ra theo hình vẽ 1b; 1d; 1e và1f có thể chứa phần tử tuyến tính giữa cực nối thiết bị và phần tử đáp ứng bảo vệ cổng đầu cuối thiết bị. Thiết bị chống sét này cũng đồng thời phải đáp ứng yêu cầu tiêu chuẩn theo 5.2.2
Loại thiết bị chống sét thứ hai chứa cả phần tử giới hạn điện áp (voltage limiting) và giới hạn dòng (current limiting) trong cùng 1 module, cấu hình thiết bị được chỉ ra trong hình vẽ 1b; 1d; 1e và 1f bao gồm cả phần tử giới hạn điện áp (voltage limiting) và giới hạn dòng (current limiting), thiết bị này đồng thời phải đáp ứng theo yêu cầu tiêu chuẩn theo mục 5.1; 5.2.1; 5.2.2 và 5.3 (theo bảng 1). Cấu hình thiết bị chống sét bao gồm chỉ duy nhất kiểu phần tử giới hạn dòng được áp dụng theo phụ lục A.
Thiết bị chống sét có thể phải đáp ứng các yêu cầu khác theo tiêu chuẩn tuỳ thuộc và ứng dụng. các yêu cầu khác được chỉ ra trong mục 5.2.3 và 5.4 (bảng 1) Mục 5.2.3 đưa ra các yêu cầu thử nghiệm về truyền thông mà thiết bị chống sét buộc phải đáp
ứng tuỳ thuộc vào tín hiệu hoặc kiểu truyền thông mà thiết bị đó sử dụng, lựa chọn kiểu truyền thông mà thiết bị được sử dụng tương ứng với các thử nghiệm áp dụng theo mục 5.2.3. Bảng 1 hướng dẫn cách áp dụng các thử nghiệm truyền thông theo yêu cầu chung. Mục 5.4 cung cấp các yêu cầu về môi trường đối với thiết bị chống sét với mục đích sử dụng trong môi trường không kiểm soát được được mô tả trong mục 4.1. Thiết bị chống sét phải thoả mãn các yêu cầu này sau khi có sự thống nhất giữa người sử dụng và nhà sản xuất. Bảng 1 cung cấp 1 ví dụ minh hoạ về các yêu cầu đáp ứng khác nhau đối với các kiểu thiết bị chống sét.
2. Tham khảo chung
Những tài liệu tiêu chuẩn tham khảo sau đây là không thể thiếu cho việc áp dụng tiêu chuẩn này, Đối với tham khảo ngày tháng, chỉ cần trích dẫn phiên bản sử dụng. Đối với cập nhật tham khảo, sử dụng phiên bản tham khảo cập nhật cuối cùng (bao gồm cả các hiệu chỉnh liên quan).
IEC 60050 (702):1992, bảng từ vựng kỹ thuật điện quốc tế – Mục 702: Dao động, tín hiệu và các thiết bị liên quan.
IEC 60050 (726):1992, bảng từ vựng kỹ thuật điện quốc tế – Mục 726: đường truyền và sóng mang
IEC 60060-1:1989, kỹ thuật thử nghiệm cao áp – Phần 1: Định nghĩa chung và các yêu cầu thử nghiệm
IEC 60068-2-30:1980, Môi trường thử nghiệm – Phần 2: Các thử nghiệm – thử nghiệm Db và hướng dẫn: ẩm, nóng và tuần hoàn (12 + 12hours chu kỳ)
IEC 60529, khả năng bảo vệ chịu môi trường của vỏ thiết bị (mã IP)
IEC 60695-2-1/1:1994 Thử nghiệm môi trường dễ cháy – Phần 2: phương pháp thử nghiệm Mục1/Trang1: thử nghiệm phá huỷ phát cháy thiết bị và hướng dẫn.
IEC 60950:1999, an toàn thiết bị công nghệ thông tin
IEC 60999-1:1999, kết nối thiết bị – dây dẫn điện – yêu cầu an toàn đối với thiết bị kết nối qua cổng kẹp bằng vít nối hoặc không có vít nối – Phần 1: Yêu cầu chung và yêu cầu cụ thể đối với kẹp đấu nối cho cỡ dây dẫn từ 0,2mm2 đến 35mm2
IEC 61000-4-5, tương thích điện từ (EMC) – Phần 4: kỹ thuật thử nghiệm và đo lường – Mục 5: thử nghiệm chống sốc
IEC 61083-1, các máy ghi kỹ thuật số trong thử nghiệm xung cao áp Phần 1: Yêu cầu đối với máy ghi kỹ thuật số.
IEC 61180-1:1992, kỹ thuật thử nghiệm cao áp cho thiết bị điện áp thấp Phần 1: định nghĩa, yêu cầu về các bước và thử nghiệm.
IEC 61643-1, thiết bị chống sét cho hệ thống phân phối điện áp thấp – Phần 1: Yêu cầu đối với thiết bị và phương pháp thử nghiệm.
IEC 61643-22:2004, Thiết bị chống sét điện áp thấp, Phần 22: Thiết bị chống sét cho đường mạng truyền thông và tín hiệu – nguyên tắc lựa chọn và ứng dụng
ITU-T, đề xuất K.30-1993, Biến trở nhiệt tương hỗ
Itu-T, đề xuất K.55:2002 – yêu cầu về thiết bị kết nối cách điện thay thế đối với quá dòng và quá áp
ITU-T, đề xuất K.65:2004 – yêu cầu về cực kết nối của module cho thử nghiệm hoặc thiết bị chống sét đối với quá dòng và quá áp.
ITU-T, đề xuất O.9:1999 – thiết lập các phép đo đạc đánh giá mức độ không cân bằng với đất.
3. Các định nghĩa
Với mục đích áp dụng tiêu chuẩn IEC 61643, các định nghĩa sau đây được áp dụng
3.1. Mã hiệu thiết bị (model number): Mã hoá hoặc mã hiệu kể cả trên tài liệu được dùng để nhận dạng thiết bị chống sét
3.2. Các tham số nổi bật: Giá trị các tham số được liệt kê trong bảng theo các thử nghiệm nổi bật ở chỗ các tham số đồng nhất được sử dụng để giới thiệu cũng như có ý nghĩa so sánh với các thiết bị khác, nó cũng được thể hiện bằng ngôn ngữ kỹ thuật phổ thông và của nhà sản xuất đối với các thiết bị chống sét cho đường truyền thông và tín hiệu. Tuy nhiên, với những ứng dụng đặc biệt có thể yêu cầu các tham số nhiều hơn các tham số đặc trưng trong bảng.
3.3. Chế độ lỗi khi vượt ngưỡng chịu của thiết bị (overstressed fault mode)
Chế độ 1: khi thiết bị chống sét với phần tử giới hạn điện áp bị ngắt kết nối. Chức năng giới hạn điện áp của thiết bị không còn tác dụng, nhưng đường tín hiệu vẫn làm việc bình thường.
Chế độ 2: khi thiết bị chống sét với phần tử giới hạn điện áp bị ngắn mạch với trở kháng thấp đường truyền tín hiệu không thể hoạt động nhưng thiết bị chống sét vẫn làm việc ở chế độ bảo vệ bởi trạng thái ngắn mạch.
Chế độ 3: Khi mạch kết nối của các phần tử giới hạn điện áp của thiết bị chống sét bị ngắt (hở mạch), tình trạng thiết bị chống sét được coi là hỏng, đường truyền tín hiệu không thể làm việc tuy nhiên thiết bị vẫn được bảo vệ nhờ hở mạch trong thiết bị chống sét.
3.4. Bảo vệ : Phương pháp ứng dụng và khả năng ngăn chặn sự lan truyền xung lực điện bởi thiết kế giao diện kết nối.
3.5. Thời gian đáp ứng dòng (current response time) : Thời gian yêu cầu đáp ứng làm việc cho phần tử giới hạn dòng tại mức dòng và nhiệt độ xác định.
3.6. Điện áp làm việc liên tục lớn nhất (maximum continuous operating voltage) Uc: Điện áp lớn nhất (DC hoặc rms) mà thiết bị chống sét vẫn làm việc bình thường và không gây ra bất cứ hiện tượng thay đổi về đặc tính về cách điện truyền dẫn bảo vệ của thiết bị chống sét.
3.7. Điện áp ngắt lớn nhất (maximum interupting voltage) : Điện áp lớn nhất (DC hoặc rms) đặt lên phần tử ngắt dòng của thiết bị chống sét mà không làm thay đổi cách điện truyền dẫn bảo vệ của thiết bị chống sét. Điện áp làm có thể bằng với điện áp Uc hoặc lớn hơn tuỳ thuộc vào cách đấu nối của phần tử giới hạn dòng trong thiết bị chống sét.
3.8. Thiết bị chống sét – Surge protective device SPD
Thiết bị ngăn chặn điện áp trên công hoặc nhiều cổng được lắp đặt gây ra do sốc điện khi xung sốc vượt ngưỡng cho phép.
Chú ý 1: Có thể chức năng giới hạn dòng cho cổng được bảo vệ không làm việc đồng thời
Chú ý 2: Thiết bị được lắp đặt phải có ít nhất 1 phần tử phi tuyến bảo vệ sốc điện kiểu giới hạn điện áp
Chú ý 3: Thiết bị chống sét được tích hợp hoàn chỉnh phải có cổng nối đến đường dây được bảo vệ
3.9. Giới hạn điện áp – Voltage limiting
Là đáp ứng của thiết bị chống sét ngăn chặn và làm suy giảm mức điện áp sốc vượt quá ngưỡng cho phép xuống dưới mức cho phép.
3.10. Giới hạn dòng – Current limiting
Là đáp ứng của thiết bị chống sét, có chứa ít nhất một phần tử phi tuyến giới hạn dòng, nó có chức năng ngăn chặn các dòng sốc vượt quá ngưỡng cho phép.
3.11. Giới hạn dòng không phục hồi – none resettable current limiting : Là thiết bị giới hạn dòng làm việc 1 lần duy nhất.
3.12. Giới hạn dòng có phục hồi – resettable current limiting : Thiết bị chống sét giới hạn dòng và có thể tác động phục hồi sau khi thiết bị làm việc
3.13. Giới hạn dòng tự phục hồi – self-resetting current limiting : Là đáp ứng của thiết bị chống sét kiểu giới hạn dòng và tự phục hồi về chế độ bình thường sau khi chuyển sang chế độ bảo vệ ngắt các xung nhiễu hoặc gây hai đến thiết bị được bảo vệ.
