GA173-2002计算机信息系统防雷保安器

中华人民共和国公安部GA GA173-2002 计算机信息系统防雷保安器  Lightning Protection for Computer Information Systems 1998年6月1日实施 中华人民共和国公安部发布 前言 本参照采用国际电工委员公标准ＩＥＣ１３１２－３（１９９６．１０）《雷电电磁脉冲的防护第三部分：电涌保护器的要求》，参考国际电联建议ＩＴＵ－ＴＳＫ．１１《过电压过电流防护原则》、ＩＴＵ－ＴＳＫＫ．２０《通信交换设备耐过压过流能力》，并根据我国有关科研部门长期对微电子设备雷害及防雷方法的研究成果，在技术上制定了符合我国雷害情况及计算机信息系统现状的详细规定。防雷保安器的防护性能大部分与上述国际标准要求一致，少数略优。 随着计算机信息系统在我国各个领域大量开发运用，计算机信息系统遭受雷击的事件频繁发生。计算机信息系统中采用的大规模集成电路芯片集成度很高，耐过压过流能力极低，无法保证在特定空间里的计算机信息系统在遭受雷击时仍能安全运行。计算机信息系统加装有效可靠的防雷保安器，是国际上通用的最有效的防护措施。 防雷保安器是保证计算机信息系统安全的专用产品，因此它必须严格按照科学的标准生产，以保证防雷产品能确保计算机信息系统安全。这也是编制本标准的目的。 本标准由公安部计算机管理监察司提出。 本标准由公安部信息标准化技术委员会归口。 本标准由铁道部科学研究院通信信号研究所负责起草。 本标准主要起草人：邱传睿、魏建国、安乾栋、陈朝凯、张晨。 １．范围 本标准规定了计算机信息系统防雷保安器的定义、技术要求、试验方法、检验、标志、包装、运输及贮存。 本标准适用于计算机信息系统防止感应雷电破坏计算机设备的防雷保安器的质量检验和评定。其它计算机系统用来防止感应雷电破坏计算机设备的防雷保安器亦可参照本标准。 ２．引用标准 下列标准所包含的条文，通过在本标准中引用而构成为本标准的条文。本标准出版时所示版本均为有效。所有标准都会被修订，使用本标准的各方应探讨使用下列标准最新版本的可能性。ＧＢ １０１９３－８８ 电子设备用压敏电阻器总规范 ＧＢ ９０４３－８８ 通信设备过电压保护用气体放电管通用技术条件 ＧＢ ３４８２－８３ 电子设备雷击试验方法 ＧＢ ３４８３－８３ 电子设备雷击试验导则 ＧＢ ２４２３．１－８９ 电工电子产品基本环境试验规程 试验Ａ：低温试验方法 ＧＢ ２４２３．２－８９ 电工电子产品基本环境试验规程 试验Ｂ：高温试验方法 ＧＢ ２４２３．３－９３ 电工电子产品基本环境试验规程 试验Ｃａ：恒定湿热试验方法 ＧＢ ２４２３．２１－９１ 电工电子产品基本环境试验规程 试验Ｍ：低气压试验方法 ＧＢ ２４２３．１７－９３ 电工电子产品基本环境试验规程 试验Ｋａ：盐雾试验方法 ＧＢ ２４２３．１６－９０ 电工电子产品基本环境试验规程 试验Ｊ：长霉试验方法 ＧＢ ２４２３．１０－９５ 电工电子产品基本环境试验规程 试验Ｆｃ：振动（正弦）试验方法 ＧＢ ２４２３．５－９５ 电工电子产品基本环境试验规程 试验Ｅａ：冲击试验方法 ＧＢ ２８２８－８７ 逐批检查计数抽样程序及抽样表 ＧＢ ２８２９－８５ 周期检查计数抽样程序及抽样表 ＧＢ １９１－９０ 包装储运图示标志 ３．定义 本标准采用下列定义： ３．１ 防雷保安器 ｌｉｇｈｔｎｉｎｇ ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ 防止感应雷电破坏计算机信息系统的保安装置。可分为两大类：电源线防雷保安器（简称电源防雷保安器）和信号传输线防雷保安器（简称通道防雷保安器）。 ３．１．