路径: 主页 > GB/T > 第193页 > GB/T 21545-2008 | 标准编号 | GB/T 21545-2008 (GB/T21545-2008) | | 中文名称 | 通信设备过电压过电流保护导则 | | 英文名称 | Principles of protection against over-voltages and over-currents | | 行业 | 国家标准 (推荐) | | 中标分类 | M40 | | 国际标准分类 | 33.020 | | 字数估计 | 12,125 | | 发布日期 | 2008-03-31 | | 实施日期 | 2008-11-01 | | 采用标准 | ITU-T K.11-1993, IDT | | 标准依据 | 国家标准批准发布公告2008年第5号(总第118号) | | 发布机构 | 中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局、中国国家标准化管理委员会 | | 范围 | 本标准主要内容包括：总则、线路的保护、交换和传输设备的保护、用户终端设备的保护等内容。 | GB/T 21545-2008
Principles of protection against overvoltages and overcurrents
ICS ３３．０２０
M４０
中华人民共和国国家标准
GB/T ２１５４５-２００８／ITU-TK．１１：１９９３
通信设备过电压过电流保护导则
（ＩＴＵ-ＴＫ．１１：１９９３，ＩＤＴ）
２００８-０３-３１发布
２００８-１１-０１实施
中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局
中国国家标准化管理委员会发布
目次
前言 Ⅲ
１ 总则 １
１．１ 危险过电压和过电流的起源 １
１．２ 保护方法 １
１．３ 保护器件的类型 １
１．４ 残余影响 ２
１．５ 危险性的评估 ３
１．６ 关于保护的决策 ４
２ 线路的保护 ４
２．１ 除导线自身以外的保护措施 ４
２．２ 特种电缆 ５
２．３ 保护器件的使用 ５
２．４ 保护器件的安装 ５
２．５ 工作规划 ５
２．６ 建议采用的保护措施 ５
３ 交换和传输设备的保护 ５
３．１ 设备所需的外部保护 ５
３．２ 设备所需的最低电气强度 ６
３．３ 交换状态的影响 ６
４ 用户终端设备的保护 ６
４．１ “暴露”程度 ６
４．２ 介电强度 ６
４．３ 保护器的使用 ６
４．４ 公用接地 ７
４．５ 高绝缘技术 ７
４．６ 国家规程 ７
４．７ 维护用户装置的昂贵费用 ７
附录Ａ（规范性附录） 防护术语定义 ８
Ａ．１ 初级保护 ８
Ａ．２ 二级保护 ８
Ａ．３ 多级保护 ８
Ａ．４ 固有保护 ８
GB/T ２１５４５-２００８／ITU-TK．１１：１９９３
前言
本标准等同采用ＩＴＵ-ＴＫ．１１：１９９３《过电压和过电流防护的原则》。
本标准的附录Ａ为规范性附录。
本标准由中华人民共和国信息产业部提出。
本标准由中国通信标准化协会归口。
本标准起草单位：中国电信集团公司（广州研究院）、广东天乐通信设备有限公司。
本标准主要起草人：刘裕城、陈健儿、陈少川、田继清、张锦、石莹、付皓。
GB/T ２１５４５-２００８／ITU-TK．１１：１９９３
通信设备过电压过电流保护导则
１ 总则
１．１ 危险过电压和过电流的起源
１．１．１ 直接雷击
直接雷击会引起数千安的电流，沿导线或电缆流动，持续若干微秒。这可能发生物理损伤，而且数
千伏的过电压冲击会对线路设备和终端设备的电介质构成威胁。
１．１．２ 临近雷击
云对地或云对云间流动的雷电电流，会在雷击点附近的架空或地下线路中产生过电压。在大地电
阻率高的地区，受影响的面积很大。
１．１．３ 电力线路（包括电气化铁路在内）故障电流所产生的感应
电力系统发生接地故障时，沿电力线路将有很大的不平衡电流流动，使附近与它平行的电信线路上
产生感应过电压。这种过电压的幅值可能上升到数千伏，依电力线路所使用的故障解除系统的不同，其
持续时间在２００ｍｓ～１０００ｍｓ范围内（有时甚至更长）。