3.14. Điện áp ngưỡng (kẹp) của thiết bị chống sét – Voltage clamping type SPD:
Trở kháng mạch nhánh bảo vệ thoát dòng sét ở mức cao và thay đổi giảm xuống tương ứng khi xuất hiện xung dòng và điện áp xung vượt ngưỡng bảo vệ của thiết bị chống sét.
Chú ý: ví dụ về phần tử sử dụng điện áp ngưỡng trong thiết bị chống sét là Varistor (ví dụ: MOV) hoặc Diod thác lũ đánh thủng ABD (avalanche breakdown diodes)
3.15. Thiết bị chống sét kiểu chuyển mạch điện áp – Voltage switching type SPD
Thiết bị chống sét với mạch thoát xung sét trở kháng cao và chuyển sang trạng thái dẫn điện (trở kháng thấp) tức thời khi điện áp xung vượt ngưỡng điện áp cho phép của thiết bị chống sét.
Chú ý: ví dụ về phần tử kiểu chuyển mạch điện áp là Khe hở phóng điện (sparkgap) Ống khí phóng điện (Gas discharge tube – GDT) hoặc thyristor ngắt sét (thyristor surge suppressor – TSS)
3.16. Điện áp bảo vệ – Voltage protection level Up
Thông số thể hiện đặc tính làm việc của thiết bị chống sét về giới hạn điện áp đặt lên cực của thiết bị chống sét. Mức điện áp bảo vệ này lớn hơn mức giới hạn điện áp xung làm việc và được thiết lập bởi nhà sản xuất
3.17. Thiết bị nhiều tầng bảo vệ – Multi stage SPD
Thiết bị chống sét có cấu tạo gồm từ hai phần tử giới hạn điện áp trở lên. Các phần tử này có thể đấu độc lập hoặc liên kết với nhau trong chuỗi phần tử. Phần tử giới hạn điện áp có thể là loại kiểu chuyển mạch theo điện áp (Voltage switching type) hoặc ngưỡng theo điện áp (Voltage clamping type).
3.18. Điểm mù – Blind spot
Trường hợp này xảy ra khi điện áp vượt ngưỡng điện áp liên tục lớn nhất Uc nhưng thiết bị chống sét không hoàn toàn làm việc. Thiết bị chống sét không hoàn toàn làm việc nghĩa là không phải toàn bộ các tầng bảo vệ trong thiết bị chống sét cùng làm việc khi có xung sét trong thử nghiệm. Trường hợp này có thể dẫn tới một phần tử hoặc một trong các tầng bảo vệ của thiết bị chống sét nhiều tầng bị vượt quá ngưỡng chịu của phần tử chống sét.
3.19. Tính ổn định A.C – A.C durability
Là đặc tính của thiết bị chống sét dẫn dòng với tần số và cường độ và khoảng thời gian ở mức xác định nhiều lần
3.20. Tính ổn định xung – Impulse durability
Là đặc tính của thiết bị chống sét làm việc dẫn dòng với dạng xung và cường độ đỉnh xác định trong nhiều lần
3.21. Thời gian phục hồi dòng – current reset time
Là thời gian yêu cầu để thiết bị chống sét phục hồi về mức dòng bảo vệ ở chế độ bình thường hay trạng thái không làm việc dẫn dòng xung.
3.22. Ngưỡng dòng – rated current
Là mức dòng cực đại mà thiết bị chống sét ngưỡng dòng có thể dẫn ổn định không làm thay đổi trở kháng của phần tử giới hạn dòng trong thiết bị chống sét
3.23. Điện trở cách điện – insulation resistance
Là điện trở giữa 2 cực của thiết bị chống sét khi điện áp Uc đặt lên các cực này của thiết bị
3.24. Suy hao phản hồi – return loss
Là module phản hồi một phần tương hỗ với tín hiệu thường được đo bằng đơn vị (dB)
Chú ý: khi trở kháng được xác định, suy hao phản hồi có thể được tính theo công thức sau: 20 log10 MOD{[Z1+Z2]/[Z1-Z2]} Trong đó Z1 là trở kháng truyền dẫn của nguồn, Z2 là trở kháng sau khi qua thiết bị chống sét
3.25. Hệ số bit lỗi – Bit error ratio (BER)
Là tỷ lệ giữa số bit lỗi trên số bit truyền trong một khoảng thời gian xác định
3.26. Suy hao xen vào – Insertion loss
Là việc mất thông tin do việc lắp thiết bị chống sét xen vào hệ thống truyền thông, nó là tỷ lệ của phần công suất truyền qua hệ thống trước khi lắp thiết bị chống sét và sau khi lắp thiết bị chống sét. Đơn vị tính suy hao xen vào đo bằng dB.
3.27. Nhiễu xen vào đầu cuối – Near End CrossTalk
Nhiễu xen vào đầu cuối là sự truyền tín hiệu ngược với tín hiệu truyền thông trên kênh có nhiễu, nhiễu xen vào tại đầu cuối của kênh nhiễu có mức năng lượng tương đương với mức năng lượng tín hiệu của kênh nhiễu.
3.28. Hai dây cân bằng – Longitudinal balance(Analog voice frequency circuits)
Là sự đối xứng về tín hiệu điện giữa 2 dây kết hợp thành 1 đôi dây với điểm so sánh là đất.
3.29. Hai dây cân bằng – Longitudinal balance( Data transmission)
Trở kháng đo được trên mỗi dây so với đất (hoặc điểm so sánh Zero) cho hai hoặc nhiều hơn đường dây truyền tín hiệu của mạch cân bằng. Thuật ngữ này dùng để mô tả mức độ ảnh hưởng của nhiễu thông thường.
3.30. Hai dây cân bằng – Longitudinal balance(communication and control cable)
Hệ số của điện áp nhiễu rms (Vs) so với đất (điểm Zero) và điện áp rơi trên thiết bị chống sét Vm trong thử nghiệm và được thể hiện bằng đơn vị dB.
Chú ý: hệ số của 2 dây cân bằng trong truyền thông và điều khiển được tính theo công thức: 20log10(Vs/Vm)
Trong đó Vs và Vm được xác định ở cùng tần số
3.31. Hệ số của điện áp nhiễu Vs và điện áp rơi trên thiết bị chống sét trong thử nghiệm Vm, đơn vị đo theo dB.
3.32. Xung sét trong Viễn thông – Surge Telecommunication
Là xung áp hoặc dòng hoặc cả hai trong khoảng thời gian ngắn xuất hiện trên đường truyền viễn thông từ một nguồn điện bên ngoài
Chú ý 1: nguồn xung phổ biến là xung sét và nguồn điện AC/DC
Chú ý 2: Nguồn điện có thể từ một trong các dạng sau: nguồn điện, điện từ, điện từ trường hoặc vật dẫn
4. Điều kiện thực hiện và điều kiện thử nghiệm
4.1. Điều kiện thực hiện
4.1.1. Điều kiện thực hiện bình thường
4.1.1.1. Áp suất và độ cao tương đối
Áp suất môi trường từ 80-106kPa tương ứng với độ cao từ +2000m đến -500m so với mực nước biển.
4.1.1.2. Nhiệt độ môi trường
Giải nhiệt độ bình thường từ -5oC đến +40oC
Chú ý 1: giải nhiệt độ này áp dụng cho các thiết bị chống sét làm việc trong nhà tương ứng với tiêu chuẩn mã AB4 theo IEC 60364-5-51
Giải nhiệt độ mở rộng từ -40OC đến +70OC
Chú ý 2: giải nhiệt độ này áp dụng cho thiết bị chống sét làm việc ngoài trời trong điều kiện không có vỏ bảo vệ môi trường theo cấp 3K7 tiêu chuẩn IEC 60721-3-3.
Nhiệt độ bảo quản từ -40OC đến +70OC
Chú ý 3: tất cả các thông số có mức cao hơn do nhà sản xuất công bố và lựa chọn
4.1.1.3. Độ ẩm tương đối
Giải độ ẩm bình thường từ 5% đến 95%
Chú ý 1: giải độ ẩm này áp dụng cho thiết bị chống sét lắp đặt trong nhà tương ứng với mã AB4 theo tiêu chuẩn IEC 60364-5-51
Giải độ ẩm mở rộng từ 5% đến 100%
Chú ý 2: giải độ ẩm này áp dụng cho thiết bị chống sét lắp đặt ngoài trời ví dụ thiết bị chống sét được lắp đặt trong hộp bảo vệ khí hậu & môi trường.
4.1.2. Các điều kiện thực hiện bất thường
Việc thử nghiệm thiết bị chống sét trong điều kiện không bình thường cần phải có những cân nhắc thận trọng dựa trên thiết kế và ứng dụng của thiết bị chống sét và cần phải lưu ý đến các chỉ dẫn của nhà sản xuất.
4.2. Thử nghiệm nhiệt độ và độ ẩm
Nếu xác định được trước về tính năng của thiết bị chống sét trong thử nghiệm không chịu ảnh hưởng bởi nhiệt độ, nhiệt độ chuẩn được dùng để thử nghiệm đặt ở mức 23OC ±2 với độ ẩm môi trường ở mức 45% đến 55% cho các thử nghiệm. với các thiết bị có nhạy cảm về nhiệt độ làm việc thiết bị sẽ được thử nghiệm với nhiệt độ ở mức biên giới hạn nhiệt độ làm việc cho thiết bị được đưa vào thử nghiệm. việc lựa chọn giải nhiệt độ trong thử nghiệm có thể hẹp hơn giải nhiệt độ được đề cập trong 4.1 tuỳ thuộc vào thử nghiệm.
Đối với một thiết bị chống sét cụ thể, có thể biết trước thiết bị chỉ bị đặt vào chế độ làm việc tồi nhất trong thử nghiệm khi nhiệt độ môi trường đạt biên trong giải nhiệt độ cho phép, trong trường hợp này thiết bị chỉ cần thực hiện thử nghiệm ở giải nhiệt độ biên để xác định tính năng của thiết bị trong trường hợp chế độ làm việc thử nghiệm tồi nhất, giải nhiệt độ biên có thể thay đổi tuỳ thuộc vào thử nghiệm tính năng khác nhau đối với cùng 1 thiết bị được đề cập đến trong mục 6.
