【TB铁路运输标准】 铁路通信、信号、电力电子系统防雷设备

ICS45.020
中华人民共和国铁道行业标准
TB/T2311-2017
代替TB/T2311--2008
铁路通信、信号、电力电子系统防雷设备
Lightning protection devices for electronic equipments inrailway telecommunication, signaling,power supply systems2017-06-05发布
国家铁路局
2018-01-01实施
前言，
规范性引用文件
术语、定义和缩略语
使用环境
防雷设备的分类和结构
技术要求
试验方法
检验规则
包装、运输和储存
参考文献
TB/T2311—2017
本标准按照GB/T1.1—2009给出的规则起草。TB/T2311-2017
本标准代替TB/T2311—2008《铁路信号设备用浪涌保护器》。与TB/T2311—2008相比，除编辑性修改外，本标准主要技术变化如下：修改了防雷设备的部分术语和定义（见第3章，2008年版的第3章）；增加了天馈线同轴防雷器电压驻波比的定义（见3.36）；修改了SPD的结构示意图，改变了用元件图和框图混合表示的方法，全部采用框图说明（见图1,2008年版的图1）；
修改了SPD的分类方法，给出了铁路信号设备SPD的定义和特殊要求，删除了直流铁路信号设备SPD（见5.1,2008年版的5.2）；修改了接线端子连接导线的能力要求（见6.1.7，2008年版的6.1.5）；删除了铁路通信设备SPD脱离器的要求（见2008年版的6.1.3）；增加了并联型交流电源防雷箱的电压保护水平及SPD与后备保护装置的配合要求（见6.2.2);
增加了天馈线同轴防雷器的技术要求（见6.2.5.2.3）增加了并联型交流电源防雷箱电压保护水平的测试方法（见7.3.1.3.4）：增加了并联型交流电源防雷箱中SPD与后备保护装置的配合测试方法（见7.3.1.9）；增加了通道SPD的绝缘电阻试验（见7.3.3.3）；增加了数字电路用通道SPD误码率的测试方法（见7.3.3.6.2）；增加了通道SPD的电容试验（见7.3.3.4）；增加了天馈线同轴防雷器的测试方法（见7.3.4.4.2）；修改了铁路信号设备SPD和通道SPD限制电压测试用的冲击波形（见7.3.2.3.1、7.3.3.1.1,2008年版的8.4.3）
增加了数字电路用通道SPD误码率的测试方法（见7.3.3.6.2）；增加了防雷分线柜接线端子温度稳定试验（见7.4.10）：修改了室外型防雷设备振动试验频率范围（见7.5.1,2008年版的8.7.1）；一删除了交流电源SPD标称放电电流1.的测试要求（见2008年版的8.4.5）。本标准由西安全路通号器材研究有限公司提出并归口。本标准起草单位：中国铁道科学研究院通信信号研究所、西安全路通号器材研究有限公司、中国铁道科学研究院标准计量研究所。本标准主要起草人：付茂金、阮小飞、郝丽娜、王州龙、李永毅、肖桐、郭丽梅、冯卫国、邱传睿。本标准所代替标准的历次版本发布情况：TB/T2311-—1992、TB/T2311—2002、TB/T2311—2008。1范围
铁路通信、信号电力电子系统防雷设备TB/T2311-2017
本标准规定了交流额定电压不超过1000V（有效值）、直流电压不超过1500V的铁路信号、通信电力电子系统设备综合防雷用防雷设备（以下简称防雷设备）的术语和定义、使用环境、分类、技术要求、试验方法、检验规则、标志、包装、运输和储存等。本标准适用于对间接雷电效应的浪涌进行限制的防需设备，可供制造商制造和用户选型使用。本标准适用于铁路信号、通信和
照执行。
规范性引用文件
下列文件对于本文
用是必不可少的。
件。凡是不注日期的
GB/T2423.1
1:2007,IDT)
GB/T2423.2
2:2007,IDT)
牛，其最新
