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一些德国的厂家曾试图说服我们只有通过10/350波形测试的电流保护器才能应用于建筑物的入口，他们同时还说接受10/350 测试波形是一个国际趋势。 IEEE(国际电气和电子工程师协会)也在考虑采用10/350作电涌保护器（SPD）的测试波形。2002年版的IEEE Trilogy( 三部曲)明确重申在SPD测试中使用8/20 波形。只有10/350 波形才代表"直击雷”的波形，这种观点正确吗？
根据最新的实际研究调查，各国科学家及官方组织宣布：8/20 波形在SPD的测试中是最可取的。这与通过各种研究所做出的结论惊人的一致。
1、显微镜下的10/350 波形
对Dion Neri 和Bruce Glushakow 白皮书的回顾
Glenn J. Clifford，设计工程师，MCG 电子公司，Deer Park，纽约
数十年来，依据ANSI/IEEE C62.41 标准而使用8/20 微秒波形进行测试的美国的TVSS（电涌电压抑制器）产品，保护着世界上最庞大及最敏感的电子及电信设施。而采用这些标准进行测试的电涌防护产品，在现场的实际应用中其性能表现出色。8/20 微秒波形均被所有国家（包括IEC成员国）广泛的接受，直到1995 年，IEC 61643系列标准引入了“等级1”测试，对安装在供电入线端位置的电涌防护器用“等级1”方法测试。为了满足IEC 61643-1 的脉冲电流IBimpB)的要求，测试机构被责成采用10/350 微波形。波形改变的理由是假定10/350 微秒波形能更准确地模拟直击雷的参数，因此使用此波形能更有效地确定电涌防护器的效能。IEC 61643-1 等级一测试标准中的介绍部分，试图否定数十年来具有成功应用经验的8/20微秒波形。而IEEE 却明确表示没有任何理由改变其电涌防护器的测试标准。然而，（这种做法）创造了一个机会，几个欧洲的生产商迅速地利用了这个机会。为使采用此长波形成为合法性而开展了宣传运动。就电涌而言，350 微秒是一个非常长的时间，意图非常简单：“如果直击雷只能使用10/350 微秒波形来模拟，则根据ANSI/IEEE 标准来制造的电涌防护器则不足以防御雷击。”一时间，遍布全世界的研讨会、杂志等都发表文章，进行宣传。以下是一些典型的引述：
“美国的标准中对云-地雷击的能量欠缺考虑，而对不同的来源造成的电涌的特性考虑过多，例如供电系统的转换电容及电感反冲” 10/350 微秒波形应用于“对抗直击雷的电流”，而8/20 微秒波形则仅应用于“保护非直击雷的事件” 8/20 微秒波形与10/350 微秒波形的比较图形被到处传播。例如，下图是一个欧洲的电涌防护器生产厂家所制作的。
上图的译文解释为：“100 千安、10/350 微秒的波形的As 值是20 千安、8/20 微秒波形的125 倍。若使用MOV（压敏电阻）型的保护器来防护100 千安、10/350 微秒波形的电涌，则相当于需要使用2500 千安、8/20 微秒的MOV 容量。”现实中，用于测试上根据ANSI/IEEE 标准制造的低压电涌防护器的波形，远小于2500 千安。谁都明白在电涌防护行业中，即使是在最严重的雷击环境下，一个400 千安、8/20秒等级的产品的应付能力是足够有余。
甚至出现了一些公式以“证明”一个使用20 千安、10/350 微秒波形进行测试的电涌防护器的容量至少是一个使用20 千安、8/20 微秒波形进行测试的电涌防护器的容量的20倍。Q (10/350μs)/Q (8/20μs)=22.3在这个过程中，使用8/20 微秒波形进行测试的电涌防护器仍在世界各地继续成功地保护着敏感的电子设备免遭直击雷的破坏。
2、U10/350 微秒波形的争议
10/350 微秒波形的首次登场是在IEC 61312-1。在IEC 61312-1 被采用前已经存在着诸多的争议。在1995 年的TC 81 委员会上对10/350 参数强差人意的推行尝试，使18 投票国家中有78%的成员投了赞成票。当雷电参数在IEC 61312-3:2000 中重新发布时，19个投票国中有68%的赞成票，近1/3不赞成。