Khi thử nghiệm được yêu cầu thực hiện ở giải nhiệt độ biên, thiết bị chống sét đưa vào thử nghiệm phải đảm bảo được làm nóng hay làm lạnh đến nhiệt độ biên theo yêu cầu của thử nghiệm, thời gian gia nhiệt phải đảm bảo đủ lớn để không làm hỏng bộ phận của thiết bị chống sét do nhiệt. Nếu không có chỉ định rõ ràng thời gian gia nhiệt vào khoảng 1giờ, nhiệt độ của thiết bị chống sét được giữ ở nhiệt độ xác định ổn định trong khoảng thời gian đưa vào thử nghiệm, nếu không có chỉ định rõ ràng nào thì thời gian giữ nhiệt là 15 phút.
4.3. Thử nghiệm thiết bị chống sét – SPD testing
Thiết bị chống sét đạt các tiêu chuẩn IEC 61643-21 phải được thử nghiệm bằng cách kết nối cổng của thiết bị chống sét hoặc các cực bảo vệ với các điều kiện làm việc theo tiêu chuẩn đề ra, đồng thời các thiết bị đo xác định tình trạng làm việc của thiết bị trong quá trình thử nghiệm cũng như giám sát các thông số đưa vào trong thử nghiệm, với các điều kiện đó các cực của thiết bị cũng cần phải được thử nghiệm về tính kết nối là một phần của các thử nghiệm.
Đối với các ứng dụng cho truyền thông thông tin, tiêu chuẩn ITU-T đưa ra một loạt các yêu cầu về bảo vệ kết nối chắc chắn theo K-65 hay thiết bị đầu cuối theo K-55.
Khi thiết bị đi kèm theo đế trong thử nghiệm, các thiết bị đo phải được kết nối đến thiết bị chống sét với các đoạn cáp càng ngắn càng tốt, thiết bị hiện sóng phải đạt tiêu chuẩn IEC 61083-1.
Chú ý: cài đặt chế độ hiện sóng theo phụ lục D.
Các thiết bị chống sét theo hình vẽ 1c, 1e hay 1f có thể có phần tử giới hạn dòng hoặc là có kết nối bên trong có khả năng dẫn dòng xung sét, nhà sản xuất sẽ phải công bố khả năng chịu dòng xung sét(xung lực) đối với thiết bị chống sét được thử nghiệm, cường độ của dòng xung lực này có thể nhỏ hơn một số lần so với cường độ xung lực mà mỗi cổng của thiết bị chống sét có khả năng chịu trong đó n bằng số cổng của thiết bị chống sét.
Thiết bị chống sét phải được thử nghiệm với tất cả các cổng với sự tương đồng về thông số thử nghiệm.
Vấn đề về kích thước của thiết bị cũng như tỷ lệ lỗi thiết bị là sự thoả thuận giữa nhà sản xuất và người sử dụng.
4.4. Độ sai lệch của xung cho phép – Waveform tolerances
Quy định về dạng xung tiêu chuẩn với tham số A/B trong đó A là thời gian sườn trước của xung được tính bằng micro giây và B là thời gian tính bằng micro giây của sườn sau của xung được tính từ thời điểm xung giảm từ đỉnh xuống ½ giá trị đỉnh và tuân theo tiêu chuẩn IEC 60060-1 (tham khảo thêm tiêu chuẩn IEC 61000-4-5), bảng 2 dưới đây chỉ ra các tham số trong khoảng dao động cho phép được sử dụng trong tiêu chuẩn này.
Bảng 2 – Độ sai lệch xung thử nghiệm cho phép
Tham số xung
Dạng xung điện áp hở mạch 1,2/50 và 10/700
Dạng xung dòng ngắn mạch 8/20 và 5/300
Dạng khác
Giá trị đỉnh ±10% ±10% ±10%
Sườn trước ±30% ±20% ±30%
Sườn sau ±20% ±20% ±20%
5. Các yêu cầu
5.1. Yêu cầu chung – General requirement
Các yêu cầu sau đây áp dụng cho tiêu chuẩn IEC 61643-21 đối với các thiết bị chống sét truyền thông, tín hiệu ..etc
5.1.1. Các ký hiệu, từ chuyên ngành và tài liệu
Các thông tin trong mục từ a đến n dưới đây phải được ghi đầy đủ trên thiết bị chống sét như trong mô tả của mục 5.1.2 hoặc trong tài liệu đi kèm hoặc trên vỏ đóng gói thiết bị, tất cả các ký hiệu viết tắt phải được chú thích rõ ràng trong tài liệu kỹ thuật. Mọi thử nghiệm đối với thiết bị chống sét theo mục 6, điều kiện và tình trạng thử nghiệm phải được ghi lại trong tài liệu thử nghiệm thiết bị.
a) Tên nhà sản xuất hoặc tem nhãn sản phẩm
b) Ngày tháng năm sản xuất thiết bị hoặc số hiệu sản phẩm
c) Kiểu thiết bị
d) Mục đích áp dụng
e) Điện áp làm việc liên tục lớn nhất UC
f) Mức dòng làm việc
g) Mức điện áp bảo vệ UP
h) Mức xung phục hồi (Impulse reset) nếu áp dụng
i) Tính ổn định với nguồn AC
j) Độ ổn định với xung
k) Tình trạng lỗi khi xung vượt ngưỡng
l) Các thông số truyền thông
m) Các thông tin bổ sung, tuỳ điều kiện áp dụng, vấn đề thay thế phần tử chống sét và tần số làm việc.
n) Trở kháng nối tiếp (series impedance – if applicable) nếu áp dụng
5.1.2. Tem nhãn sản phẩm – Marking
Tem nhãn thiết bị chống sét phải rõ ràng các thông tin theo các mục thuộc 5.1.1 gồm a) tên nhà sản xuất hoặc tên thương mại của thiết bị; b) mã sản xuất của thiết bị có thể tra cứu ngày tháng năm sản xuất; c) kiểu thiết bị và e) điện áp làm việc liên tục lớn nhất. Tem nhãn thiết bị phải rõ ràng và có thể chống bám bẩn và chống bám bẩn trong quá trình sử dụng.
Tất cả các chú ý trong việc vận chuyển hoặc lắp đặt phải được ghi chú trên vỏ thiết bị và trong tài liệu thiết bị. Thiết bị đạt các yêu cầu kể trên sau khi tuân thủ quy trình kiểm tra theo 6.1.2
5.2. Các yêu cầu về thông số kỹ thuật điện
Các thiết bị chống sét phải đáp ứng theo yêu cầu về thông số kỹ thuật điện theo các thử nghiệm tuân theo quy trình được quy định trong phụ lục của mục 6
5.2.1. Các yêu cầu về điện áp giới hạn của thiết bị chống sét
Khi thiết bị chống sét chỉ bao gồm duy nhất phần tử giới hạn điện áp, thiết bị chống sét phải đáp ứng tất cả các yêu cầu trong mục 5.2.1, nếu thiết bị chống sét bao gồm các phần tử giới hạn điện áp và giới hạn dòng thì thiết bị chống sét cần phải đáp ứng các yêu cầu trong mục
5.2.1 đồng thời đáp ứng tất cả các ứng dụng yêu cầu theo 5.2.2
Một thiết bị chống sét bao gồm phần tử tuyến tính nối giữa cực đấu của thiết bị chống sét và đường dây được bảo vệ phải đáp ứng các yêu cầu ứng dụng trong mục 5.2.2
5.2.1.1. Điện áp làm việc liên tục lớn nhất UC
Nhà sản xuất phải công bố điện áp làm việc liên tục lớn nhất đối với thiết bị chống sét và phải phù hợp với ứng dụng cho nguồn điện AC với điện áp quy đổi r.m.s hoặc DC
Đánh giá đáp ứng tiêu chuẩn được kiểm tra theo mục 6.2.1.1
5.2.1.2. Điện trở cách điện
Thông số kỹ thuật này phải được công bố bởi nhà sản xuất và phải được thử nghiệm theo quy định tại mục 6.2.1.2
5.2.1.3. Giới hạn điện áp xung – Impulse limiting voltage
Thiết bị chống sét phải có ngưỡng điện áp xung xác định khi được thử nghiệm trong điều kiện xác định theo bảng 3. Điện áp xung ngưỡng cho phép phải nhỏ hơn điện áp bảo vệ UP, tham khảo tiêu chuẩn IEC 61180-1
5.2.1.4. Xung chuyển trạng thái – Impulse reset
Yêu cầu kỹ thuật này chỉ áp dụng đối với thiết bị chống sét dùng phần tử chuyển mạch bằng điện áp. Thiết bị chống sét khi chịu tác động xung xác định theo bảng 3 sẽ chuyển sang trạng thái dẫn điện dập dòng xung hoặc về trạng thái không dẫn điện.
Trong quá trình thử nghiệm dòng xung tác động lên thiết bị chống sét, đồng thời đặt điện áp thử nghiệm lên thiết bị chống sét theo bảng 4. Trừ trường hợp có lựa chọn khác, thiết bị chống sét phải trở lại trạng thái bình thường sau khoảng thời gian 30ms hoặc ít hơn.