１．１．４ 与电力线路接触
当电力线路和电信线路受到当地自然灾害，如暴风雨、火灾的破坏时，或者在没有采用正常的隔离
和绝缘等安全防范措施的情况下，电力线路与电信线路有可能发生接触。在正常配电电压为２２０Ｖ（交
流有效值）的地区，如果发生故障，可能很长时间后才能发现故障。在使用较高配电电压例如２ｋＶ的
地区，如果发生故障，电力线路的保护设施通常能保证在短时间内将电压切断。过电压可能产生过大的
电流沿线路流向交换机的接地点，会造成设备损坏和危及人身安全。
１．１．５ 地电位升高
电力系统的接地故障在土壤中所产生的电流会使故障点和电源接地电极附近的电位升高（也见
ＩＴＵ-ＴＫ．９）。这种地电位可通过两个途径影响通信设备：
ａ） 通信信号系统接地电极埋设处的土壤相对于远地的电位升高即使小于５Ｖ，也可能使信令系
统误动作。这种低电压可能是由电力系统中的小故障引起的，这种小故障可能长期存在而不
能被检测出来。
ｂ） 较高的地电位升高能使受影响区域内的工作人员有危险，或者在极端情况下，地电位升高还
足以将通信电缆的绝缘击穿，引起大范围的损坏。
１．２ 保护方法
１．２．１ 本标准第２章中所述的有关线路的某些保护措施，其作用是降低过电压和过电流起源处的过电
压、过电流值，从而减小对系统所有部分的危害。
１．２．２ 本标准第２章、第３章、第４章中所述的适用于系统特定部分的其他保护措施，可归纳成两类：
ａ） 使用保护器件转移能量（例如放电间隙）或断开线路（例如熔丝），以阻止过大的能量到达易受
害的部分；
ｂ） 使用具有适当介电强度、载流容量和阻抗的设备，使之能承受所施加的条件。
１．３ 保护器件的类型
１．３．１ 碳或金属电极的空气间隙保安器
这种保安器通常连接在线路的每条导线和地之间，能限制保安器电极间出现的电压。这种保安器
的价格便宜，但在反复动作后，其绝缘电阻会有可觉察到的下降，因此需要经常更新。
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１．３．２ 气体放电管
放电管通常接在线路的每条导线与地之间，或者将三电极放电管接在一对导线与地之间。为了满
足系统的要求，可以对它们的特性规定一些精确的极限值。这种保安器是小型的，能够频繁动作。
关于气体放电管的详细要求可参见ＩＴＵ-ＴＫ．１２。
１．３．３ 半导体保护器件
随着半导体保护器件技术的发展，已经能生产可用作“一次保护”的元件和只用于“二次保护”的元
件。“一次保护”与“二次保护”始终应进行正确的协调。
ａ） 一次保护器件
用半导体保护器件替代碳精电极保安器和气体放电管的试验正在广泛地进行。这些试验的结果可
能取决于技术上的和商业上的因素。
一般地说，它在消除电路噪声和较低的动作电压方面比碳精电极保安器好，而缺点是成本较高，自
电容较大，耐电流能力较小。
与气体放电管相比，半导体器件的优点是消除了点火放电现象，其缺点是自电容较大，耐电流能力
较小。
半导体器件试验仍在继续进行，此项技术有可能进一步发展。
ｂ） 二次保护器件
根据二次保护器件在电路中的位置，它们的过电压动作量级可设计成低至１Ｖ。这种器件的动作
电压精确而且动作快。但是如果协调的不合适，有可能被过大的电流损坏。
１．３．４ 熔丝
熔丝串接在电路的每根导线上，当流过的电流过大时就熔断。简单的熔丝是一根均匀的可熔金属
丝。慢动作熔丝包括一根大电流流过时迅速熔化的均匀金属丝和一个弹簧的可熔部件，此部件在长时
间内有小电流流过时逐渐熔化直至熔断。典型的动作电流为：大电流为２Ａ，而持续的小电流为
２５０ｍＡ。熔丝动作后不应有持续的电弧。熔丝对雷电冲击不能起保护作用，而且在经常有雷电冲击的
地区，有必要设置额定电流大的（直至２０Ａ）熔丝，以免熔丝失效引起麻烦。这种熔丝不能为电力线接
触故障提供适当的保护。熔丝也可能是产生噪声和断线故障的根源。
１．３．５ 热线圈
热线圈串接在线路的每根导线上，它可使线路断开或接地，或者既使线路断开又使线路接地。热线
圈设有某种可熔部件，一般当５００ｍＡ电流流过２００ｓ时就动作。
１．３．６ 自恢复限流器件
熔丝和热线圈的缺点是，当它们动作时会使电路永久地中断，然后必须由人工去更换。某些可变阻