电工电子产
凡是注日期的号
用文件仅注日期的版本适用于本文有的修改单
反本（包括所
品环境试验
第2部分：
适用于本文件。
武验方法
品环境试验第2部分：试验方法
电工电子产
GB/T2423.4-
(IEC60068-2-302
GB/T2423.10
(IEC60068-2-6:1995
CB/T3482-—2008
GB4208-—2008
金：低温（IEC60068-2-
试验B高温（IEC60068-2-
电工电子产品环境试验
金第2部分：试验Db：交变湿热（12h+12h循环）电工电子
品环境试验
生试验方法
子设备雷击
护等级（
9—2008
工电子
GB/T5169.10
热丝装置和通用试验方法
GB/T14048.72006
(IEC60947-7-1:2002,IDT）
GB/T17627.1—1998
61180-1:1992
GB18802.1—2011
第2部分：试验方法
代码）（IEC60529：2001
试验Fc：振动（正弦）
品着火危险试验第10
部分：灼热丝/热丝基本试验方法灼
10:2000.IDT
和控制设备
第7-1部分：助器件
铜导体的接线端子排
低正电备的高电压试验技术第1部分：定义和试验要求（eqv IEC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（IEC61643-1:2005，MOD）GB/T18802.21—2004（IEC61643-21:2000,IDT络的电涌保护器（SPD）性能要求和试验方法TB/T2310
TB/T2312
铁路信号设备雷电防护用气体放电管低压电涌保护器
铁路信号设备雷电防护用氧化锌压敏电阻器术语、定义和缩略语
3.1术语和定义
下列术语和定义适用于本文件。第21部分：电信和信号网
TB/T2311-2017
防雷设备lightningprotectiondevice限制雷电瞬态过电压和分流雷电浪涌电流的设备总称。注：它包含浪涌保护器及其派生产品，以及不含任何非线性电压元件的同轴天馈线防雷设备等，也称为防雷器。3.1.2
浪涌保护器SPDsurgeprotectiondevice限制瞬态过电压和分流浪涌电流的设备，它至少包含一个非线性的元件。3.1.3
电压限制型浪保护器
voltage limiting type-SPD
没有浪涌时具有高阻抗，但随着浪涌电流和电压的上升，其阻抗将持续减小的浪涌保护器。注：电压限制型浪涌保护器常使用压敏电阻器和押制极管导非线性元件OUSE
e switching type SPD
电压开关型浪涌保护器
组抗的浪涌保护器。
没有浪涌时具有高阻
变成低
浪涌电
压响厂
和双向车极晶管等非线性元件。注：电压开关型浪涌保护
复合型浪涌保护
由电压开关型元
一端口浪涌保护
浪涌保护器与咨
联阻抗。
二端口浪涌保护
有两组端口，即输
用气体放电管.晶用
bination
压限制型
ne-portSP
电路并联。
wo-portSP
ypeSPD
可控理管流器
件组成的浪油保护器
和出端子，在这些端子之间没有特殊的串端子的SPD。在输人和给出端子之间有特朱的串联阻抗。前出两组接线
istageSPi
多级浪涌保护器
具有不止一个限压元
器，这些限压元件可以是被一系元件在电气上分离开，也可浪涌保
以不是。这些限压元件无关型，也可以是限压型。
ow-voltage power circuits
电源浪涌保护器
限制由电源馈线侵入电源省
电瞬时过电压及过电流的浪涌保护器。包括交流电源浪涌保护器和直流电源浪涌保护器。
ACpower lightningproteetion box交流电源防雷箱
由交流电源浪涌保护器、浪涌保护器用分断器、雷电计数器、指示灯及告警单元组成的具有防止电源系统遭受雷电过电压、过电流损害的电源防雷设备。3.1.11