5.2.1.5. Tính ổn định với nguồn điện AC
Thiết bị chống sét sau khi vượt qua thử nghiệm theo mục 6.2.1.6 với các dòng thử nghiệm theo bảng 5 phải đáp ứng các yêu cầu ứng dụng theo mục 5.2.1 và 5.2.2
5.2.1.6. Tính ổn định với xung – Impulse durability
Thiết bị chống sét sau khi vượt qua thử nghiệm theo mục 6.2.1.6 với dòng xung và điện áp xung có dạng sóng theo bảng 3 phải đáp ứng yêu cầu ứng dụng theo mục 5.2.1 và 5.2.2
5.2.1.7. Chế độ lỗi khi xung vượt ngưỡng
Thiết bị chống sét trong quá trình thử nghiệm không bị cháy, nổ hoặc dò xung phóng ra vỏ và không thải ra khí độc trong quá trình thử nghiệm theo 6.2.1.7
Nhà sản xuất phải cung cấp thông tin về khả năng dòng xung làm việc lớn nhất dạng xung 8/20 đồng thời phải cung cấp ngưỡng xung dẫn đến hỏng thiết bị chống sét như mô tả trong mục 6.2.1.7
5.2.1.8. Điểm mù – Blind Spot
Nếu không có thông tin nào về điểm mù từ nhà sản xuất cung cấp hoặc kiểm tra không xác định được điểm mong muốn, thử nghiệm thiết bị nhiều tầng bảo vệ được thực hiện theo mục 6.2.1.8
5.2.2. Yêu cầu về giới hạn dòng – current limiting requirements
Khi thiết bị chống sét được cấu tạo bao gồm cả phần tử giới hạn điện áp và giới hạn dòng, phần tử chống sét kiểu giới hạn dòng phải đáp ứng các yêu cầu theo mục 5.2.2. Thiết bị chống sét có chứa phần tử tuyến tính (ví dụ: điện trở, dây dẫn) nối giữa các cực các phần tử chống sét phải đáp ứng theo yêu cầu của mục 5.2.2.1; 5.2.2.2; 5.2.2.7 và 5.2.2.8
5.2.2.1. Dòng tải
Nhà sản xuất phải tuyên bố khả năng chịu dòng tải của thiết bị chống sét. Để xác định thông số này thiết bị chống sét phải được thử nghiệm theo mục 6.2.2.1, Trong và sau quá trình thử nghiệm dòng tải này, phần tử chống sét kiểu giới hạn dòng phải không thay đổi tính năng kỹ thuật làm việc.
5.2.2.2. Trở kháng nối tiếp – Series resistance
Nhà sản xuất phải công bố thông tin về trở kháng và độ sai lệch trở kháng nối tiếp. Để xác định các tham số này thiết bị sẽ được thử nghiệm theo 6.2.2.2
5.2.2.3. Thời điểm đáp ứng của phần tử giới hạn dòng
Khi thử nghiệm theo mục 6.2.2.3, phần tử giới hạn dòng phải có thời gian đáp ứng nhỏ hơn hoặc bằng với thời gian nhà sản xuất tuyên bố, giá trị dòng đáp ứng tiêu chuẩn được đề cập trong bảng 6. Tham khảo tiêu chuẩn ITU-T phần K30.
5.2.2.4. Thời điểm phục hồi của phần tử giới hạn dòng
Thiết bị chống sét bao gồm 1 hay nhiều phần tử giới hạn dòng có chức năng tự phục hồi, thời gian phục hồi hay thời gian để phần tử thiết bị chống sét trở về trạng thái bình thường Yêu cầu này không áp dụng cho thiết bị chống sét được chế tạo từ phần tử chống sét giới hạn dòng phục hồi bằng nhân công.
5.2.2.5. Điện áp ngắt lớn nhất – Maximum interrupting voltage
Yêu cầu này chỉ áp dụng cho thiết bị chống sét được chế tạo từ phần tử chống sét giới hạn dòng tự phục hồi hoặc phục hồi bằng nhân công. Nhà sản xuất phải công bố điện áp ngắt lớn nhất của thiết bị chống sét được chế tạo từ phần tử chống sét giới hạn dòng. Để xác định lại các thông số này thực hiện thử nghiệm theo mục 6.2.2.5. Sau các thử nghiệm trên phần tử chống sét giới hạn dòng không được suy giảm tính năng bảo vệ như ban đầu.
5.2.2.6. Thử khả năng chịu tải khi làm việc – Operating duty test
Yêu cầu này chỉ áp dụng cho các thiết bị chống sét được chế tạo tử phần tử chống sét giới hạn dòng tự phục hồi hoặc phục hồi bằng nhân công. Thiết bị chống sét đưa vào thử nghiệm được thử nghiệm nhiều lần với điện áp giới hạn (ngắt) bảo vệ lớn nhất. Dòng làm việc hay thử nghiệm phải có cường độ đủ lớn để kích hoạt làm việc phần tử chống sét giới hạn dòng và tham số sử dụng lựa chọn theo bảng 7. Sau khi trải qua các thử nghiệm theo trình tự thiết bị chống sét phải đảm bảo đạt yêu cầu theo mục 5.2.2.3 và 5.2.2.4.
5.2.2.7. Tính ổn định với nguồn điện AC
Thiết bị chống sét phải làm việc với dòng xác định trong các thử nghiệm đối với thiết bị chống sét. Bảng 8 đưa ra các mức dòng xác định. Thiết bị chống sét sau khi làm việc với các dòng thử nghiệm, phần tử chống sét giới hạn dòng phải đạt yêu cầu theo các mục 5.2.2.1; 5.2.2.2 và 5.2.2.3.
5.2.2.8. Tính ổn định với dòng xung
Thiết bị chống sét phải được thử nghiệm với một loạt xung với cường độ xung ở mức cực đại (đỉnh xung). Bảng 9 đưa ra các mức dòng xung xác định. Sau khi thử nghiệm với các dòng xung theo yêu cầu 6.2.2.8, các phần tử chống sét giới hạn dòng của thiết bị chống sét được thử nghiệm phải đạt yêu cầu theo 5.2.2.1, 5.2.2.2 và 5.2.2.3.
5.2.3. Yêu cầu về truyền thông
Thiết bị chống sét cần phải đạt các yêu cầu theo 5.2.3, yêu cầu bổ sung đối với 5.2.1 và 5.2.2, tuỳ thuộc vào ứng dụng dạng tín hiệu hoặc truyền thông cụ thể (ví dụ: tín hiệu thoại, dữ liệu và video). Bảng 1 cung cấp các hướng dẫn thử nghiệm tuỳ thuộc vào ứng dụng truyền thông.
5.2.3.1. Điện dung
Nhà sản xuất phải công bố thông số điện dung giữa các cực của thiết bị, để xác định đạt tiêu chuẩn thử nghiệm tuân thủ theo 6.2.3.1.
5.2.3.2. Suy hao xen vào
Thiết bị chống sét trong thử nghiệm phải xác định sự chênh lệch điện áp giữa điện áp từ máy phát đặt lên thiết bị đến điện áp đo được đầu ra của thiết bị chống sét theo 6.2.3.3
5.2.3.3. Suy hao phản hồi – Return loss
Thiết bị chống sét được thử nghiệm theo 6.2.3.3 nhằm xác định tổng số tín hiệu phản hồi về nguồn tín hiệu, ngoài tác động gây ra do giải tần làm việc của thiết bị chống sét còn có nguyên nhân do sự xen vào của thiết bị chống sét lên mạch truyên thông.
5.2.3.4. Truyền thông hai dây cân bằng
Thiết bị chống sét được thử nghiệm theo 6.2.3.4 thử nghiệm này nhằm xác định mức thấp nhất về độ dài cân bằng khi lắp thiết bị chống sét đối với mạch cân bằng. Độ dài cân bằng được đo bằng giải tần số là rất quan trọng.
5.2.3.5. Hệ số bit lỗi
Thiết bị chống sét được thử nghiệm theo 6.2.3.5, thử nghiệm này nhằm xác định việc lắp thiết bị chống sét xen vào gây ra số bit lỗi trong truyền thông số (digital).
5.2.3.6. Tín hiệu xen vào đầu cuối – Near-End Crosstalk
Thiết bị chống sét được thử nghiệm theo 6.2.3.6, thử nghiệm này nhằm xác định số tín hiệu cảm ứng gây ra do việc lắp thiết bị chống sét gây ra từ dây này sang dây kia.
5.3. Yêu cầu về kết cấu cơ khí của thiết bị chống sét
Thiết bị chống sét phải đáp ứng yêu cầu về kết cấu cơ khí theo các mục dưới đây, tuy nhiên yêu cầu kết cấu cơ khí có thể phải tuân thủ theo yêu cầu cao hơn đối với tiêu chuẩn từng quốc gia quy định
5.3.1. Cổng và đầu nối
5.3.1.1. Cổng và đầu nối phải được gắn chặt trên thiết bị chống sét và phải đảm bảo không gây ra ngắt kết nối khi đã được xiết bằng dụng cụ.
5.3.1.2. Vít, chịu dòng tải và cực nối
1) Cực nối phải chịu được các tác động mà không làm đứt kết nối trong quá trình sử dụng bình thường. kết cấu cơ khí dẫn điện phải chịu được xung lực cao do năng lượng của xung gây ra.
Vít gắn trong quá trình lắp thiết bị chống sét không được sử dụng kiểu vít khoan ren.
Kiểm tra đáp ứng các yêu cầu trên bằng cách kiểm tra và thử nghiệm theo 6.3.1.2
2) Cực kết nối điện phải được thiết kế chắc chắn đảm bảo tính dẫn điện tốt với vật liệu chế tạo không phải từ gốm hoặc mica hoặc các vật liệu có tính chất dẫn điện không phù hợp, trừ trường hợp vật liệu có tính đàn hội được pha vào vật liệu kim loại để giảm độ cứng hoặc giòn
Đáp ứng tiêu chuẩn bằng phương pháp kiểm tra thực tế bằng mắt và nhân công.
Đáp ứng các điều kiện về vật liệu phù hợp còn phải xét đến kích thước các cực của thiết bị chống sét.
3) Phần dẫn dòng bao gồm cả các cực đấu dây và cho tiếp địa trong bất kỳ trường hợp nào cũng phải được chế tạo từ:
a. Đồng hoặc
b. Hợp kim đồng với ít nhất 58% đồng để đảm bảo độ dẫn điện và nhiệt độ thấp.
c. Hợp kim đồng với tối thiểu 50% đồng cho chế độ làm việc dẫn điện sinh nhiệt với các thành phần kim loại khác dùng để phủ nhưng không làm tăng điện trở dẫn điện cao hơn đồng đồng thời đảm bảo kết cấu chắc chắn không thấp hơn mức yêu cầu.
Các yêu cầu về kết cấu cơ khí đối với các cực đấu dây của thiết bị được đề cập đến bao hàm trong tiêu chuẩn IEC 61643-1.
5.3.1.3. Cực đấu dây có vít xiết đầu cáp
1) Cực đấu dây phải có kết cấu chắc chắn với các yêu cầu sau : Mỗi cực đấu dây chỉ nối 1 dây dẫn đồng thời có thể đấu dây hoặc ngắt dây riêng
rẽ.