抗器件是可以利用的，当过载电流流过而受热时其电阻增加至很高的数值。当过载电流消除后，这种器
件的电阻将恢复到正常的低阻值。应该注意这些器件的响应时间和耐压能力。
１．３．７ 可熔连接线
在通信线路与电力配电线路长时间接触故障中，借助可熔连接线来防止安装在通信线路上的无熔
丝过电压保安器组件产生过热的危险。
可熔连接线通常由与通信线路相串连的绝缘导线组成，并安装在受电力线路影响的通信线路与保
安器组件之间。这些导线比终接在保安器组件上的导线上的导线线径一般至少要小两个线材号数，而
且要有适当的长度，以避免在电力系统不能迅速断电但导线已经熔断的情况下产生持续的电弧。如果
可熔连接线或它的一部分安装在建筑物中或其它可能出现火灾危险的场所，则应将可熔连接线密封在
电缆护套、接头盒或其他合适的盒子中，以抑制导线熔断时可能引起的电弧。
１．４ 残余影响
采取保护措施的根本目的在于保证由于干扰引起的大部分电能不耗散在设备的易损坏部件中，且
不扩延到人身。然而，没有一种器件具有能理想地消除所有干扰电压或电流的特性，其理由如下 。
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１．４．１ 残余过电压
应考虑到：
ａ） 保护器件未起作用时的电压，因为它低于保护器件的动作电压；
ｂ） 在器件动作之前所通过的瞬变电压；
ｃ） 器件动作后所保持的残余电压；
ｄ） 器件动作时所产生的瞬变电压。
１．４．２ 横向电压
同一线对两根导线上的保安器有可能不同时动作，因而可能产生横向电压脉冲。在某些情况下，特
别是被保护设备的阻抗如果较低时，两个保护器中的一个动作可能阻止另一个保护器动作。因此，只要
线路上存在纵向电压，横向电压就会继续存在。
１．４．３ 对电路正常工作的影响-协调设计
保护器件的动作电压与正常运行期间线路上产生的最高电压之间应有足够的裕度。同样，保护元
件的特性（内阻抗）必须与被保护装置的性能相适应。
１．４．４ 状态变化影响
保护器件可能使线路的一部分得到保护，而另一部分却被牺牲。例如：如果总配线架（ＭＤＦ）的熔
丝由于接触电力线路而熔断，使通信的接地被断开时，线路上的电压可能上升至电力线路的全电压。
同样地，由于某一个保护器动作，与设备相连的有关电路的等效内阻抗可能大大降低，于是产生可
能造成损坏的环流。
１．４．５ 一次保护与二次保护的协调
为了保护敏感设备，有时有必要使用几种保护器件。例如：快速动作的小电流器件（如半导体器件）
和稍慢动作的大电流器件（如气体放电管）。在这种情况下，必须采取几个步骤以保证在万一有持续的
过电压时，小电流器件不会妨碍大电流器件的动作。这是因为假如这种情况一旦发生，小电流器件就可
能被破坏，或者内部连接线路会通过过大的电流。
１．４．６ 温升
设计和安装保护部件时，应考虑使它们在动作时所引起的温升不致于破坏其特性或危及人身安全。
１．４．７ 电路可用性
当保护器件动作时，被保护电路的业务可能会临时或持久地中断。
１．４．８ 故障的后果
使用保护器件后，由于器件不可靠，会引起需要维修的问题。此外，保护器还可能会妨碍对某些线
路和设备进行测试。
１．５ 危险性的评估
１．５．１ 与过电压有关的通信系统性能取决于：
---周围环境，即与系统相关的线路网中产生的过电压值及其概率；
---线路网的构成方法，见第２章；
---系统中设备的耐过压能力；
---所提供的保护器件；
---为使保护器件动作而设置的接地系统质量。
１．５．２ 环境
在评估周围环境时，应考虑本标准１．１中所提到的若干因素。
在不同的地点，由雷电引起的过电压的严重性有很大的差别。在高雷电和高土壤电阻地区，遭受直
接雷击和附近雷击的危险性增加。同时，由于雷电是大部分电力系统故障的原因，因此感应和地电位升
高的影响也随着增加。另一方面，直埋金属设施如水管、铠装电缆等对电话电缆起屏蔽作用，大大降低
了雷电或感应所产生的过电压。
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---在城市中心和雷电活动少的地区，经验证明，其过电压很少超过保护器件的残余电压，这种环
