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防雷击试验检测

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发布时间：2025-07-24 22:23:10 更新时间：2025-07-23 22:23:10

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作者：中科光析科学技术研究所检测中心

防雷击试验检测：保障设备与人员安全的关键屏障

雷电灾害是自然界最具破坏力的现象之一，其产生的瞬时高电压、大电流可对电子电气设备、建筑设施乃至人员安全构成严重威胁。防雷击试验检测是评估设备、系统或建筑物抗击雷电电磁脉冲（LEMP）和直击雷能力的重要手段。它通过模拟真实雷电环境下的电应力，验证防雷装置（SPD）、接地系统、屏蔽措施及设备自身绝缘性能的可靠性，为电力系统、通信基站、航空航天、轨道交通、建筑楼宇及光伏电站等关键领域提供安全保障。科学严谨的检测不仅是产品设计定型、出厂验收的必要环节，更是确保设备在全生命周期内安全稳定运行的基础。

防雷击试验的核心检测项目

全面的防雷击试验检测通常涵盖以下关键项目：

浪涌（冲击）抗扰度测试：评估设备电源端口、信号/控制端口对雷电感应或传导产生的浪涌电压/电流的耐受能力。
绝缘电阻与耐压测试：检测设备内部及外露绝缘材料在高电压（模拟雷电过电压）作用下的绝缘性能是否达标，防止击穿或闪络。
接地系统有效性测试：测量接地电阻值、接地连续性、电位均衡性，确保雷电流能安全、迅速地泄放入地。
屏蔽效能测试：评估机柜、线缆屏蔽层或建筑屏蔽设施对雷电电磁场的衰减能力。
SPD（电涌保护器）性能测试：包括限制电压测试、通流容量测试（Iimp, In）、动作负载测试等，验证SPD的核心保护参数。
雷电直接效应测试（如适用）：模拟雷击点的高温、冲击波对材料及结构的影响（多见于航空航天、风电叶片等）。

防雷击试验的关键检测仪器

精准的测试依赖于专业的仪器设备：

组合波发生器（Combination Wave Generator）：产生标准规定的开路电压波（如1.2/50μs）和短路电流波（如8/20μs），用于浪涌抗扰度测试，是核心设备。
高电压测试仪（耐压测试仪）：输出直流或交流高电压，进行绝缘耐压测试和局部放电检测。
接地电阻测试仪：采用电位降法或钳形法，精确测量接地系统的电阻值（通常要求≤10Ω，关键场所≤4Ω或更低）。
雷电冲击电流发生器：产生10/350μs等大电流波形，用于测试SPD的Iimp（最大冲击电流）等参数。
瞬态限压测试仪：测量SPD在标称放电电流（In）或冲击电流（Iimp）下的残压（限制电压）。
电磁场传感器及接收机：用于评估屏蔽效能和测量空间电磁场强度。
示波器（高带宽）：捕获和分析瞬态的电压、电流波形。

防雷击试验的主要检测方法

依据测试目的和标准，常用方法包括：

实验室模拟测试：在受控的实验室环境中，使用组合波发生器、冲击电流发生器等向被试设备(EUT)的指定端口注入标准浪涌信号，监测其功能性能是否降级或损坏。这是最常用的方法。
现场测试：对已安装的防雷系统（如接地电阻、SPD状态）进行实地测量，验证其安装合规性和持续有效性。
间接法（耦合/去耦网络）：在浪涌测试中，通过耦合网络(CDN)将干扰施加到线路上，同时利用去耦网络阻止干扰窜入辅助设备或公共电网。
直接注入法：将浪涌信号直接施加到被测端口。
参考接地法：进行接地测试时，设置辅助接地极作为电流回路参考点。

重要安全提示：所有高压、大电流测试必须严格遵守安全操作规程，使用绝缘垫、安全围栏、警示标识，并由经过专业培训的人员操作。

防雷击试验遵循的主要检测标准

防雷击试验需严格遵循国际、国家及行业标准，确保测试的一致性和结果的可比性：

国际电工委员会(IEC)标准：
- IEC 61000-4-5：电磁兼容性(EMC) - 第4-5部分：试验和测量技术 - 浪涌(冲击)抗扰度试验 (核心标准)。
- IEC 62305 系列：雷电防护 (涵盖风险管理、建筑物防护、物理损坏、生命危险、电气电子系统防护)。
- IEC 61643 系列：低压电涌保护器(SPD) (涵盖性能要求、选择和应用原则、SPD组件等)。
- IEC 60060-1：高电压试验技术。
中国国家标准(GB)：
- GB/T 17626.5：电磁兼容试验和测量技术浪涌(冲击)抗扰度试验 (等同采用 IEC 61000-4-5)。
- GB/T 21714 系列：雷电防护 (等同采用 IEC 62305 系列)。
- GB 18802.1：低压电涌保护器(SPD) 第1部分：低压配电系统的电涌保护器性能要求和试验方法 (等同采用 IEC 61643-11)。
- GB 50169：电气装置安装工程接地装置施工及验收规范。
- GB 50057：建筑物防雷设计规范。
行业特定标准：如通信行业的 YD/T 标准，铁路行业的 TB/T 标准，航空、汽车等行业均有其特定的防雷要求和测试规范。