SPDconnected to telecommunicationand signaling circuits通道浪涌保护器
限制由数据线、信号线及通信线等信号传输通道侵入信息系统设备的雷电过电压及过电流的浪涌保护器。
天馈防雷设备antenna feederlightningprotectiondevice2
无线通信设备天馈线的防雷设备3.1.13
最大持续运行电压
maximumcontinuousoperatingvoltageU
浪涌保护器的额定电压值。
TB/T2311-—2017
注：电源浪涌保护器的最大持续运行电压是允许持久地施加在其上的最大交流电压有效值或直流电压。通道浪涌保护器或铁路信号设备浪涌保护器的最大持续运行电压是允许连续施加在其上而不致引起它传输特性下降的最大电压有效值。
放电管的直流点火电压
直流电压缓慢上升（100
规定的直流点火电压值称作
压敏电阻的压敏电压
在规定温度和直
敏电阻的导通电压。
出了压敏电阻使用的
压敏电阻直流清用
在规定温度和光
为0.75U。
标称放电电流
浪涌保护器不发生
器制造商规定。
最大放电电流
DC spark-overvoltageofgasdischargetube通电压U
stor vollage of metal oxide varistor电流下测行
的压敏电区
直为压敏电阻的压敏电压U它也是压两端的电压
电压U\或“标林导通电压U”，它指商规定的用
正缴电压值称作“标森压敏
和范围。
DCleakag
aristor
直流电压下测得的流过压敏电阻的电流值。除非另看规定，测试电压值Idischarge current
破坏而能通过规定次数具有8/20us波形的电流峰值，该值由浪涌保护arge current
能够流过浪保护器且不造成浪涌保护器实质性损坏的、具有20us波形的电流峰值。1应大于1.。
residual voltage
放电电流通过浪涌保护器时，在其端子间的电压峰值。3.1.20
限制电压
measured limiting voltage
施加规定波形和幅值冲击电流时，在浪涌保护器接线端子间测量到的残压最大值。3.1.21
voltageprotectionlevel
电压保护水平
TB/T2311-2017
表征浪涌保护器抑制浪涌能力的一个参数。注：它由制造商从优选值列表中选择。本标准中所有浪涌保护器用波形为8/20us、幅值为标称放电电流1.测试时的限制电压称为U.，U不应大于U。3.1.22
额定负载电流
rated loadcurrent
两端口交流电源防雷设备的输出端能为被保护负载提供的最大持续交流有效值或直流电流值。3.1.23
spark-overvoltagewithvoltageimpulse冲击放电电压
含气体放电管的浪涌保护
气体放电管发生击穿时的峰
电压降
voltagedr
或电源防售箱等防雷设备接人电源线路后，输出端电压降落和输人电压串联型电源浪涌
之比。
注：电压降用百分
暂时过电压试
施加在电源浪
热崩溃
电源浪涌保护器
最终导致其损坏的过
热稳定
emporary
即定时间的试验电压，以模拟在暂时过电压条件下的应力。器上，并持续
功率损耗超过外壳和连接器件的散热能力，引起内音元件温度逐渐升高，thermal st bity
升的动作负载试验后，在规定的环境温度条件下，给电源浪涌保护在引起电源浪涌保护器温
器施加规定的最大持续工作电果电源浪涌保护器的温度能速时间式下降，则认为电源浪涌保护器是热稳定的。
劣化degradation
由于浪涌、使用或不利环境影响造成电源浪拥保护器原始性能参数的变化。3.1.29
浪涌保护器的脱离器SPDdisconnector把浪涌保护器从被保护线路断开所需的装置（内部的或外部的）。注：这种断开装置不需要具有隔离能力，它防止系统持续故障并可用来给出浪涌保护器故障的指示。可包含多于一种的脱离功能，例如过电流保护功能和热保护功能。这些功能可以组合在一个装置中或由几个装置来完成。3.1.30