境称为“非暴露”环境。ＩＴＵ-ＴＫ．２０和ＩＴＵ-ＴＫ．２１规定了用于“非暴露”环境中且无保护的
设备应该进行的试验，这些试验说明了可以视为“非暴露”的最恶劣的环境。
---所有其他环境均称为“暴露”环境。当然，这种环境条件的范围相当宽，其中包括某些只有采取
所有可使用的保护措施才能取得满意的业务质量这样的异常暴露环境。
在出现感应电压和地电位升高的情况下，可根据《通信线路抵抗电力和电气化铁路危险影响的保护
导则》（ＩＴＵ，１９８８）来计算过电压。其中还推荐了不同情况下的最大允许值。
１．５．３ 故障的记录
过电压和过电流造成的危险只能凭经验作适当的估计。为此，建议用一种便于这项工作的格式来
保存故障统计。应当分别记录过电压或过电流引起的故障与保护器件失效所引起的故障以及其他部件
故障。
１．６ 关于保护的决策
１．６．１ 在考虑通信网应能承受的过电压等级时，将故障分为以下两类：
---只影响系统一小部分的小故障。这类故障的发生应限制在可接受的范围内；
---重大损坏、着火、交换机故障等。这类故障必须尽可能地避免。
ＩＴＵ-ＴＫ．２０中举例说明了允许发生小故障而不发生重大损坏的条件。同时，还希望单个保护器
失效不应引起重大损坏。
１．６．２ 应当特别注意对新型交换设备或用户设备的过电压和过电流保护，以保证这些设备在遭受过电
压或过电流时不会产生不能接受的故障，从而保证设备的先进性。这类设备对过电压、过电流本来就很
敏感，而且当其损坏或误动时会使系统的大部分受到影响。
１．６．３ 应该注意，使用不必要的保护器件进行过度保护，不仅不经济而且实际上还可能使系统性能恶
化，因为器件本身有产生故障的可能性。
为了避免发生动作的保护器件对电信回路产生干扰，应考虑避雷器的点火电压值和个数。
１．６．４ 根据上述考虑并按本标准１．５所评估的危险性，应对系统所有部分所需提供的保护作出决定。
在作决定时，也应考虑商业上的一些问题，诸如保护措施成本、维修费用、与用户的关系以及由过电压、
过电流所致故障相对于其他原因所引起的故障的概率。
应该明确作出这种决策的责任以及为保证协调线路与设备而装备任何保护器件的责任。
设备生产厂家有必要了解设备所需的耐过电压、过电流的能力，线路工程师有必要弄清楚将要接到
线路上的设备的耐过电压、过电流能力。线路工程师还应根据提供的线路保护的标准规定出与线路相
接的设备可能会遇到的各种限制。在网的各个部分，诸如用户设备、线路和交换中心等的所有权可能归
于不同部门的情况下，可能需要按正式的手续进行这种协调，例如制定本地标准。在起草这些标准时，
可参考ＩＴＵ-ＴＫ．２０和ＩＴＵ-ＴＫ．２１中的指导意见。
２ 线路的保护
２．１ 除导线自身以外的保护措施
ａ） 电信线路邻近的接地金属机构，例如电力线路或电气化铁道系统，能在一定程度上保护电信线
路免受雷电的影响。有效的金属屏蔽，不论是电缆护套、电缆管道、还是避雷线，均可减少雷电
冲击和电力线路感应的影响。在雷击危险严重的地区，时常采用具有多层屏蔽和高绝缘强度
的特殊电缆。将所有金属机构连接在一起，可提供有效的保护。
ｂ） 通过协调电力线路与电信线路的设计和施工工作，可使电力线路引起的感应降低至最小的程
度。在作为感应源的电力系统中安装地线和限流器，可降低感应的等级。
ｃ） 如果遵守协商后的建造、结构、间距和绝缘的相关标准，则电力线路与电信线路间发生接触的
可能性减小。但是，从经济上来考虑，采用共同的电缆沟、电杆和管道，并采取合适的安全措
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施，往往有可能获得经济利益（见ＩＴＵ-ＴＫ．５和ＩＴＵ-ＴＫ．６）。为了避免与高压电力线缆相
接触，采用高标准建造是特别重要的，因为一旦发生这种接触就很难避免由此产生的严重
后果。
２．２ 特种电缆
在可能产生高过电压的地方，可采用高绝缘强度的特殊电缆。
标准的塑料绝缘和塑料护套电缆的绝缘强度比纸绝缘铅护套电缆的高，适用于过去曾使用超厚绝
缘层电缆的大部分环境。在与电力线路极为接近或平行接近长度很长、电站周围的地电位升较高或由
于雷电日多和土壤导电率低而极容易遭受雷击的地方，都可以使用加强绝缘的电缆。