2) Có thể kẹp đầu cáp với kích thước lớn đến kích thước cho phép đã được thiết kế và yêu cầu
5.3.1.4. Cách điện nối đầu cáp
Phần đầu nối cách điện phải đảm bảo kết cấu chắc chắn tin cậy, kiểm tra tính hợp quy bằng nhân công và thử nghiệm theo 6.3.1.4
Vít xiết đầu nối kẹp cáp được đánh dấu cho một đầu không được dùng để cố định phần khác thậm chí là để cố định thiết bị
Kiểm tra hợp quy bằng nhân công
Kim loại làm vít không được sử dụng bằng vật liệu kim loại mềm và thiếu tin cậy
5.3.1.5. Chịu va đập kim loại
Các loại kẹp, khoá, kẹp giữ cáp, vòng đêm siết cáp, cáp và các phần tương tự phải chịu được các lực siết như kim loại (tham khảo thêm IEC 60999-1).
5.3.2. Yêu cầu về chịu lực
Kết cấu thiết bị chống sét phải đảm bảo đủ chắc chắn khi lắp đặt để đảm bảo làm việc ổn định.
5.3.3. Chống tác động của vật rắn và nước từ bên ngoài
Thiết bị chống sét phải có kết cấu đảm bảo yêu cầu vận hành trong điều kiện theo yêu cầu mô tả trong mục 4.1, Thiết bị lắp đặt ngoài trời phải được lắp trong hộp kín chống lại tác động của môi trường bằng thuỷ tinh hoặc vật liệu gốm tráng men hoặc vật liệu cho phép khác chịu được ăn mòn, chống tia cực tím, va đập .v.v
Các thiết bị được lắp phải có khoảng cách với bề mặt đủ lớn giữa 2 phần tử có điện thế chênh lệch, ở một số quốc gia có thể áp dụng tiêu chuẩn của quốc gia cho các yêu cầu trên.
5.3.4. Bảo vệ chống tiếp xúc trực tiếp
Để đảm bảo không thể tiếp xúc trực tiếp vào các phần dẫn điện hoặc các phần tử chống sét thiết bị chống sét cần phải được thiết kế đảm bảo không thể có tiếp xúc trực tiếp của người vào các phần kể trên khi thiết bị chống sét được lắp đặt đưa vào sử dụng. Các yêu cầu này áp dụng cho các thiết bị chống sét làm việc với đường dây có điện áp UC từ 50V rms hoặc 71VDC trở lên.
Thiết bị chống sét, ngoại trừ các thiết bị không thể tiếp cận, phải có thiết kế chắc chắn khi lắp đặt đấu nối dân dẫn từ bên ngoài không thể tiếp xúc trực tiếp với con người trong điều kiện sử dụng bình thường, phần cực đấu nối cũng như các phần tử chống sét bên trong thiết bị không thể tiếp xúc trực tiếp ngay cả trong trường hợp thiết bị được tháo ra bằng tay mà không cần dụng cụ (kiểm tra hợp quy về cách điện theo mục 6.3.4).
Phần cực đấu nối giữa tiếp địa và các phần cực đấu nối khác có thể tiếp xúc phải có điện trở tiếp xúc nhỏ (tham khảo IEC 60529).
Một số quốc gia khác có thể có quy định quốc gia riêng.
5.3.5. Chống cháy
Các phần cách điện phải được chế tạo từ vật liệu không cháy hoặc tự dập lửa.
Một số quốc gia khác có thể có quy định riêng.
5.4. Yêu cầu về môi trường.
Thiết bị chống sét với mục đích sử dụng trong điều kiện môi trường theo yêu cầu 4.1 được coi là hợp quy sau khi có thoả thuận thống nhất giữa người dùng và nhà sản xuất.
5.4.1. Nhiệt độ và chịu ẩm cao
Thiết bị được đặt trong môi trường thử nghiệm với nhiệt độ 80oC và độ ẩm 90%, thời gian thử nghiệm thiết bị coi là đạt yêu cầu khi thực hiện theo bảng 15. Thử nghiệm này chỉ áp dụng cho thiết bị lắp đặt sử dụng trong môi trường không ổn định và quy trình thử nghiệm hợp quy tuân theo 6.4.1, sau khi thử nghiệm trên hoàn thành thiết bị chống sét với các phần tử chống sét giới hạn điện áp phải hợp quy theo yêu cầu 5.2.1.2 và 5.2.1.3, nếu thiết bị được đưa vào thử nghiệm có phần tử giới hạn dòng thì phải hợp quy theo yêu cầu 5.2.2.2 và 5.2.2.3
Trong trường hợp seri sản phẩm được nhà sản xuất công bố đầy đủ thông tin, ngoài thông tin về UC, và các sản phẩm cùng loại khác, ngoại trừ trường hợp điện áp làm việc thay đổi dẫn đến điện áp UC của thiết bị thay đổi theo tương ứng, thì chỉ cần thử nghiệm với mức điện áp bảo vệ lớn nhất.
5.4.2. Thử nghiệm lặp lại về điều kiện môi trường khi thiết bị chống sét đang chịu dòng xung.
Thiết bị đặt trong môi trường thử nghiệm với mức nhiệt độ và độ ẩm cao nhất trong khi dẫn dòng xung. Các thông số về môi trường lặp lại trong thử nghiệm khi thiết bị dẫn dòng xung lựa chọn theo bảng 16.
Trong và sau quá trình thử nghiệm với điều kiện môi trường ở mức cao nhất, phần tử chống sét kiểu giới hạn điện áp phải đáp ứng yêu cầu theo 5.2.1.2 và 5.2.1.3, nếu thiết bị đưa vào thử nghiệm bao gồm cả phần tử chống sét kiểu giới hạn dòng thì phải đáp ứng yêu cầu theo 5.2.2.2 và 5.2.2.3.
Thiết bị đưa vào thử nghiệm này chỉ áp dụng cho các thiết bị dùng cho môi trường không ổn định và các thử nghiệm được thực hiện theo quy định 6.4.2
Trong trường hợp seri sản phẩm được nhà sản xuất công bố đầy đủ thông tin, ngoài thông tin về UC, và các sản phẩm cùng loại khác, ngoại trừ trường hợp điện áp làm việc thay đổi dẫn đến điện áp UC của thiết bị thay đổi theo tương ứng, thì chỉ cần thử nghiệm với mức điện áp bảo vệ lớn nhất.
5.4.3. Thử nghiệm lặp lại về điều kiện môi trường khi thiết bị chịu dòng xung AC
Thiết bị đặt trong môi trường thử nghiệm với nhiệt độ và độ ẩm cao nhất trong khi dẫn dòng thay đổi. Cường độ dòng thử nghiệm và thời gian thử nghiệm lựa chọn theo bảng 5, nhiệt độ và độ ẩm thử nghiệm lựa chọn theo bảng 16.
Trong và sau quá trình thử nghiệm với điều kiện môi trường ở mức cao nhất, thiết bị chống sét phải đáp ứng yêu cầu theo 5.2.1.2 và 5.2.1.3
Thiết bị chống sét thử nghiệm trong điều kiện này chỉ áp dụng cho thiết bị sử dụng trong điều kiện môi trường không ổn định và đáp ứng quy chuẩn theo 6.4.3
Trong trường hợp seri sản phẩm được nhà sản xuất công bố đầy đủ thông tin, ngoài thông tin về UC, và các sản phẩm cùng loại khác, ngoại trừ trường hợp điện áp làm việc thay đổi dẫn đến điện áp UC của thiết bị thay đổi theo tương ứng, thì chỉ cần thử nghiệm với mức điện áp bảo vệ lớn nhất.
6. Quy trình thử nghiệm
6.1. Yêu cầu chung đối với các thử nghiệm
6.1.1. Nhận dạng sản phẩm và tài liệu
Nhận dạng sản phẩm và tài liệu thiết bị đi kèm được kiểm tra bằng nhân công theo yêu cầu
5.1.1
6.1.2. Tem nhãn sản phẩm
Kiểm tra tem nhãn sản phẩm được thực hiện bởi nhân công, Những quy tắc nhận dạng sau đây được thực hiện đối với tem nhãn của tất cả các sản phẩm ngoại trừ việc chúng được làm theo kiểu đóng dấu, khuôn hoặc khắc.
Kiểm tra bằng cách cọ xát bằng tay với vải cotton len nhúng nước trong thời gian 15giây và lặp lại với dung dịch benzen thơm với nồng độ tối đa 0,1% trong thời gian 15giây. Một dung dịch nhựa thông hoà butanol 29 với nhiệt độ sôi ở 65oC với trọng lượng riêng khoảng 0,68g/cm3
. Sau khi hoàn tất các thử nghiệm tem nhãn sản phẩm vẫn phải rõ ràng dễ đọc.
6.2. Thử nghiệm thông số kỹ thuật điện
6.2.1. Thử nghiệm điện áp giới hạn
6.2.1.1. Thử nghiệm điện áp làm việc liên tục lớn nhất UC
Điện áp UC được kiểm tra trong quá trình thử nghiệm cách điện theo yêu cầu 6.2.1.2.
6.2.1.2. Điện trở cách điện
Điện trở cách điện cần phải được xác định ở cả đầu vào và đầu ra tại cùng thời điểm trên cả 2 cực của thiết bị chống sét. Điện áp thử nghiệm thiết bị được đặt ở mức UC, thiết bị đo mức dòng chạy qua thiết bị chống sét xác định dòng qua thiết bị, điện trở cách điện được xác định bằng tỷ lệ giữa điện áp và dòng chạy qua thiết bị và phải lớn hơn hoặc bằng với mức nhà sản xuất tuyên bố.
6.2.1.3. Xung thử nghiệm giới hạn điện áp
Thiết bị chống sét được thử nghiệm với 1 xung được lựa chọn từ mục C của bảng 3 đặt lên cực phù hợp của thiết bị. Mức dòng xung thử nghiệm được lựa chọn phù hợp căn cứ trên khả năng chịu mức năng lượng của thiết bị chống sét cũng như xem xét đến thử nghiệm ổn định xung theo 6.2.1.6; Cả xung thử nghiệm giới hạn điện áp và xung thử nghiệm độ ổn định đưa vào thử nghiệm phải thuộc 1 dạng xung, các mức xung được liệt kê trong bảng 3 là những yêu cầu tối thiểu. Các dạng xung khác căn cứ theo tiêu chuẩn ví dụ theo đề xuất của ITU-T.