外壳防护等级（IP代码）degrees of protectionprovidedbyenclosure（IPcode）外壳提供的防止触及危险的部件、防止外界的固体异物进人和防止水进入壳内的保护程度。4
插入损耗insertionloss
TB/T2311-2017
由于在传输系统中插人一个浪涌保护器所引起的损耗。它是在浪保护器插人前传递到后面的系统部分的功率与浪涌保护器插人后传递到同一部分的功率之比。插人损耗通常用分贝（dB）来表示。3.1.32
误码率biterrorratio
数据传输系统的浪涌保护器，在给定时间内，误码数与所传递的总码数之比。3.1.33
传输频率
transmission frequene
通道浪涌保护器介人传
号频率。
绝缘电阻
Stance
insulati
PNHSTENG
通道浪涌保护器护
盲点blind spo
高于最大持续送
涌保护器在冲击试
电压驻波比
波传递从甲介
之间施
导的被保护系统传输线后，插入损能不大于规定值的上限模拟信呈现的电组。
玉U，但可以引起通道浪涌保护器不完全动作的工作点即一个多级通道浪
不是所有各
浪涌保护器中的些元件遭受过载。动年这能
造成通道
standing wave ratio
倒乙介质，由
人射波叠加的后形成
系统标称工作电
你为驻波。
质不同，波的能量会有一部分被反射。这种被反射的波与压驻波比是指驻波的电医峰值与电店谷值之比，简称驻波比。minal voltuge of the system
系统标称的工作电压
统是它的标称输出电压
与直流电源系统标称输出电
交流电
道防雷
系统是相线对中性线的
电压标定直（有效值）U。直流电源系备标称输出电压U、是支保护线路端口输出电压的有效值，它YNIH
V-connectio
凯文接线法
种连按方法。被保护线路在防雷设备的同一接线端完成进人和防雷设备与被保护线路并联品
离开，形成V字，使线路与端子的距离为零。也叫V形接线法3.2缩略语
以下缩略语适用于本文件。
BER（BitErrorRatio）误码率
GDT(Gas Discharge Tube)
气体放电管
MOV（MetalOxideVaristor）金属氧化物压敏电阻PE（ProtectiveEarth）保护接地SPD(Surge ProtectionDevice)
浪通保护器
TOV(TemporaryOver-Voltage)
暂时过电压
VSWR（VoltageStandingWaveRatio）电压驻波比TB/T2311—2017
4使用环境
SPD在下列环境条件下应能可靠的工作：环境温度：室内受控环境：-5℃~+40℃：室外不受控环境：-40℃~+70℃：相对湿度：室内受控环境：10%~80%；室外不受控环境：5%~96%；大气压力：不低于70.1kPa（相当于海拔3000m以下）：交流电源SPD不低于54.0kPa（相当于海拨5000m以下）。
5防雷设备的分类和结构
5.1防雷设备的分类
5.1.1按用途分类
按用途分，防雷设备有下
5.1.1.1电源防雷设备
电源防雷设备包括
的单相成三布交流工频电源线的浪涌SPD，月于频率为48Hz-62Hz
交流电源SPD
防护。
直流电源SP
交流电源防
并联（一端
口SPD
于直流电馈线的浪涌方护。
相交流工锁电源线的浪涌防护，它有4812-62H2的单相或
用于频率为
串联（二端口
）两种
数据传辅和通
信信号防雷设
接入电信和信
以下规定：
通道SPD
非线性元作组合
元。并联接
可以是电压
的防雷设备
或多个非线
而成多级两
信和信号网
电压限制
天馈线同轴
式同轴防雷器
铁路信号设备
专门用于
式同轴
接入铁
于与铁路信号显示bzxz.net
它可以是复合型、电压会
线同扣防雷器和铁路信号设备SPD，并应符合生元件合而成。串联接人电信和信量网络的通道SPD由多个一防雷器，其末级可以是纵向防护单元，也可以是横向防护单防护的一端防雪器，采用的防雷器件通滑SPD国口