其他使用特种电缆的例子有：
---能对电缆中的回路提供良好屏蔽的金属护套电缆；
---连接到易遭受雷击的无线铁塔的电缆必须能耐受雷电电流而不损坏；
---为实现两段导电的电缆间的隔离所用的全介质（即无金属的）光缆。
２．３ 保护器件的使用
在下列情况下，最好使用保护器件：
ａ） 与本标准２．１和２．２所述的特殊结构相比，使用保护器件更为经济。在这种情况下，不能忽视
保护器件的维修费用，这是因为保护器件必然需要一些维修开支，而特种电缆、屏蔽等虽初始
费用较高，但往往不需要后续投资。
ｂ） 过电压或过电流可能不会损坏具有超厚绝缘的电缆本身，但电缆会将这种过电压或过电流引
至网中的其他较易损坏的部分。此时，对其他较易损坏的电缆需要附加保护，特别是对维修费
用高而且为很多用户服务的大容量地下电缆进行附加保护尤为重要。
ｃ） 电力线路或牵引线路故障引起的感应过电压，即使在使用了所有可用的预防措施后仍有可能
超过导则规定的允许值。
２．４ 保护器件的安装
ａ） 为了保护导体的绝缘，将所有金属护套、屏蔽接在一起接地，并在导体与这个接在一起的金属
之间接入过电压保护器是有益的。这一技术尤其适用于高土壤电阻率地区，这样可避免使用
昂贵的保护接地电极系统。
ｂ） 在使用保护器来减少电力线路故障电流在电信线路中引起的高感应电压的地方，所有导线均
应在适当间隔和受影响线路段两端（或根据实际情况尽可能靠近这些点）上安装保护器。
ｃ） 为使地下电缆免受雷电冲击的影响，可在地下电缆与架空线路的连接点上安装保护器件。总
配线架（ＭＤＦ）和用户终端所安装的保护器件减少了线路损坏的危险性，但它们的主要功能是
保护绝缘强度比电缆低的部件。参见ＩＴＵ-ＴＫ．２０和ＩＴＵ-ＴＫ．２１。
ｄ） 用于防雷的过电压保护器，应尽量缩短它与线路和地之间的连接线，以尽量减小线路与等电
位连接间的冲击电压。
２．５ 工作规划
本标准１．５和１．６中的一般考虑均适用于线路保护。建议在开始设计时，就尽量根据环境确定线
路所需采取的保护措施。对于一条起初只有不完善保护的线路来说，想要达到满意的保护水平可能相
当困难而且花费很大。
２．６ 建议采用的保护措施
在电信网中的线路频繁地或严重地受到电力线路故障或雷击引起的骚扰的地方，应该在线路导线
与地之间接入保护器件或采用合适的线路建造方法来限制这些线路相对于当地地电位的电压。
３ 交换和传输设备的保护
３．１ 设备所需的外部保护
运营部门应考虑到需在设备外部安装保护设施的可能性，牢记下列各点：
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３．１．１ 在某些条件下，电信线路将会对设备起到一些保护作用，例如：
---导线可能熔断，并切断过大电流；
---导线绝缘可能击穿，从而降低了过电压；
---连接装置中的空气间隙可能击穿，从而降低了过电压。
３．１．２ 塑料绝缘电缆强度的增加，使得可以在线路中流动并施加到设备上的过电压、过电流也有所增
加。相反，交换设备和传输设备中使用小型电子器件，更易受电扰动而损坏。
鉴于这些原因，在经常受严重电扰动（雷电、电力线路、土壤导电率低）的地区，一般有必要在电缆导
线与所接设备之间插入本标准１．３中所述类型的保护器件，最好装在总配线架上。这样，可避免总配线
架至设备的电缆必须承载很大的过电流。
保护器件安装在总配线架（ＭＤＦ）的线路一侧，以便使 ＭＤＦ跳线区无需承载放电电流。同时，在与
市电线路发生接触故障而使线路被串接保护器件断开，也能尽量减小市电电压对 ＭＤＦ布线和端子板
的影响。
３．１．３ 在“暴露”较轻的地方，电扰动（过电压和过电流）具有幅值和频率都很小的这样一种统计特性，
实际上其危险性不会比本标准１．４中所指出的“暴露”环境中由残余影响所引起的危险性更大。这样，
保护器件就失去意义而且是一种不必要的浪费。
３．２ 设备所需的最低电气强度
在线路“暴露”且装有保护器件的地方，由于本标准１．４中所述的残余影响，会使设备中出现过电压
和过电流。在“暴露”较轻的环境中，本标......
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