法国雷电保护协会，建立在IEC的成员国内，拒绝引用10/350 微秒波形。他们的观点是：“在电器设施内的其它电器设备（断路器、保险丝等）不是按照等级1 测试的高幅度要求来制造的，然而，此类设备因相关原因而导致损坏的个案还没有被发现过，这可以证明此类的10/350 高幅度不存在，如果有，也是非常罕见。”IEEE C62.41.2-2002 对首次雷击的参数进行了评定，包括在IEC 61312 文件中所定义的350 微秒“半峰值时间”，得出的结论是：“高能量”电涌的要求的基础建立在有限的数据上，应当注意到问题是，把这些“要求”与那些根据IEEE C62 标准系列来设计的电涌防护器的实际使用表现相比较的结果。”三个方面值得研究：1）10/350 微秒波形的起源；2）此波形的技术数据的基础是什么；3）使用10/350 波形来代表直击雷的参数有多准确。
一本完整的、仔细地收集了40 个例证的白皮书，已被递交到IEC USNC 的TC 81，并且被作为IEEE 的传输文件在线接收。Alan Rebeck，IEEE WG 3.6.4 的一个成员，在阅读完此文件后评论道：“… 及其恰当地为到目前为止的、永不休止的10/350 争论增加了一面透镜。当你需要事实的真相，身边一个敏锐的历史学家永远是很好的帮助。”U10/350 微秒波形的定义。
3、U10/350 微秒波形的相关事件
10/350 微秒波形对一个脉冲能量的两个参数进行了描述。“10”表示波形上升到90%的峰值幅度所需的时间（微秒）。“350”是指波形下降到峰值的50%所需的时间（微秒）。如上图所示。
如该书所述的：“10/350 微秒波形的问题在于“350””，这是因为一个时延为350 微秒加上高峰值电流的脉冲，会导致几乎所有的以半导体器件为基础的保护设备的损坏。是谁作出了使用此波形的决定？答案是IEC 61312-1 的作者们，即为该波形首次被引用。在该标准中，IEC 技术委员会TC81（雷电保护）断言一次典型的雷击的“半峰值时间”是350 微秒。PviiP皮书里提及了相关的问题，“10/350 微秒波形的技术数据基础是什么？” 在IEC61312-1 标准里, TC81 提供了他们决定引用该雷电参数的唯一依据“Electra杂志第41（1975）期及第69 期（1980）内发表的CIGRE的结果。”。
导致10/350 微秒波形被广泛接受的相关事件在这里将再次重复：
1) IEC 成员国使用10/350 微秒波形来测试安装在建筑物入口端的电涌防护器以使其符合IEC61643-1 对脉冲电流(IBimpB)的要求。
2) IEC 61643-1 列出IEC 61312-1 为唯一的雷电测试参数的参考。(参阅61643-1 附录A 第143 页)
3) IEC 61312-1 将其雷电流参数唯一的基础建立在“CIGRE Electra 杂志第41（1975）期及第69 期（1980）内发表的结果” (参阅61643-1 附录A 第51 页)。
5、UCIGRE
IEC TC81 将引用10/350 微秒波形的责任推卸到CIGRE 的脚下。
CIGRE（国际大型电器系统委员会）是一个非官方的国际协会，设在法国。该机构成立于1921 年，目的是“促进和发展各国的发电及高压电力传送的工程师及技术专家之间进行程知识及信息交流。” ELECTRA 是CIGRE 的双语杂志，每两个月发一期，只发送给其会员。U实际上ELECTRA的相关内容？
1) 对Electra 杂志第69 期（1980）的研究，未能找到任何与雷击时延有关的文章。
2) 在Electra杂志第41 期（1975）内包含了一篇文章，记录了在瑞士的圣萨瓦多尔山卢加诺湖上面的雷电观测站的纪录结果。瑞士籍的作者K. Berger先生是雷电研究界的杰出人物，任何显著的发现均与他有关。在相关的参数上K. Berger先生命名为“雷击时延”，他的定义为“介于首部2 千安点和尾部点，位置是在电流幅度下降到峰值的50%点的时间间隔。” IEC 61312-1 对Berger先生对首次正极雷击所给出的参数给予了特别的重视。在61312-1之附录A，TC81 解释了其中的原因：“作为首次雷击，假设所有的雷击中的10%为正极的而其它的90%为负极。不考虑正极闪电与负极闪电的低比率，正极的雷击，只由单个长时延的首次冲击组成，它决定了雷击参数I、Q及W/R的应考虑到的最大值。如果根据保护等级I 的定义，约99%的雷击被考虑到，概率小于10%的正极雷击决定了峰值电流I 、雷击电荷值QBfB,、短周期冲击电荷值Qs及特殊能量值W/R的最大值。剩下的1%的最大值发生在负极雷击的可能性要远小于发生在占10%雷击概率的正极雷击上，因此，可以忽略不计。”