星利组食型
无线天馈线的雷电防护，色包括仅含GDT的同轴SPD、高通滤波雷器等
将信号系统设备传输线（余转辙设备接制线外）的防雷设备，用请号设备传输线与地线或传输线与传输线间的一端口SPD。电压限制型等。
按接入电路方法分类
瑞口SPP或防雷箱
5.1.2.1并联型：与被保护电路升联连接的串联型：与被保护电路串联连接的二端口SPD或防雷箱5.1.2.2
5.1.3按使用地点分类
5.1.3.1室内型
安装在室内的防雷设备，使用在非暴露环境，雷电电磁环境较好。5.1.3.2室外型
安装在室外的防雷设备，使用在铁路站场、轨道道床内或轨边等暴露环境，雷电电磁环境较差。5.2防雷设备的结构
本标准所述防雷设备的结构如图1所示，图中显示了一端口防雷设备和二端口防雷设备。端口SPD并联接入电路，可以有两个端子三个端子【图1中a）、b）、c）]。用凯文接法接人电路的一端口防雷设备，然有4个端子，但是输入和输出端子之间没有申联的阻抗，实际是并联接入被保6
TB/T2311—2017
护电路，列入三端子防雷设备中。二端口防雷设备输入和输出端子之间有串联的阻抗，它串联接入电路，可以有三个端子四个端子、五个端子或多个端子［图1中d）e）、f名）。二端口防雷设备由一个或几个限压元件组成，并可包含限流元件。图1中图框上标有V的为限压型防雷设备，框图上标有V，1的为限压与限流组合型防雷设备QX
SARUBLSNGAUSE
a)并联型两端子防雷
设备（差模保护）
三端子
b)并联型两端子防雷c)并联型三端子防雷设备（共模保护）
设备（共模保护
黑五端子
电联型四端子
防带设备
件与限流元件组合；
X,,X,,\,X.-.X.
Y,,Y.,Y.-Y.
技术要求
整体要求
标识和标志
备线路侧（或外线侧）接线端子：备被保护侧接
子（公共端）
制造商至少应提供下列
制造商名或商标、型
安装位置类别；
端口数量；
安装方法；
d）串联型三端子
防雷设备
8）串联型多贵子防设备
（可无C量子）
防雪设备的结构示意图
最大持续工作电压（每种保护模式有一个电压值）：电压保护水平U（每种保护模式有一个电压值）：标称放电电流1；
额定负载电流1，（如果需要）；外壳防护等级（IP20时可以省略）；电源SPD过电流保护推荐的最大额定值（如果适用时）；SPD脱离器动作指示；
正常使用的位置（如果重要时）；TB/T2311-2017
接线端的标志（如果需要）；
电缆进出线的标志（如果需要）：安装说明（例如连接至低压系统、机械尺寸、导线长度等）：电源SPD的电流类型：交流频率或直流，或二者都行：温度范围；
交流电源SPD暂态过电压（TOV）特性：通道防雷器的传输特性（插损、使用频率范围、VSWR等）；使用地点：室外型SPD本体上必须有明显的“室外型”标记，室内型可省略；天馈防雷器接头类别（例如NBNC产品电路图：
产品生产时应进行统
其中a)e)、f)、g)i)、s
体上。
是该编导应具有唯一性并应有相应的存档记录。不应
在螺钉
拆卸的垫图上。受空间限制时，制造商名称或商标志应不易磨灭且易
他标志可标在小包装上
上，其
标和型号应标在防雷设
6.1.2外观质量
合下列要文
防雷设备外观质
无则伤、无裂寒及变形，紧固件应牢固颜色应均匀无明显差异；整、光洁、
a）防雷设备表
耐久可靠，铭牌不应出现移动和有任何翘曲现象。立完整清晰
b）防雷设备自
6.1.3插拔式SPI
插拔式SPD应
6.1.4防雷元件的
防雷设备中采
不同型号的整别销，防止用户错插和课插。T2312的要求，采用的GDT应符合B/T310的要求，其他保有的M
MOV应符合T
要求。
护器件应符合相关标
6.1.5安装条件
应有保证机械稳定性的安装措施防雷设备应便于
6.1.6接线端子连接导线的能力
6.1.6.1接线端子应能连制造商规导线连接时，使用夹紧螺缸或
繁螺母