Các dạng xung khác được thử nghiệm có thể lựa chọn từ mục A1, B, C và D cũng như các dạng xung được liệt kê trong tài liệu kỹ thuật của thiết bị chống sét. Tuy nhiên, các thử nghiệm này là tuỳ chọn thêm và phải được áp dụng phù hợp với ứng dụng của thiết bị chống sét. Mức xung thử nghiệm phải căn cứ trên khả năng chịu mức năng lượng của thiết bị chống sét theo tuyên bố của nhà sản xuất.
Ngoại trừ trường hợp có chỉ định đặc biệt khác, một lần thử nghiệm xung sẽ bao gồm 5 xung âm và 5 xung cực dương. Máy phát xung phát ra xung áp dạng hở mạch và dòng ngắn mạch được lựa chọn theo bảng 3.
Đo mức điện áp giới hạn với mỗi lần phát xung thử nghiệm không có tải. Mức điện áp cực đại đo được trên cực phù hợp của thiết bị chống sét không được vượt quá mức điện áp bảo vệ đã được tuyên bố (UP). Thời gian nghỉ giữa các lần thử nghiệm phải đủ dài để đảm bảo nhiệt độ của thiết bị trở về môi trường ban đầu như trước khi thử nghiệm. điều đó có nghĩa là mỗi thiết bị khác nhau sẽ có đặc tuyến theo nhiệt độ khác nhau. Và vì thế việc nghỉ giữa các lần phát xung thử nghiệm là điều cần thiết.
Xem phụ lục D để có chi tiết về thiết lập thiết bị ghi lại quá trình phát xung thử nghiệm.
Xung thử nghiệm được đặc lên các cực của thiết bị chống sét X1 và X2 theo hình vẽ 1c và 1e.
Thử nghiệm thiết bị chống sét theo sơ đồ 1c và 1e, mỗi cặp cực (X1-C và X2-C) có thể thử nghiệm đồng thời, cùng cực xung hoặc riêng rẽ.
Thiết bị chống sét được chế tạo từ phần tử rẽ nhánh, điện áp làm việc bình thường đặt lên cực của thiết bị chống sét trong thời gian không có xung đo được không được vượt quá mức điện áp bảo vệ UP.
6.2.1.7. Chế độ lỗi khi xung vượt ngưỡng.
Thiết bị chống sét sẽ được thử nghiệm với dòng xung quá khả năng làm việc của thiết bị cũng như nguồn AC tác động quá ngưỡng làm việc, để thử nghiệm với thiết bị chống sét có cấu tạo kiểu hình 1c, 1e và 1f, mỗi cặp cực X1-C và X2-C có thể thử nghiệm riêng rẽ. Đối với thiết bị có cấu tạo kiểu 1f thử nghiệm bằng cách chọn 1 trong 2 cổng là mẫu thử đại diện. Các thiết bị chống sét kiểu khác được thử nghiệm với xung thử nghiệm và nguồn AC thử nghiệm.
Sau khi thử nghiệm về trở kháng, điện áp giới hạn và trở kháng nối tiếp (nếu áp dụng) thiết bị sẽ được thử nghiệm chế độ vượt ngưỡng nhằm xác định khả năng chịu vượt ngưỡng theo 3.3, Thiết bị được coi là đáp ứng yêu cầu chịu vượt ngưỡng khi thử nghiệm với xung vượt ngưỡng mà không gây ra cháy nổ, hay rò điện hoặc phát ra khí độc.
Xung vượt ngưỡng:
Thiết bị chống sét được đấu nối theo sơ đồ hình 16, xung dòng thử nghiệm với dạng 8/20, với cường độ xung in, Chỉ định của nhà sản xuất được áp dụng cho thử nghiệm theo công thức:
itest = in(1+0,5N)
Thử nghiệm sẽ được bắt đầu với dòng in và N=0, quá trình được lặp lại với N tăng thêm 1 sau mỗi lần thử nghiệm và giới hạn N=6. Nếu thiết bị không đạt được ngưỡng vượt xung sau thử nghiệm này thì chuyển sang thử nghiệm vượt ngưỡng với nguồn AC
Vượt ngưỡng nguồn AC
Thiết bị được đấu nối vào mạch thử nghiệm theo sơ đồ hình 3. Dòng AC vượt ngưỡng thử nghiệm được đặt theo chỉ dẫn của nhà sản xuất, dòng thử nghiệm được đặt lên thiết bị trong khoảng thời gian 15phút kiểu điện áp hở mạch (nguồn áp) tần số 50 hoặc 60Hz, với cường độ đủ lớn để đảm bảo phần tử dẫn điện của thiết bị thử nghiệm đạt đến ngưỡng. Kết thúc quá trình thử nghiệm phần lắp đặt thiết bị chống sét có thể nhận được một thiết bị hoàn toàn khác với trước thử nghiệm (thiết bị có thể bị phá huỷ biến dạng).
6.2.1.8. Thử nghiệm điểm mù
Để xác định điểm mù của thiết bị chống sét kiểu nhiều tầng bảo vệ, một thiết bị mẫu hoàn toàn mới được đưa vào thử nghiệm
a) Lựa chọn dạng xung thử nghiệm để xác định UP. Trong quá trình thử nghiệm với xung này xác định điện áp giới hạn xung và điện theo thời gian của xung bằng máy hiện xung.
b) Giảm 10% mức điện áp dạng hở mạch như thử nghiệm ở mục a) và tác động một xung cực dương lên thiết bị chống sét trong khi vẫn tiếp tục giám sát bằng máy hiện sóng. Mức điện áp giới h ạn đo được trong thử nghiệm này khác với mức giới hạn điện áp trong thử nghiệm theo mục a) trong trường hợp không có sự khác biệt tiếp tục thử nghiệm với mức điện áp mạch hở thấp hơn 10% nữa, tuy nhiên điện áp giới hạn ngưỡng này phải cao hơn điện áp UC.
c) Đặt xung thử nghiệm cực dương lên thiết bị chống sét trong quá trình thử nghiệm với điện áp hở mạch tương ứng với 20%, 30%, 45%, 60%, 75% và 90% của mức điện áp đã thực hiện thử nghiệm theo mục a) trong khi vẫn tiếp tục giám sát mức điện áp giới hạn bằng máy hiện sóng.
d) Với các mức điện áp hở mạch đã dùng trong thử nghiệm theo mục c) xác định mức điện áp giới hạn mà thử nghiệm đó bằng với thử nghiệm theo mục a) thì dừng lại.
e) Giảm mức điện áp hở mạch 5% và thử nghiệm lại, tiếp tục quy trình thử nghiệm với bước thay đổi 5% cho đến khi đạt được yêu cầu như mục b).
f) Tại mức điện áp hở mạch xác định được ở trên, đặt 2 xung cực dương và 2 xung cực âm lên thiết bị thử nghiệm. Sau quá trình thử nghiệm theo yêu cầu từ mục a) đến mục f) thiết bị phải đáp ứng yêu cầu theo 5.2.1.2.
6.2.2. Thử nghiệm giới hạn dòng
6.2.2.1. Dòng tải
Thiết bị chống sét đưa vào thử nghiệm đặt mắc theo sơ đồ hình 5, nguồn điện áp thử nghiệm đặt lên thiết bị chống sét phải đủ lớn để đảm bảo đạt tới mức dòng tải chịu được của thiết bị theo tuyên bố của nhà sản xuất. Tần số của nguồn điện áp có thể là 0Hz(DC) hoặc 50 hoặc 60Hz.
Trong quá trình thử nghiệm dòng tải của thiết bị chống sét, nếu thiết bị chống sét bao gồm phần tử chống sét kiểu giới hạn dòng thì phần tử này phải ở chế độ không làm việc, dòng tải thử nghiệm đặt lên thiết bị chống sét được điều chỉnh bởi điện trở RS; RS1 và RS2. Phần tử giới hạn dòng phải được đặt trong thử nghiệm chịu dòng tải ít nhất với thời gian 1giờ cho mỗi chu kỳ. Trong quá trình thử nghiệm trên, các phần có thể tiếp xúc bằng tay nhiệt độ không được vượt quá mức cho phép (xem thêm mục 4.5.1 IEC 60950).
6.2.2.2. Trở kháng nối tiếp
Thiết bị chống sét đưa vào thử nghiệm được đấu theo sơ đồ hình 5. Điện áp đưa vào thiết bị thử nghiệm thấp hơn điện áp ngắt của thiết bị được chỉ định bởi nhà sản xuất. tần số của điện áp có thể là 0Hz(DC) hoặc 50Hz hoặc 60Hz. Dòng thử nghiệm đặt lên thiết bị bằng với dòng thử nghiệm dòng tải với việc điều chỉnh nhờ điện trở RS; RS1 và RS2. trở kháng được tính bằng công thức (e-iRS)/i trong đó e là điện áp nguồn thử nghiệm, i là dòng tải được xác định bằng đồng hồ đo dòng theo hình 5.
6.2.2.3. Thời gian đáp ứng dòng
Thiết bị chống sét được đấu vào mạch thử nghiệm theo hình 5. Điện áp nguồn đặt lên thiết bị thử nghiệm phải đặt ở mức thấp hơn điện áp ngắt của thiết bị theo tài liệu nhà sản xuất công bố. Tần số nguồn điện có thể là 0Hz(DC) hoặc 50Hz hoặc 60Hz tuỳ lựa chọn theo ứng dụng của thiết bị. Thiết bị được đặt trong môi trường thử nghiệm với nhiệt độ theo quy định 4.2. Thời gian nghỉ giữa các lần thử nghiệm phải đủ lâu để đảm bảo thiết bị trở về nhiệt độ ban đầu như trước khi thử nghiệm trước khi thực hiện chu trình thử nghiệm mới. Một lựa chọn khác là thử nghiệm lần lượt các thiết bị để tránh thời gian chờ đợi làm nguội thiết bị. Điện trở RS hay RS1 và RS2 được sử dụng để điều chỉnh mức dòng mong muốn cho thử nghiệm đáp ứng yêu cầu theo bảng 6. Thời gian đáp ứng của phần tử giới hạn dòng của thiết bị chống sét được ghi lại mỗi lần thử nghiệm. Thời gian đáp ứng của thiết bị được tính từ thời điểm phát dòng lên thiết bị cho đến khi dòng đặt lên thiết bị giảm còn 10% mức dòng tải. Nếu mức dòng thử nghiệm dự kiến vượt quá mức dòng chịu được của phần tử giới hạn dòng, thì mức dòng thử nghiệm cao nhất sẽ bằng với mức chịu được lớn nhất của phần tử giới hạn dòng.