１ 电源防雷保安器 ｌｉｇｈｔｎｉｎｇｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ ｆｏｒ ｐｏｗｅｒ ｓｕｐｐｌｙ ｓｙｓｔｅｍｓ 防止由电源线侵入的感应雷电破坏计算机信息系统的保安装置。 ３．１．２ 通道防雷保安器 ｌｉｇｈｔｎｉｎｇｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ ｆｏｒ ｃｈａｎｎｅｌ 防止由信号传输线侵入的感应雷电破坏计算机信息系统的保安装置。 ３．２ 标称导通电压 ｎｏｍｉｎａｌ ｃｏｎｄｕｃｔｉｏｎｖｏｌｔａｇｅ Ｕn 在施加恒定１ｍＡ直流电流的情况下，防雷保安器的起始动作电压。 ３．３ 冲击防护电压 ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎｌｅｖｅｌ Ｕp 防雷保安器外线侧各线路端子与地电极间施加标称上升速率为１ｋＶ／μｓ的冲击电压波时，呈现在各线路端子与地电极间的电压峰值。 ３．４ 冲击通流容量 ｎｏｒｍａｌ ｄｉｓｃｈａｒｇｅｃｕｒｒｅｎｔ Ｉn 防雷保安器不发生实质性破坏而能通过规定次数、规定波形的最大限度的电流峰值。 ３．５ 限制电压 ｒｅｓｉｄｕａｌ ｖｏｌｔａｇｅＵr 在防雷保安器的线路侧某一端子与地电极间，施加规定波形及幅值的冲击波时，呈现在设备侧线路端子与地电极间的电压峰值。 ３．６ 适应数据传输速率 ｄａｔａ ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎｒａｔｅ ｂｉｔ／ｓ 通道防雷保安器介入计算机信息系统传输线后，不影响系统传输时的上限数据传输速率。 ３．７ 漏泄电流 ｌｅａｋａｇｅ ｃｕｒｒｅｎｔＩ1 并联型电源防雷保安器施加７５％的标称导通电压Ｕn时，流过防雷保安器的电流。 串联型电源防雷保安器空载时接通电源，其输入回路的电流有效值。 ４．防雷保安器的分类 根据用途分为交流电源防雷保安器、直流电源防雷保安器、通道防雷保安器。 ４．１ 交流电源防雷保安器 ４．４．１ 单相交流电源防雷保安器 ａ）并联型单相交流２２０Ｖ电源防雷保安器 ｂ）串联型单相交流２２０Ｖ电源防雷保安器 ４．１．２ 三相交流电源防雷保安器 ａ）并联型三相交流３８０Ｖ电源防雷保安器 ｂ）串联型三相交流３８０Ｖ电源防雷保安器 ４．２ 直流电源防雷保安器 ４．３ 通道防雷保安器 ４．３．１ 同轴通道防雷保安器 ４．３．２ 非同轴通道防雷保安器 ５．防雷保安器的分级 防雷保安器根据其冲击通流容量和限制电压的大小分为１、２、３、４、５五个级别以适应不同安全的需要。 ５．１ 电源防雷保安器分级 ５．１．１ 单相交流２２０Ｖ电源防雷保安器分级见表１（略）。 ５．１．２三相交流３８０Ｖ电源防雷保安器分级见表２（略）。 ５．１．３ 直流电源防雷保安器分级见表３（略）。 ５．２ 通道防雷保安器分级见表４（略）。 ６．技术要求 防雷保安器中采用的主要防护器件必须符合ＧＢ１０１９３和ＧＢ９０４３的规定，防雷保安器整体应满足以下要求。 ６．１ 防雷保安器的防护性能 ６．１．１ 电源防雷保安器的防护性能见表５（略）。 ６．１．２ 通道防雷保安器的防护性能和电气性能见表６（略）。 ６．２ 防雷保安器在下列环境条件下应可靠工作： 温度：－２５℃～＋６５℃ 相对湿度：不大于９５％（２５℃）； 气压：不低于７４．８ｋＰａ（相当于海拔高度２，５００ｍ以下）； ２ 振动：１０Ｈｚ～５５Ｈｚ，加速度２０ｍ／ｓ （２ｇ）。 ６．３ 防雷保安器的所有零部件须经检查合格后，方可进行装配。 ６．４ 防雷保安器 ａ．非金属件应用不易起燃的材料制作。