电缆并符合表1的规定，采用螺钉与紧和拧松时，连接端子不应松动，且外壳和盖不应损坏。无螺钉接线端子不进行连接导能
雷设备连接导线的截面积与通流容量对应关系表1
标称放电电流1
导线标称截面积
6.1.6.2接线端子和连接器应固定在SPD上，即使紧和旋松夹紧螺钉或锁紧螺母时，接线端子和连接器也不应使其松动，应使用工具来夹紧螺钉或锁紧螺母。6.1.6.3
载流部件和连接件、接地导体的材料可以采用以下材料：紫铜：
至少是含铜58%的合金（冷加工零件），或至少是含铜50%的合金（其他零件）：耐腐蚀性不应低于铜，并且具有合适的机械性能的其他金属或适当涂层的金属。连接外部导体的螺旋式接线端子应符合以下规定：6.1.6.4
连接外部导线的接线端子应永久保持对连接导线必须的接触压力；接线端子可以是插拔式或是螺栓接人式；接线端子中用于紧固导体的部件不应用作固定其他任何元件：TB/T2311-2017
接线端子应具有足够的机械强度；用于紧固导体的螺钉和螺母应符合公制ISO的螺纹或节距和机械强度标准要求；
在紧固导体时，接线端子不应过度损坏导线：e
f)接线端子应具有防松措施。
6.1.6.5夹紧螺钉、锁紧螺母、止推垫圈及其他夹紧件等，应用耐腐蚀金属制成，例如紫铜、黄铜等。6.1.6.6天馈线同轴防雷器应能即插即用其连接器接头应该与无线设备天馈线连接器接头一致。制造商应在出厂文件中标明天馈线同轴防雷器连接器接头的类别（包括F或M）。连接器接头可采用N、BNC、L16、SL16、L29、F、7/16、SMASMB
6.2电气性能要求
6.2.1电源SPD的电气性
6.2.1.1最大持续运行
可根据下列U优选
最大持
实运行电
效值，直流电压数值为
工频电源标称电
440V460V.510V
130 V150 V,175 V
6.2.1.2电源SPI
复合型
6.2.1.2.1
由GDT和MO
交流电源
通电压U
V时选
直流电
器件的标称
SPD使用的
JHETNC等及其他实用的接头。
也可根据情况选取其他值。以下交流电压数值为有320V.385
源优选值为
18V36V
得通电压（U）
，工频相电压为380V时选420V
45V52V63
W75 V、95 V110 V、
GDT和MOV的标称导通电压（U）
的复合型电源SPD，GDT和MOV标称导通电压U.宜按照下列方法选取：联
GDT标称导
U.≥1.8U
交流电源SD海MOV标称导
电压宜按照
4U%选择
6.2.1.2.2电压限制型电摄
电压限制型交流电
SPD中
U宜按照U.≥2.2U.选取，直活电源SPD的GDT标称导取。实测直流点火电压U。的容许偏差应小于规定U值的通电压宜按照0≥1.60
选择，直流电源SPD的MOV标称导通偏差应小于规定U，值的±10%。实测压敏电压U的容许
MOV的标称导通电压（L
）和直流漏电流（ILa）
的标称压敏电压应满足.≥1.U。直流电源SPD的MOV标
称导通电压应满足U.≥1.
收电压U的容许偏差应小于定，值的±20%。U<100V测
的MOV，漏电流lu不应大于80
≥100V的MOV，漏电流！不应大手20μA。6.2.1.3复合型电源SPD的冲击放电电压（Um）与接地端子间施加上升速率为1/us的电压冲击波时，SPD中间隙复合型电源SPD在输入端子
的冲击放电电压U应符合表2、表3的要求。6.2.1.4冲击电流耐受能力
6.2.1.4.1标称放电电流（1）
交流电源SPD的标称放电电流L分别为40kA、20kA和10kA。室内型直流电源SPD的标称放电电流I.分别为10kA、5kA和1.5kA等，室外型直流电源SPD的标称放电电流I分别为20kA、10kA等。6.2.1.4.2最大冲击放电电流（1m）电源SPD的最大冲击放电电流应为制造商标明的值，并满足I.大于.。
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