6.2.2.4. Thời gian dòng phục hồi
Thiết bị chống sét được đấu trong mạch thử nghiệm theo hình 5. Điện áp nguồn đặt lên thiết bị thử nghiệm phải thấp hơn mức điện áp ngắt của thiết bị theo công bố của nhà sản xuất. Tần số nguồn điện có thể lựa chọn 0Hz(DC) hoặc 50Hz hoặc 60Hz.
Với mỗi cấu hình thiết bị chống sét, mức dòng tải khởi đầu tương ứng với mức dòng tải chịu được, việc điều chỉnh dòng mong muốn được thực hiện bởi việc điều chỉnh điện trở RS hoặc RS1 và RS2. Thiết bị chống sét thử nghiệm được đặt làm việc ổn định với mức dòng tải tối đa. Sau khi thử nghiệm quá trình ổn định, điện trở RS hoặc RS1 và RS2 được điều chỉnh giảm để tăng dòng tải đặt lên thiết bị thử nghiệm đến mức phần tử giới hạn dòng của thiết bị làm việc. thử nghiệm trạng thái này được giữ trong khoảng thời gian 15phút sau khi dòng tải đặt lên thiết bị thử nghiệm giảm xuống còn 10% mức dòng tải tối đa. Điện trở RS hoặc RS1 và RS2 được đặt về mức khởi đầu, thời gian thiết bị chống sét phục hồi dòng tải về đến mức 90% mức dòng tải tối đa được ghi lại và khoảng thời gian này không được vượt quá 120giây. Tuỳ thuộc vào ứng dụng, thử nghiệm có thể kết thúc ở mức dòng thấp hơn mức dòng tối đa đối với phần tử giới hạn dòng tự phục hồi. Đối với phần tử giới hạn dòng tự phục hồi, thời gian ngắt dòng sẽ ngắn hơn 120giây. Sau khi dòng phục hồi về mức yêu cầu phần tử giới hạn dòng tự phục hồi phải ngâm trong điều kiện dòng tải tối đa với thời gian 5phút để đảm bảo rằng thiết bị đã trở về trạng thái không ngắt dòng (trạng thái tĩnh).
6.2.2.5. Điện áp ngắt lớn nhất
Thiết bị chống sét đưa vào thử nghiệm được đấu theo sơ đồ hình 5. Điện áp thử nghiệm được đặt ở mức lớn nhất tương ứng với mức điện áp ngắt theo công bố của nhà sản xuất, tần số nguồn điện thử nghiệm sử dụng có thể là 0Hz(DC) hoặc 50Hz hoặc 60Hz.
Điện trở RS hoặc RS1 và RS2 được điều chỉnh để đảm bảo dòng đủ lớn để thiết bị chống sét với phần tử giới hạn dòng chuyển sang chế độ làm việc. Điều kiện thử nghiệm này được giữ trong khoảng thời gian 1giờ. Sau khi thử nghiêm kết thúc chức năng giới hạn dòng của thiết bị chống sét phải đáp ứng yêu cầu theo 5.2.2.2; 5.2.2.3 và 5.2.2.4.
6.2.2.6. Thử nghiệm chế độ làm việc
Thiết bị chống sét đưa vào thử nghiệm được nối theo sơ đồ 5. Điện áp thử nghiệm được đặt tương ứng với mức điện áp ngắt theo công bố của nhà sản xuất với tần số nguồn điện tuỳ chọn theo ứng dụng 0Hz(DC) hoặc 50Hz hoặc 60Hz.
Tương ứng với mỗi thiết bị chống sét có cấu hình khác nhau, dòng tải thử nghiệm sẽ được điều chỉnh theo tham số được chỉ ra trong bảng 7(việc điều chỉnh được thực hiện bởi điện trở RS hoặc RS1 và RS2) bằng việc thay thế thiết bị chống sét bằng dây dẫn ngắn mạch. Mức tham số dòng đưa vào thử nghiệm sẽ được đặt ở mức để chức năng giới hạn dòng của thiết bị chống sét chuyển sang chế độ làm việc. Sau khi thiết lập tham số, đưa thiết bị chống sét vào mạch thử nghiệm với các tham số kể trên cho đến khi dòng thử nghiệm giảm xuống còn 10% mức dòng tối đa.
Sau khi thiết bị chống sét đã chuyển sang chế độ làm việc, ngắt nguồn khoảng 2 phút hoặc đợi cho đến khi thiết bị chống sét chuyển về trạng thái bình thường(tĩnh-không làm việc). Sau mỗi chu kỳ thử nghiệm là chu kỳ nghỉ và được lặp lại thử nghiệm với số lần thực hiện theo yêu cầu của bảng 7. Sau khi kết thúc chu kỳ thử nghiệm cuối cùng, Thiết bị chống sét phải đáp ứng yêu cầu theo 5.2.2.2; 5.2.2.3 và 5.2.2.4.
6.2.2.7. Tính ổn định nguồn AC đối với chức năng giới hạn dòng
Thiết bị chống sét đưa vào thử nghiệm được đấu nối theo hình 6. Dòng ngắn mạch AC thử nghiệm được lựa chọn theo bảng 8. Đặt dòng thử nghiệm với số lần được chỉ định theo bảng tuỳ thuộc vào lựa chọn số lần thử nghiệm với khoảng thời gian nghỉ giữa các lần thử nghiệm đủ lớn để đảm bảo trước khi thử nghiệm tiếp theo được thực hiện nhiệt độ của thiết bị trở về nhiệt độ môi trường ban đầu. Điện áp xung AC đặt lên thiết bị thử nghiệm không được vượt quá mức điện áp giới hạn ngắt do nhà sản xuất công bố. trước và sau khi thực hiện các lần thử nghiệm thiết bị phải đạt yêu cầu theo 5.2.2.1; 5.2.2.2 và 5.2.2.3.
Dòng xung thử nghiệm được đặt lên cực phù hợp theo chỉ định của bảng 8. Dòng thử nghiệm được đặt đồng thời lên cả 2 cực X1 và X2 của thiết bị cũng như với thiết bị đối với thiết bị 3 hay 5 cực. Đối với thiết bị có 3 hay 5 cực, từng cặp cực X1-C và X2-C ở phía cực không bảo vệ có thể thực hiện thử nghiệm đồng thời với cùng cực xung hoặc riêng rẽ.
6.2.2.8. Tính ổn định xung với chức năng giới hạn dòng
Thiết bị đưa vào thử nghiệm được nối vào mạch theo hình 7. Điện áp dòng và xung thử nghiệm được lấy theo bảng 9. Đưa dòng xung thử nghiệm với số lần được chỉ định theo yêu cầu với khoảng thời gian giữa các lần phát xung đủ lớn để đảm bảo thiết bị trở về nhiệt độ môi trường ban đầu trước khi thực hiện thử nghiệm tiếp theo. Một nửa số xung thử nghiệm đưa vào có cực dương(điện áp dương) và một nửa còn lại là cực âm. Một cách thực hiện khác là đưa một nửa số thiết bị vào thử nghiệm với một dạng cực xung và một nửa còn lại với cực xung ngược lại. Trước khi thực hiện và sau khi hoàn thành thử nghiệm, thiết bị phải đáp ứng các yêu cầu theo 5.2.2.1; 5.2.2.2 và 5.2.2.3. Thông số dòng xung được lựa chọn theo bảng 9 và đưa vào cực thử nghiệm thích hợp của thiết bị. Dòng xung thử nghiệm được đặt lên cực X1 và X2 của thiết bị kiểu 3 hoặc 5 cực được đưa vào thử nghiệm. Thử nghiệm thiết bị 3 hay 5 cổng bằng cách đưa vào xung thử nghiệm vào cổng X1 và X2 với các cực xung cùng dấu đồng thời hoặc riêng rẽ từng cực X1-C hoặc X2-C ở phía không được bảo vệ của thiết bị đưa vào thử nghiệm.
Đối với trường hợp thiết bị chống sét có yêu cầu, mạch thử nghiệm cần phải đưa vào một cầu chì giới hạn dòng trong thử nghiệm nhằm giảm năng lượng trong thử nghiệm mức năng lượng chịu được của thiết bị chống sét (I2t). Bộ phận giới hạn dòng điện tử với hạn chế ở mức tối đa việc bảo vệ chịu tải của phần tử trở kháng cũng như điện áp (ví dụ: phần tử chống sét kiểu ống phóng xung dạng khí) nếu có yêu cầu nhất thiết
phải đưa vào mạch thử nghiệm.
6.2.3. Thử nghiệm truyền thông
6.2.3.1. Điện dung
Điện dung của thiết bị chống sét giữa các cực được đo bởi tín hiệu máy phát xung với tần số 1MHz và điện áp 1V r.m.s. Đo đồng thời từng cặp cực, các cặp cực còn lại không nằm trong thử nghiệm được nối với nhau đồng thời nối đất chung với máy phát xung. Xung thử nghiệm không được dùng dạng tam giác với lưu ý rằng một số kiểu thiết bị chống sét có cấu tạo với điện dung phụ thuộc vào điện áp một chiều tăng/giảm đều. Trong một số trường hợp điện áp một chiều giảm/tăng dần có thể thử nghiệm trên 1 dây truyền thông của thiết bị đưa vào thử nghiệm trong trường hợp thiết bị bảo vệ truyền thông đôi dây kiểu không cân bằng.
6.2.3.2. Suy hao xen vào
Suy hao xen vào được tính bằng đơn vị dB được đo bằng 1m cáp dài với trở kháng tương đương. Để xác định trở kháng vào của thiết bị được xác định theo mạch thử nghiệm hình 8 với đoạn dây ngắn mạch thay thế thiết bị. sau đó thiết bị chống sét thử nghiệm được đưa vào mạch thay thế đoạn dây ngắn mạch và một thiết bị đo suy hao hiển thị đơn vị dB được đưa vào để xác định kết quả. Suy hao xen vào là một vector giữa 2 kết quả đo. Bảng 10 liệt kê đặc tính trở kháng liên hệ giữa giải tần số và kiểu cáp. Mức thử nghiệm đề xuất ở -10dBm.
Đầu đo và đầu nối có suy hao không được vượt quá 3dB trong giải tần truyền thông.