换句话说，IEC 61312-1 标准的编者们认为，如果使用Berger 先生发现的、概率极小但名义上时延更长的正极首次雷击的参数，将会“安全”。这种做法使IEC 61312-1 标准引用了Berger 先生的研究中的最有疑问的薄弱点。Berger 先生本人在Electra 杂志第41 期的第35 页中评论道：“虽然正极雷击的特性显得比负极雷击更高的电荷、更慢的首部，但它们没有显示足够的共同特征来产生一个可接受的平均电流波形。这也可能是由于在此期间我们所得到的正极纪录太少。”
简言之，19 个投票国以68%的比例改变了他们原来使用的可行的基于8/20 微秒波形的标准，并将其改为一个基于1975 年测量到的、甚至研究者本人都认为不充分的4 个曲线纪录的标准。
6、雷电纪录研究
IEC 61312-1 应用10/350 波形, 基础建立在这4 次雷击上。在过去的30 年里，在雷电纪录领域里取得了长足的进展。白皮书内列举了在1975 年Berger无法知道的技术原因，这些原因包括Berger发现的所有正极云地雷击都是从高塔上发生的，因此，雷击归属于“激发”雷击，而不是发生在自然的山顶上，不是自然发生的雷击。他报道的所有雷击中只有一次产生了向上传播然后是向下的反转雷击。
IEC61312-1 声明说Berger先生的数据代表了10%的自然雷击的首次雷击为正极雷击，而事实并不是这样。在所有雷击当中，这种特性的激发雷击只占不到1%。Berger先生的发现引导了IEC 61312-1 的编辑者，使其相信正极反转雷击的IBpeak B（峰值电流）比负极部分大得多。然而，当国家雷电监测网络（NLDN）在完成对一百四十六万个双极性的云地放电的峰值电流，即超过六千万个测量到的雷击(LPCCGs)的研究后，发现“对于峰值电流值IBmaxB>75kA的雷击，负极云地放电的数量远大于正极云地放电的数量” 。
IEC 61312-1从Berger先生那里推断正极放电的反转冲击的波形与负极放电的波形有极大的不同。其后的研究发现两种放电的波形事实上是类似的。一次雷击的时延是多少？雷电可能是自然界最难捉摸的现象。白皮书中列举了雷电测量的先进技术。不考虑此类研究中固有的困难，近期的研究者基本同意雷电的参数。以下是白皮书中所提及的一些研究：
A) “为了计算电涌，只有反转冲击期间的重量级电流是最重要的。研究发现此段期间的波形可以用一个二次幂数来表示：i = I(eP- αtP – eP- βtP) 其中波头时间为0.5 - 10 μs ，波尾时间为30 - 200 μs 。平均的雷电流波型应为波头6 μs 以及波尾25 μs 。”
B)韩国电气电力协会应用一台美国“大气研究系统”（Atmospheric Research Systems）制造的LPATS，完成了一项5年的研究。所测量的95%的雷击的半峰值小于22 微秒。平均半峰值时间是10.82 μs 。
C) 1977年一项在日本的研究发现，平均半峰值时间是40μs。
D) 国家海洋和大气局(NOAA)报告称“每一个反转冲击都显示了一个5 到300 千安的峰值电流以及20 – 50 微秒的时延。”
7、UIEEE的立场如何？
过去几年，产生了一个意见，就是那些由于种种原因而转向支持10/350 微秒波形的人，相信“IEEE 正将其方向转向接受10/350 微秒波形。” 这种意见被作为事实向来自38个国家的、参加了第25 届LCLP 研讨会（2000 年九月）的275 位专家提出。这是真的吗？
IEEE 所颁布的标准，其应用的环境包含了世界上最大的、最敏感的及最稠密的电子设备。C62.45.2? -2002 标准（C62.45?-1992 标准的替代）联同C62.41.1-2002 标准及C62.41.2-2002 标准被称为IEEE 电涌防护器三部曲，包含了292 页的技术资料。在对雷电电涌环境模拟的测试波形及测试步骤进行了广泛而深入的调查以后，IEEE的结论是：“IEEE Std C62.41.2-2002 所建议使用的两种波形是，100 kHz 的环波及1.2/50μs-8/20μs组合波（后者包括两个波形，一个是电压另一个是电流）。”与该书一起，当IEC 61643 在年度下半年进行复审，10/350 微秒波形将会被列在考虑淘汰的项目列表之首。
参考文献
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IEEE Std C62.45-2002（IEEE Std C62.45-1992 修订本）IEEE建议的、连接到低压（1000 伏及以下）交流供电系统电路中的设备的电涌的测试方法。2002 年11 月11 日通过。条款9.2，标准波形。
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