热固性塑料零件表面应平整，有光泽，无裂纹、肿胀、疏松、气泡等缺陷。 ｂ．金属件表面应光洁，不应有表面缺陷，镀层外观必须光滑细致。没有斑点、凸起和未镀上的地方，边缘和棱角不得有烧痕。 ６．５ 防雷保安器的金属零部件经盐雾试验后，色泽应无明显变暗或镀层不应有均匀连续轻度膜状腐蚀，镀层腐蚀面积应小于３％，主金属应无腐蚀。 ６．６ 防雷保安器经长霉试验后，长霉程度应不低于２级。 ６．７ 带包装的防雷保安器承受半正弦波冲击脉冲，峰值加速度为５００ｍ／ ２ ｓ （５０ｇ），脉冲持续时间为１１ｍｓ，垂直轴向进行３次冲击试验后，防雷保 安器的防护性能应符合表５、表６的规定。 ７．试验方法 ７．１ 防雷保安器电气性能试验均应在正常的试验大气条件下进行。 温度：１５℃～３５℃； 相对湿度：４５％～７５％； 气压：８６ｋＰａ～１０６ｋＰａ。 ７．２ 防护特性试验方法 ７．２．１ 低压试验 ７．２．１．１ 标称导通电压Ｕn测试 并联型电源防雷保安器标称导通电压测试电路如图１，串联型电源防雷保安器和通道防雷保安器标称导通电压测试电路如图２，仪表准确度不低于２．５级，试验前试品在正常的试验大气条件下放置时间应不少于２４ｈ。在规定的１ｍＡ测量电流条件下对防雷保安器每一线路端子与接地极间进行正、反两个方向的测量，每一方向测量两次，每次时间间隔为１５ｍｉｎ，测量时间不得超过５ｓ。 Ｌ1、Ｌ2为试品线路端子 图１（略） ７．２．１．２ 漏泄电流测试 Ｌ1in、Ｌ2in为试品线路输入端子。Ｌ1out、Ｌ2out为试品线路输出端子。 图２（略） 按７．２．１．１图１的测量方法，对并联型电源防雷保安器每一线路端子与接地极间测出其正、反两个方向的标称导通电压值Ｕn后，将０．７５Ｕn值施加到并联型电源防雷保安器的每一线路端子与接地极间，测流过的电流。 串联型电源防雷保安器漏泄电流测试电路如图３，负载开路时测输入端电流，仪表准确度不低于２．５级。 ＬPin、ＬNin分别为试品相线、零线输入端子，ＬPout、ＬNout分别为试品相线、输出端子 图３（略） ７．２．２ 冲击试验 ７．２．２．１ 冲击防护电压Ｕp测试 通道防雷保安器的冲击防护电压Ｕp测试电路见图４，冲击电压的标称上升速率为１ｋＶ／μｓ，数字存储示波器取样速率不得小于每秒１００兆次。每一线路端子与接地极间分别进行正、负极性各５次冲击，每次试验间隔大于５ｍｉｎ。 Ｌ1、Ｌ2为试品线路端子，Ｅ为接地端子，Ｒ为限流电阻（Ｒ＝１００Ω） 图４（略） ７．２．２．２ 限制电压测试 ａ．电源防雷保安器 冲击电流发生器的波形为８／２０μｓ，电流幅值３ｋＡ，上述参数在负载短路的情况下测试。试品每一线路端子与接地极间进行同一极性２次的冲击试验，两次时间间隔为５ｍｉｎ，用示波器测量其限制电压。并联型防雷保安器的测试电路见图５；串联型防雷保安器的测试电路见图６，数字存储示波器的取样速率不得小于每秒１０兆次。 ｂ．通道防雷保安器 Ｌ1、Ｌ2为试品线路端子。Ｅ为接地端子，测冲击通流容量时不接示波器 图５（略） ＬP、ＬN为试品线路端子。Ｅ为接地端子。 图６（略） 冲击波发生器的波形为１０／７００μｓ，电压幅值５ｋＶ、电流幅值１５０Ａ，试品每一线路端子与接地极间分别进行同一极性２次冲击试验，两次时间间隔为５ｍｉｎ，用数字存储示波器测量其限制电压。测试电路见图７，数字存储示波器取样速率不得小于每秒１０兆次。 Ｌ1、Ｌ2为试品线路端子。Ｅ为接地端子。 图７（略） ７．２．２．３ 冲击通流容量测试 冲击电流发生器的波形为８／２０μｓ，电流幅值根据表１～４选取，上述参数在负载短路的情况下测试。对试品每一线路端子与接地极间分别进行同一极性２次冲击试验，两次时间间隔为５ｍｉｎ，冲击后该试品在室温下恢复２ｈ后进行下列测试： ａ．试品限制电压应符合表１～４的规定； ｂ．试品直流导通电压与冲击通流容量测试前相比，变化率不得大于１０％； ｃ．试品漏泄电流与冲击通流容量测试前相比，变化率不得大于２００％。 冲击通流容量测试电路见图６ａ。 ７．３ 传输试验 ７．３．１ 插损测试 通道防雷保安器插损测试电路见图８。仪表准确度不低于０．５级。 ７．３．２ 驻波比测试 同轴通道防雷保安器驻波比测试电路见图９。仪表准确度不低于０．５级。 Ｌ1in、Ｌ2in为试品输入端子。Ｌ1out、Ｌ2out为试品输出端子。 图８ａ 非同轴防雷保安器插损测试（略） Ｌin为试品输入端子。Ｌout为试品输出端子。 图８ｂ 同轴防雷保安器插损测试（略） Ｌin为同轴通道防雷保安器输入端，Ｌout输出端 图９（略） ７．４ 环境条件试验方法 ７．４．１ 低温 按ＧＢ２４２３．１进行，并应符合以下规定： ａ．按本标准的规定，对防雷保安器进行外观检查和限制电压测试，并应符合表５、表６的规定； ｂ．将防雷保安器在正常的试验大气条件下放置２ｈ后按正常工作位置牢固地装在试验架上，并放入试验箱内； ｃ．将试验箱内温度降低到－２５℃持续时间２ｈ； ｄ．将防雷保安器从试验箱内取出，在正常的试验大气条件下放置２ｈ，进行外观检查和限制电压测试，应符合表５、表６的规定。 ７．４．２ 高温 按ＧＢ２４２３．２进行，并应符合以下规定： ａ．按本标准的规定，对防雷保安器进行外观检查和限制电压测试，并应符合表５、表６的规定； ｂ．将防雷保安器在正常的大气条件下放置２ｈ，然后按正常工作位置牢固地装在试验架上，并放入试验箱内； ｃ．将试验箱内温度上升到８５℃，持续时间２ｈ； ｄ．防雷保安器从试验箱内取出，在正常的试验大气条件下放置２ｈ，进行外观检查和限制电压测试，应符合表５、表６的规定。 ７．４．３ 恒定湿热 按ＧＢ２４２３．３进行，并应符合以下规定： ａ．按本标准的规定，对防雷保安器进行外观检查和限制电压测试，并应符合表５、表６的规定； ｂ．将防雷保安器按正常工作位置牢固地装在试验架上，并放在试验箱内； ｃ．防雷保安器进行湿热试验前，应在试验箱内４０℃条件下预热，当达到温度稳定后再加湿，持续时间２ｈ； ｄ．试验结束后，从箱内取出在正常的大气条件下放置２ｈ，然后进行外观检查和限制电压测试，应符合表５、表６的规定。 ７．４．４ 低气压 按ＧＢ２４２３．２１进行，并应符合以下规定： ａ．按本标准的规定，对防雷保安器进行外观检查和限制电压测试，并应符合表５、表６的规定； ｂ．将防雷保安器按正常工作位置牢固地装在试验架上，放入空气压力正常的试验箱内； ｃ．使箱内气压１０ｋＰａ／ｍｉｎ的速率降至７４．８ｋＰａ，持续时间２ｈ后，以上述压力变化速率恢复到正常气压，然后进行外观检查和限制电压测试，并应符合表５、表６的规定。 ７．４．５ 盐雾 按ＧＢ２４２３．１７进行，并应符合以下规定： ａ．试验温度为３５±２℃，试验时间为１６ｈ； ｂ．试验前对试品进行外观检查，表面必须干净，无油污、无临时性防护层和其它弊病； ｃ．盐雾腐蚀情况应符合本标准６．５条的规定。 ７．４．６ 长霉 按ＧＢ２４２３．１６进行，并应符合以下规定： ａ．仅作外观检查； ｂ．经２８天暴露结束后，取出的试品需立即观察，其长霉程度应不低于２级。 ７．４．７ 振动 按ＧＢ２４２３．１０进行，并应符合以下规定： ａ．共振检查 将防雷保安器按与实际使用相当的安装方法牢固地固定在振动台上，进行扫频试验。 ２ 扫频速率为每分钟一个倍频程，加速度１０ｍ／ｓ （１ｇ），扫频三个循环， 用目测判断有无共振现象，若产生共振，应设法消除，不能消除时，则在产生共振的 ２ 频率下振动０．５ｈ，加速度２０ｍ／ｓ （２ｇ）。若无共振点，按ｂ项进行试验。 ｂ．振动试验 ２ 按１０Ｈｚ的频率，加速度２０ｍ／ｓ （２ｇ）进行振动试验，持续时间０． ５ｈ。试验结束后，进行外观检查，零件应无松动和机械损伤，并进行防雷保安器的 限制电压测试，应符合表５、表６的规定。 ７．４．８ 冲击 按ＧＢ２４２３．５进行，并应符合以下规定： 按本标准的规定，对防雷保安器包装进行外观检查。 带包装的防雷保安器按正常工作位置，牢固地安装在冲击台上。 ２ 峰值加速度为５００ｍ／ｓ （５０ｇ），脉冲持续时间为１１ｍｓ，采用半正 弦波冲击脉冲，按正常工作位置垂直轴向进行３次冲击试验。 试验结束后，零件应无松动和机械损伤。电气性能应符合本标准第６、７条的规定。 ８．检验规则 ８．１ 防雷保安器的试验分为型式检验、出厂检验二种。 ８．２ 型式检验 型式检验是对产品质量进行全面考核，检验项目应包括第６章所列全部项目。 ８．２．１ 防雷保安器有下列情形之一时，应进行型式检验： ａ）新产品或老产品转厂生产试制定型鉴定； ｂ）正式生产后，如产品结构、材料、工艺有较大更改，可能影响其性能； ｃ）停产超过三年，当再次生产时； ｄ）经常生产的产品，每三年进行一次； ｅ）主管质量监督机构提出进行型式检验要求时； ｆ）大批量产品的买方要求在验收中进行型式检验时。 ８．２．２ 抽样及判定规则 型式检验用的防雷保安器应从出厂检验合格的批中随机抽取，采用计数抽样检查，按ＧＢ２８２９的有关规定进行，并应符合以下的规定： ａ）差别水平Ⅲ； ｂ）不合格质量水平ＲＱＬ＝４０； ｃ）抽样方案类型 一次抽样方案； ｄ）判定数组合格判定数 Ａｃ＝０；不合格判定数Ｒｅ＝１。 ８．２．３ 若不合格品数大于或等于不合格判定数，则型式检验不合格，制造厂应采取措施，解决存在问题，重新抽样进行型式检验，直到型式检验合格为止。 ８．２．４ 经过型式检验的防雷保安器，不得作为合格品出厂。 ８．３ 出厂检验 检验内容分为外观检验和性能检验。它们是防雷保安器交货时必须进行的试验。 ８．３．１ 外观检验：检验防雷保安器的制造是否符合本标准第６．４条的规定。 ８．３．２ 性能检验：测试防雷保安器的标称导通电压、限制电压、电源防雷保安器的漏泄电流，检验其是否符合本标准第６．１条的规定。 ８．４ 需要复验时的试验 ８．４．１ 试验项目及试验方法与出厂检验相同。 ８．４．２ 复验时采用计数抽样检查，应按ＧＢ２８２８的有关规定进行，并应符合以下的规定： ａ）一般检查水平Ⅱ； ｂ）合格质量水平 ＡＱＬ＝２．５； ｃ）严格性 正常检查抽样方案； ｄ）抽样方案类型 一次抽样方案。 ９．标志、包装、运输、贮存 ９．１ 每台防雷保安器的端子应标出： ａ．线路连接端子； ｂ．接地端子。 ９．２ 每台防雷保安器应在明显的位置装设标牌，用中文标明： ａ．制造厂名称、商标； ｂ．产品名称、型号； ｃ．产品出厂编号； ｄ．制造日期； ９．３ 每台防雷保安器应在固定位置装设销售许可标志。 ９．４ 制造厂应提供产品主要技术性能说明书。说明书应用中文标明工作电压、冲击通流容量、防护级别、通道防雷保安器应标出可达传输速率，同轴通道防雷保安器应标出特性阻抗。 ９．５ 每个包装箱内应附有产品质量合格证和装箱单。 ９．６ 防雷保安器在出厂时，应具有防潮、防震的坚固包装，以保证在正常运输过程中不受损坏。 ９．７ 每个包装箱上应按ＧＢ１９１的有关规定，标有“小心轻放”、“向上”、“怕湿”标志，并标明产品型号及名称。 ９．８ 防雷保安器应贮存在通风良好，温度为－１０℃～＋４０℃，相对湿度不大于８０％，周围无酸、碱或其它的有害气体的库房中。在运输过程中，不得受强烈的振动和碰撞。在贮存和运输中均应不受雨水淋袭。