Suy hao xen vào được thử nghiệm vào kiểm tra ở băng tần mà thiết bị chống sét sẽ được ứng dụng bảo vệ trên thực tế.
6.2.3.3. Suy hao phản hồi
Suy hao phản hồi được tính bằng đơn vị dB quy đổi theo 1m cáp chiều dài với trở kháng tương ứng. Mạch đo được thiết lập theo hình 9 với đoạn cáp ngắn mạch thay thế thiết bị chống sét đưa vào thử nghiệm. sau đó thiết bị chống sét được đưa vào mạch và phép đo theo đơn vị dB được thiết lập. Bảng 10 liệt kê các thông số trở kháng, giải tần và kiểu cáp. Mức thử nghiệm đề xuất ở -10dB. Một tín hiệu được phát đến thiết bị chống sét, nhận về tín hiệu phản hồi được đo trên cực thử nghiệm của thiết bị chống sét, do trở kháng vào làm suy hao tín hiệu, Suy hao phản hồi được xác định và ghi lại với giải tần làm việc mà thiết bị sẽ được sử dụng.
6.2.3.4. Cân bằng đôi dây đối xứng/suy hao đối xứng
Cân bằng đôi dây được xác định theo công thức dưới đây và nó tương ứng với suy hao đối xứng được mô tả trong ITU-T O.9 (3.1999).
Thử nghiệm cân bằng cho thiết bị chống sét có 3 hay 4 hay 5 cực được thiết lập theo hình 10. Đối với thiết bị chống sét có 4 hay 5 cực thử nghiệm được thực hiện với cả 2 trạng thái đóng và mở của khoá S1. Cân bằng đôi dây đối xứng là tỷ lệ giữa điện áp thử nghiệm đặt lên thiết bị chống sét và điện áp đầu ra trên thiết bị chống sét được tính theo đơn vị dB như sau:
Longitudinal Balance (cân bằng đối xứng) dB = 20 Log(VS/Vm).
Trong đó VS và Vm được xác định với cùng tần số.
Để đảm bảo độ chính xác với tần số cao, một máy biến áp cân bằng mô phóng với điện trở tương đồng có thể được sử dụng thay thế trong thử nghiệm theo hình 10. Cấu hình cầu thử nghiệm với điện trở ngang với trở kháng Z1 và điện trở dọc với trở kháng Z2 không đại diện cho toàn bộ các điều kiện trên thực tế. Thông số và giới hạn theo đặc tính truyền thông như tần số làm việc và điện áp đặc biệt cần chú ý đến trở kháng đầu vào và xác định tần số làm việc theo đề xuất ITU-T. Một ví dụ về kết quả và trở kháng theo giải tần khác nhau đến 190kHz theo bảng. Trừ trường hợp có chỉ định khác, tần số thử nghiệm sẽ được tăng dần ví dụ 200Hz, 500Hz, 1000Hz và 4000Hz đối với các ứng dụng truyền thông Analog, hoặc 5kHz, 60kHz, 160kHz và 190kHz đối với truyền thông số ISDN. Thuộc tính cân bằng đối xứng của các thiết bị đo phải ở mức lớn hơn 20dB so với giới hạn của thiết bị chống sét đưa vào thử nghiệm. Đối với thiết bị chống sét bị ảnh hưởng bởi điện áp DC giảm/tăng dần thì cần phải thử nghiệm xác định tính năng cân bằng đối xứng với từng cực của thiết bị chống sét bằng điện áp 1 chiều (DC) giảm/tăng dần. Yêu cầu về thiết bị đo được mô tả trong ITU-T mục O.9.
Trong khi suy hao đối xứng phụ thuộc vào điện trở nối tiếp của thiết bị chống sét.
Tính cân bằng được xác định như điện trở lớn nhất hay tỷ lệ giữa điện trở nối tiếp.
6.2.3.5. Hệ số Bit lỗi – BER
Hệ số bit lỗi được xác định bằng tỷ lệ số bit lỗi trên tổng số bit truyền, thông số này thường được sử dụng để xác định tính năng truyền thông hoặc khả năng lưu trữ. Ví dụ với 2,5bit lỗi trên tổng số bit truyền 100.000bit tương ứng với tỷ lệ 2,5 trên 10-5 hay 2,5 x 10-5. Một ví dụ với tốc độ truyền thông khác được minh hoạ trong bảng 12.
thử nghiệm BER xác định sự thay đổi truyền thông do lắp đặt thiết bị chống sét vào hệ thống. Thử nghiệm BER được mô tả trong bộ tiêu chuẩn ITU-T G (ví dụ: đối với truyền thông ISDN ITU-T G821, ADSL ITU-T G.992.3, VDSL ITU-T G.993.1 v.v.).
6.2.3.6. Nhiễu thoại xen vào đầu cuối (NEXT)
Thoại xen vào được đo trong đoạn cáp ngắn đầu cực của thiết bị trong thử nghiệm cân bằng theo hình 12. Một tín hiệu cân bằng được đưa vào cực có nhiễu của thiết bị chống sét tín hiệu cảm ứng trê đường dây nhiễu được đo ở gần đầu cực thử nghiệm. Tín hiệu thử được đề xuất ở mức -10dB.
Suy hao toàn bộ đầu đo và balun không được vượt quá 3dB trong giải tần làm việc truyền thông. Nhiễu thoại xen vào đầu cuối được đo và ghi lại với giải tần thử nghiệm tương ứng với giải tần làm việc của thiết bị.
6.3. Thử nghiệm cơ khí
6.3.1. Cổng và cực đấu nối
Các thiết bị cần phải được kiểm tra khả năng kết nối với cực thiết bị đáp ứng yêu cầu theo
5.3.1.
6.3.1.1. Phương pháp thử nghiệm chung
Thiết bị chống sét đưa vào thử nghiệm phải được lắp đặt theo đúng chỉ dẫn của nhà sản xuất và phải chịu được nhiệt độ (nóng/lạnh) môi trường vượt điều kiện bình thường.
Nếu không có chỉ định khác, Cực đấu dây của thiết bị chống sét đưa vào thử nghiệm được nối với cáp có kích thước tới hạn cho phép (ví dụ: tiết diện cáp lớn nhất hoặc nhỏ nhất cho phép) theo yêu cầu sau: – Bảng 13 đối với thiết bị chống sét đưa vào thử nghiệm ở cả cực đấu dây vào và cực bảo vệ.
– Theo chỉ dẫn khác đối với thiết bị thử nghiệm của nhà sản xuất
Thiết bị chống sét đưa vào thử nghiệm được cố định trên bảng gỗ sơn đen với độ dày 20mm. Phương pháp cố định thiết bị thử nghiệm phải phù hợp với yêu cầu về lắp đặt cố định thiết bị theo yêu cầu và đề xuất của nhà sản xuất, trong quá trình thử nghiệm không được thực hiện các công việc bảo dưỡng hay tháo dỡ thiết bị mẫu thử.
6.3.1.2. Cực đấu dây bằng vít xiết
Kiểm tra kết cấu bằng nhân công, đối với thiết bị chống sét có cực nối dây bằng vít xiết thực hiện thử nghiệm theo các bước sau:
– Vặn vít xiết với dây bằng vật liệu cách điện 10 lần
– Thực hiện tương tự 5 lần với trường hợp khác
Vít xiết hoặc đai ốc được thử nghiệm với dây bằng vật liệu cách điện phải được tháo ra hay lắp vào hoàn toàn. Thử nghiệm phải được thực hiện với tốc nơ vít hoặc dụng cụ vặn đai ốc với lực tác động phù hợp theo yêu cầu đề xuất của nhà sản xuất. Dụng cụ xiết vít không được giật(lực) quá mạnh. Dây dẫn chỉ được tháo ra sau khi đã nới lỏng hoàn toàn vít xiết.
Trong quá trình thử nghiệm vít xiết không được tự nới lỏng và không gây ra hỏng ngàm xiết cũng như ren vít xiết hay dây nối cũng như vòng đệm và khe vít vì nó ảnh hưởng đến quá trình sử dụng lâu dài của thiết bị chống sét.
Ngoài ra phần vỏ cũng không được xuất hiện bất cứ hư hại nào.
6.3.1.3. Cực đấu dây không dùng vít
Kiểm tra hợp chuẩn theo các bước sau:
Cực đấu dây vừa vặn xiết chặt cho các loại dây có kích thước nhỏ nhất hoặc lớn nhất theo bảng 13 đối với thiết bị chống sét 2 cực hoặc theo tuyên bố của nhà sản xuất đối với thiết bị chống sét 1 cực.
Sau khi xiết chặt từng dây sẽ được kéo với lực theo đề xuất trong bảng 14. Lực kéo tác động lên dây không được tác động kiểu giật bất thình lình trong khoảng thời gian 1 phút theo chiều dọc của dây.
Trong quá trình thử nghiệm, dây dẫn không được suy chuyển so với ngàm của thiết bị cũng như không gây ra bất cứ hư hại gì.
6.3.1.4. Phần kết nối cách điện
6.3.1.4.1. Thử nghiệm kéo cáp 1 sợi gắn trên 1 cực của thiết bị chống sét
Kiểm tra hợp chuẩn theo các phương pháp thử nghiệm sau Cực đấu dây phải phù hợp với các kích thước tiết diện cáp từ nhỏ nhất đến
lớn nhất được chỉ ra theo yêu cầu của 6.3.1.1 với bất cứ loại cáp đặc hay rỗng kể cả loại không dùng đến. Trong bất cứ trường hợp nào vít xiết phải được vặn đến mức theo yêu cầu của nhà sản xuất. Dây nối được xiết vào và tháo ra 5 lần, mỗi lần sử dụng một sợi cáp mới. Sau mỗi lần cáp được xiết, dùng lực kéo cáp trong khoảng thời gian 1phút với điều kiện lực kéo không được bất thình lình kiểu giật với lực kéo được lựa chọn theo đề xuất trong bảng 14. Trong quá trình thử nghiệm, dây dẫn không được suy chuyển so với ngàm của thiết bị cũng như không gây ra bất cứ hư hại gì.
6.3.1.4.2. Thử nghiệm kéo cáp nhiều sợi gắn trên cực của thiết bị chống sét
Thử nghiệm kéo đối với cáp nhiều sợi được thực hiện giống như mục
6.3.1.4.1 chỉ có khác về lực kéo được dàn đều cho từng sợi được tính theo công thức:
