| GB/T 43022.1-2023（2023（2023-11-27 发布、2024-03-01 实施，国家市场监督管理总局/国家标准化管理委员会发布；现行，修改采用 IEC 62848-1:2016））含实值 | |
|---|---|
| 轨道交通 直流避雷器和电压限制装置 第1部分：无间隙金属氧化物避雷器（Railway applications—DC surge arresters and voltage limiting devices—Part 1: Metal-oxide surge arresters without gaps） | |
| 适用范围 | 机车车辆上和牵引供电地面装置安装、用于限制 IEC 60850 规定直流供电系统过电压、系统标称电压不超过 3 kV 的无间隙金属氧化物避雷器 |
| 关键参数 | 分类等级按电荷转移容量 Q_t（DC-A 1.0 / DC-B 2.5 / DC-C 7.5 A·s）；标称放电电流 5/10/20 kA；使用条件环境温度 −40 ℃~＋45 ℃、海拔 ≤1 400 m；1.05 U_c 下内部局部放电量 ≤10 pC；多柱电流不均匀系数 ≤1.10；0.75 倍直流参考电压下漏电流 ≤50 μA；密封泄漏率 <1×10⁻⁶ Pa·m³/s |
标准概况
GB/T 43022.1-2023《轨道交通 直流避雷器和电压限制装置 第1部分：无间隙金属氧化物避雷器》是 GB/T 43022 系列的第 1 部分，修改采用 IEC 62848-1:2016，2023-11-27 发布、2024-03-01 实施。本文件与 GB/T 43022.2-2023（电压限制装置，见 GB/T 43022.2 标准卡）共同部分代替 GB/T 25890.5-2010《轨道交通 地面装置 直流开关设备 第 5 部分：直流避雷器和低压限制器》。与 25890.5 相比主要技术变化包括：删除了有间隙非线性电阻避雷器、删除人工污秽试验；增加避雷器分类（第 5 章）、0.75 倍直流参考电压漏电流、耐污秽、机械、外观尺寸重量等要求；增加典型避雷器（分类等级 DC-B）电性能参数（附录 A）。归口单位为全国轨道交通电气设备与系统标准化技术委员会（SAC/TC 278）。
本标准由国家铁路局提出，起草单位包括中车株洲电力机车研究所有限公司、中铁电气化勘测设计研究院有限公司、中铁第四勘察设计院集团有限公司、中国电力科学研究院有限公司、西安神电电器有限公司[3]。本卡依据标准题录[1]、系列与替代关系[2]及库内正式出版文本[3]提炼。
适用范围
适用于机车车辆上和牵引供电地面装置安装的无间隙金属氧化物避雷器，该避雷器设计用于限制 IEC 60850 规定的直流供电系统的过电压，其系统标称电压不超过 3 kV（依据 GB/T 43022.1-2023 第 1 章）。
本文件规定了直流避雷器的标志、使用条件、技术要求、分类、检验规则和试验方法（第 1 章）[3]。
关键参数提炼
以下实值依据官方标准正文（本地权威 Markdown）提炼。 本站仅提炼要素条目与要求方向，不转录条文原文；具体限值以现行文本为准。 2026-10-09 依库内正式出版文本[3]增补检验项目、试验程序关键值与附录表照录，供检索定位使用；条文原文与完整技术要求以正式出版文本为准。
| 要素 | 关键限值/要求提炼 | 条款 |
|---|---|---|
| 额定电压 | 直流避雷器额定电压 U_r 与持续工作电压 U_c 一致（铭牌标 U_r＝U_c）；按 U_c＞最高非持续电压 U_max2 选择，无需取大于 U_c 的额定电压 | 4.1、3.8 |
| 使用条件 | 环境温度 －40 ℃~＋45 ℃；海拔不超过 1 400 m；户内污秽等级不超过 PD3、户外不超过 PD4；轨旁安装承受垂直/水平加速度各 5 m/s²；机车车辆用按 GB/T 21563—2018 | 4.2.1 |
| 参考电压 | 单柱避雷器每平方厘米圆面积上的参考电流宜取 0.01 mA~0.5 mA；典型避雷器（DC-B）直流 1 mA 参考电压见表 A.1 | 4.3.2 |
| 残压与保护水平 | 陡波、雷电、操作冲击电流下残压及保护水平（最大残压值）不应大于表 A.1（典型避雷器，单柱，DC-B）；残压型式试验在 3 个试品上进行，取最大者乘比例系数 | 4.3.3、4.3.10、6.3 |
| 内部局部放电 | 1.05 倍 U_c 下不应超过 10 pC（试验以交流均方根电压 1.05U_c/√2 施加，升至 1.19 倍后回落测量） | 4.3.4、6.7 |
| 多柱均流 | 电流分布不均匀系数 β＝n×I_max/I_arr 不应大于 1.10 | 4.3.6 |
| 0.75 倍直流参考电压漏电流 | 不应超过 50 μA，多柱避雷器每一柱均不应超过 50 μA | 4.3.11 |
| 电荷转移容量 | 按 Q_t 分类：DC-A 1.0、DC-B 2.5、DC-C 7.5 A·s；试验 18 次放电分 6 组，试验前后残压与参考电压变化不大于 5% | 5（表 1）、6.4 |
| 动作负载 | 试品预热 60 ℃±3 K，两次电荷转移冲击后 100 ms 内切换施加升高的持续工作电压 U_c* 保持 30 min；判定：热稳定、残压变化不大于 5%、参考电压变化不大于 10%、无击穿闪络裂痕 | 6.5 |
| 短路特性 | 额定短路电流 40 kA（0.2 s）；失效不应剧烈爆炸、明火（如有）2 min 内自熄、围栏外无试品部件（小于 60 g 碎片等除外） | 4.3.9、6.6（表 9/表 10） |
| 密封 | 压差不低于 70 kPa 下泄漏率应低于 1 μW＝1×10⁻⁶ Pa·m³/s | 6.9 |
| 机械性能（弯矩） | 负荷 30 s~90 s 内平滑升至 SSL（偏差 0%~+5%）并保持 60 s~90 s；残余偏移不大于 3 mm 与试验过程最大偏移 10% 两者中的较大值；瓷外套避雷器 SLL 为 SSL 的 40% | 4.3.13、6.8 |
| 耐污秽 | 户外外套爬电距离按 GB/T 32350.1—2015 中 8.4.2，户内按其正常使用条件的爬电比距规定 | 4.3.12 |
| 复合外套外观与质量 | 单个缺陷面积 ≤25 mm²、深度 ≤1 mm、凸起高度 ≤0.8 mm、黏结缝凸起 ≤1.2 mm、总缺陷面积 ≤总表面积 0.2%；车上安装质量公差 ±3% | 4.3.14 |
| 标称放电电流 | 从 5 kA、10 kA、20 kA 中选取 | 5（表 2） |
使用条件（实值，4.2）
- 环境温度为 －40 ℃ ~ ＋45 ℃；海拔不超过 1 400 m；
- 户内装置污秽等级不超过 PD3，户外装置不超过 PD4（按 GB/T 32350.1-2015）；
- 安装在轨旁的避雷器承受垂直加速度 g_v＝5 m/s²、水平加速度 g_h＝5 m/s²；机车车辆用避雷器按 GB/T 21563-2018 承受冲击和振动。
特殊使用条件（4.2.2）典型的包括：温度高于＋45 ℃或低于－40 ℃；海拔高于 1 400 m（空气密度下降影响外套绝缘，湿度与空气密度校验见 6.2.2）；严重污秽（对应耐污秽要求见 4.3.12 与 6.15）；过度暴露于潮气、湿气、降水或蒸汽；避雷器带电冲洗；粉尘、气体或烟气的炸开混合物；异常机械条件（地震、振动、厚覆冰、高弯曲负荷）；异常运输或储存；靠近热源；非直立安装和悬挂安装；承受扭转负荷或拉伸负荷；避雷器用于机械支撑等，由供需双方协商确定[3]。
分类与标称放电电流（实值，第 5 章／表 1、表 2）
| 类别 | 电荷转移容量 Q_t（A·s） |
|---|---|
| DC-A | 1.0 |
| DC-B | 2.5 |
| DC-C | 7.5 |
标称放电电流 I_n 从 5 kA、10 kA、20 kA 中选取。
DC-A、DC-B 与 DC-C 与递增的电荷转移容量相对应，应根据系统要求选择合适的类别；轨道交通直流系统 DC 750 V、DC 1500 V、DC 3000 V 使用的避雷器分类等级普遍采用 DC-B（附录 A）。上表照录自正式出版文本第 5 章表 1。
技术要求（实值，4.3）
| 项目 | 要求 |
|---|---|
| 内部局部放电（1.05 倍持续工作电压 U_c 下） | ≤ 10 pC |
| 多柱避雷器电流分布不均匀系数 β | ≤ 1.10 |
| 0.75 倍直流参考电压下漏电流 | ≤ 50 μA（多柱每一柱均 ≤ 50 μA） |
| 复合外套表面单个缺陷面积 | ≤ 25 mm²，深度 ≤ 1 mm，凸起高度 ≤ 0.8 mm，黏结缝凸起 ≤ 1.2 mm，总缺陷面积 ≤ 复合外套总表面积 0.2% |
| 车上安装质量公差 | ±3% |
机械性能方面（4.3.13），避雷器应能承受弯矩试验（6.8）和冲击和振动试验（6.11），制造商应根据安装和使用条件提供弯矩试验需要的 SSL、SLL 等负荷值的计算和依据（负荷值计算见 GB/T 11032—2020 附录 F）。短路特性（4.3.9）要求避雷器不应以引起绝缘外套剧烈爆炸和在规定时间内明火（如有）不能自熄的方式失效[3]。
典型避雷器电性能参数（实值，附录 A 表 A.1，分类等级 DC-B）
单位为千伏。系统标称电压取 DC 750 V、DC 1500 V、DC 3000 V 三档。
| 系统标称电压 | U_r＝U_c | 直流 1 mA 参考电压（不小于） | 陡波残压 10 kA | 陡波残压 20 kA | 雷电残压 5 kA | 雷电残压 10 kA | 雷电残压 20 kA | 雷电残压 40 kA | 操作残压 0.5 kA | 操作残压 1 kA | 操作残压 2 kA |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 0.75 | 1.0 | 1.3 | 2.5 | 4.1 | 2.3 | 2.4 | 2.6 | 2.9 | 1.9 | 2.0 | 2.1 |
| 1.5 | 2.0 | 2.6 | 5.1 | 8.1 | 4.5 | 4.8 | 5.3 | 5.8 | 3.9 | 4.0 | 4.2 |
| 3 | 4.0 | 5.2 | 10.2 | 16.2 | 9.0 | 9.6 | 10.6 | 11.5 | 7.8 | 8.0 | 8.4 |
注：表中 U_r＝U_c 为避雷器额定/持续运行电压；陡波、雷电、操作冲击保护水平（最大残压值）均不应大于上表规定。
上表数值照录自正式出版文本附录 A 表 A.1（规范性），各残压均为峰值且不大于表中规定。
短路与大电流参数（实值，6.5.3.2 表 8、6.6 表 9／表 10）
- 预备性试验大电流冲击峰值：65 kA、100 kA、200 kA（4/10 μs）；
- 短路试验电流（GB/T 43022.1-2023 表 9／表 10）：额定短路电流 I_s＝40 kA（0.2 s）、降低的短路电流 25 kA（±20%，0.2 s）与 12 kA（±20%，0.2 s）、低短路电流 0.6 kA（±33%，1.0 s）。
短路试验区分"设计 A"（沿避雷器元件整个长度都有气体通道，典型为瓷外套及带压力释放装置或预制薄弱点的复合外套）与"设计 B"（没有封闭气体容积的实心类型）两种设计；瓷外套避雷器按表 9、复合外套避雷器按表 10 施加（照录自正式出版文本，表 9 含 12 kA 档、表 10 无 12 kA 档），试验回路开路试验电压为试品持续工作电压的 77%~107%；装有压力释放装置的避雷器，低短路电流应持续至发生压力释放[3]。
试验程序关键值（第 6 章）
- 外套绝缘耐受（6.2）：标准雷电冲击干试验每两极间连续施加 15 次，内部不发生破坏性放电且每 15 次中外部破坏性放电不超过 2 次为通过；试验电压＝雷电冲击保护水平电压×1.47；干弧距离大于试验电压除以 500 kV/m 时不做本试验；直流电压耐受 1 min（户外湿试、户内干试），外套承受等于雷电冲击保护水平的直流电压值；
- 残压试验（6.3）：陡波冲击残压试验波前 0.9 μs~1.1 μs、半峰值时间不大于 20 μs、峰值偏差 ±5%；雷电冲击残压试验波形 8/20 μs（波前 7 μs~9 μs、半峰值 18 μs~22 μs），每试品施加标称放电电流 50%、100%、200% 三次；操作冲击残压试验电流从 500 A、1 000 A、2 000 A 中选取（表 4），峰值偏差 ±5%；
- 电荷转移试验（6.4）：3 个全新试品，每次试验 18 次放电分 6 组、每组 3 次，放电间隔 50 s~60 s，组间冷却至环境温度；方波冲击峰值视在持续时间 T_d 为 DC-A 1.0 ms~2.5 ms、DC-B 2.0 ms~3.5 ms、DC-C 2.5 ms~5.0 ms（表 5 照录），总视在持续时间 T_t 不超过 T_d 的 150%；首次冲击电荷为规定值的 90%~110%，其余各次为 100%~110%；
- 动作负载试验（6.5）：加速老化程序将 U_c 施加于 3 个金属氧化物电阻 1 000 h、表面温度控制 115 ℃±4 K，按功耗比值 K_ct 确定升高的持续工作电压 U_c*（表 6）；试验程序为初始测量→预备性试验（第 1 部分 20 次标称放电电流 8/20 μs 冲击分 4 组、第 2 部分两次 4/10 μs 大电流冲击）→预热 60 ℃±3 K 后两次电荷转移冲击→100 ms 内切换 U_c* 保持 30 min→最终测量与检查；施加 U_c* 最后 15 min 内直流电流、功耗或温度稳定下降判为热稳定，不能明确判定时延长加压，3 h 后无上升趋势亦认定热稳定；
- 短路试验（6.6）：大电流和降低电流短路试验用 4 个试品；围栏高 0.4 m±0.1 m、直径或边长取 1.8 m 与 D＝1.2×(2h＋D_arr) 中的较大值（h 为试品高度、D_arr 为试品直径），避雷器顶部盖板与其他金属物体的电弧距离至少为试品高度的 160% 且不低于 0.9 m；通过判据：不剧烈爆炸、围栏外无试品部件（每个碎片小于 60 g 及压力释放盖板、防爆膜、复合材料柔软部件除外）、试验结束后 2 min 内明火自动熄灭；
- 弯矩试验（6.8）：瓷外套和树脂浇注避雷器 3 个试品直接验证 SSL（30 s~90 s 内平滑加荷、保持 60 s~90 s、残余偏移负荷释放后 1 min~10 min 内测量）；复合外套避雷器 2 个试品验证 SSL、第 3 个试品机械预处理（端子扭矩 30 s＋热机预处理两个 48 h 加热冷却周期、SLL 每 24 h 变换方向、热态冷态各维持至少 16 h，附录 C 流程图标注温度范围 －40 ℃~＋60 ℃），随后 3 个试品浸入 NaCl 含量 1 kg/m³ 的沸水 42 h（密封材料不耐受沸水时可降至 80 ℃±5 ℃ 至少 52 h）；验证判据含 U_c 下功耗增加不大于 20 mW/kV 或 20%、105% U_c 下局部放电不超过 10 pC、残压变化不超过 5%；
- 密封试验（6.9）：泄漏率在压差 |p₁－p₂|≥70 kPa、环境温度 ＋20 ℃±15 K 下测定，最大泄漏率应低于 1 μW＝1×10⁻⁶ Pa·m³/s；
- 环境试验（6.10）：复合外套气候老化试验 1 000 h（盐雾条件下施加 U_c，NaCl 含量 1 kg/m³~10 kg/m³、水流速 0.4 L/(h·m³)±0.1、水温 20 ℃±5 K、水滴尺寸 5 μm~10 μm）；复合外套和树脂浇注加速老化试验 1 000 h 紫外线（氙弧灯法黑标/黑板温度 65 ℃、辐照度约 550 W/m²，或荧光紫外灯法）；瓷外套和树脂浇注温度循环试验 10 次（高温 +45 ℃~+70 ℃、低温比高温至少低 85 K 且不低于－50 ℃、梯度 1 K/min、每级 3 h）＋盐雾试验 96 h（盐溶液质量浓度 5%±1%）；
- 冲击和振动试验（6.11）：机车车辆用避雷器按 GB/T 21563—2018，直接安装在车体采用 1 类 A 级（模拟长寿命）参数、经箱体安装采用 1 类 B 级参数；试验前后参考电压变化不超过 10% 并通过密封试验。
直击雷电流冲击参数（附录 B 表 B.1 照录）
附录 B 为资料性可选试验，用于证明避雷器耐受直击雷电流的能力，在 3 个全新的完整避雷器试品上进行[3]：
| 类别 | 额定电荷 Q（A·s） | 直击雷电流 I_imp（kA） |
|---|---|---|
| DC-A | 1.0 | 2 |
| DC-B | 2.5 | 5 |
| DC-C | 7.5 | 15 |
直击雷冲击电流峰值在 50 μs 内达到，额定电荷 Q 在 10 ms 内转移完；连续施加两次直击雷冲击、间隔不大于 60 s，第 2 次冲击后 100 ms 内施加 U_c 持续 30 min 检查热稳定性；判据为达到热稳定、试验前后参考电压和残压变化不超过 5%、电阻片无击穿闪络裂缝。
检验规则与检验项目（第 6.1 节，表 3 照录）
型式检验触发条件（6.1）：a) 新产品试制完成时；b) 产品的结构、工艺或材料的变更影响到避雷器某些特性或参数变化时，部分或全部检验；c) 连续生产的定型产品每 5 年时；d) 转场生产或停产 2 年以上重新生产时。除 b) 外，避雷器外套绝缘耐受试验、短路试验、弯矩试验和爬电距离检查只应在首次型式检验时进行[3]。
| 序号 | 检验项目 | 型式检验 | 出厂检验 | 技术要求条款 | 试验方法条款 |
|---|---|---|---|---|---|
| 1 | 外套绝缘耐受试验 | √ | — | 4.3.1 | 6.2 |
| 2 | 残压试验（陡波／雷电／操作冲击残压） | √／√／√ | 仅雷电冲击残压 √ | 4.3.3、4.3.10 | 6.3.2／6.3.3／6.3.4 |
| 3 | 电荷转移试验 | √ | — | 4.3.7 | 6.4 |
| 4 | 动作负载试验 | √ | — | 4.3.8 | 6.5 |
| 5 | 短路试验 | √ | — | 4.3.9 | 6.6 |
| 6 | 内部局部放电试验 | √ | √ | 4.3.4 | 6.7 |
| 7 | 弯矩试验 | √ | — | 4.3.13 | 6.8 |
| 8 | 密封试验 | √ | √ | 4.3.5 | 6.9 |
| 9 | 环境试验（气候老化／加速老化／温度循环＋盐雾） | √ | — | 4.2.1 | 6.10.1／6.10.2／6.10.3 |
| 10 | 冲击和振动试验（如适用） | √ | — | 4.2.1、4.3.13 | 6.11 |
| 11 | 直流参考电压试验 | √ | √ | 4.3.2 | 6.12 |
| 12 | 0.75 倍直流参考电压下漏电流试验 | √ | √ | 4.3.11 | 6.13 |
| 13 | 多柱避雷器的均流试验 | √ | √ | 4.3.6 | 6.14 |
| 14 | 爬电距离检查 | √ | — | 4.3.12 | 6.15 |
| 15 | 外观与尺寸检查 | √ | √ | 4.3.14 | 6.16 |
| 16 | 称重 | √ | — | 4.3.14 | 6.17 |
均流试验（6.14）规定 1%~100% 标称放电电流范围内的一个冲击电流值（视在波前不小于 7 μs），每柱电流均应测量，最大电流不大于规定值上限（不均匀系数不大于 1.10）。直流参考电压与漏电流试验的直流电压纹波因数不应超过 1.5%，试验环境温度 20 ℃±15 K（6.12、6.13）。
相对 IEC 62848-1:2016 的主要技术差异（前言概览）
- 引用文件替换：GB/T 16927.1 替换 IEC 60060-1、GB/T 7354 替换 IEC 60270、GB/T 21563-2018 替换 IEC 61373、GB/T 32347.1/.2-2015 替换 IEC 62498-1/-2、GB/T 32350.1-2015 替换 IEC 62497-1、GB/T 19519 替换 IEC 61109、GB/T 16422.1/.2/.3 替换 ISO 4892-1/-2/-3、GB/T 2423.22-2012 替换 IEC 60068-2-14；
- 环境温度上限更改为＋45 ℃、户内装置污秽等级不超过 PD3（4.2.1、4.2.2、6.10.3.4）；
- 增加直流 1 mA 参考电压 U_ref 与标称放电电流下的残压（4.1）；更改每平方厘米圆面积上的参考电流（4.3.2）；
- 增加典型避雷器（单柱，DC-B）残压与保护水平不应大于表 A.1 的规定（4.3.3、4.3.10，附录 A）；
- 密封泄漏率更改为密封性能（4.3.5），试验项目"密封泄漏率试验"更名为"密封试验"（6.9）；
- 增加电流不均匀系数不大于 1.10 及其公式（4.3.6）、0.75 倍直流参考电压漏电流不超过 50 μA（4.3.11）、耐污秽性能（4.3.12）、机械性能（4.3.13）、外观尺寸和重量要求（4.3.14）；
- 更改型式检验要求并增加序号 11~16 检验项目（6.1 表 3）；残压试验增加半峰值时间要求（6.3.2 不大于 20 μs、6.3.3 在 18 μs~22 μs 内）；更改内部局部放电试验电压数值（6.7）；增加冲击振动验证准则（6.11）与 6.12~6.17 检验内容。
常见问题
直流避雷器的额定电压为什么等于持续工作电压？
交流系统避雷器额定电压与持续工作电压之比通常为 1.25，以承受系统故障时的长时过电压；直流系统按 U_c＞U_max2（持续 1 s~5 min）选择后，6.5 的动作负载试验已覆盖所有大于 1 s 的长时过电压且留有明显裕量，直流系统不存在更高的长时过电压，故无需取大于 U_c 的额定电压（4.1 及其注）。
0.75 倍直流参考电压下的漏电流限值是多少？
不应超过 50 μA，多柱避雷器的每一柱漏电流均不应超过 50 μA（4.3.11）；试验时直流电压纹波因数不超过 1.5%、环境温度 20 ℃±15 K（6.13）。
哪些试验只在首次型式检验时做？
避雷器外套绝缘耐受试验、短路试验、弯矩试验和爬电距离检查（6.1）；结构、工艺或材料变更影响特性参数时可部分或全部检验。
现行是哪一版？
GB/T 43022.1-2023 为首版（2023-11-27 发布、2024-03-01 实施），修改采用 IEC 62848-1:2016，与 GB/T 43022.2-2023 共同部分代替 GB/T 25890.5-2010。
与条目关联
本卡与直流牵引供电过电压防护主体设备相关，其既有过电压限制类装置见同系列 VLD 卡；与交流避雷器本体标准 GB/T 11032-2020 相关（术语来源），试验穿越耐压等引用 GB/T 16927.1。
在直流牵引供电安全防护体系中，本标准约束"过电压泄放"侧的无间隙金属氧化物避雷器，GB/T 43022.2-2023 约束"电击防护"侧的电压限制装置（VLD），两者同批发布、配合使用。
相关条目
官方查阅/下载
本站不提供标准全文，仅给出官方查阅入口：
- 国家标准全文公开系统：openstd.samr.gov.cn（检索"GB/T 43022.1-2023"）
- 全国标准信息公共服务平台：std.samr.gov.cn（检索"GB/T 43022.1-2023"）
参考资料
- [1] GB/T 43022.1-2023《轨道交通 直流避雷器和电压限制装置 第1部分：无间隙金属氧化物避雷器》题录（2023-11-27 发布、2024-03-01 实施；修改采用 IEC 62848-1:2016；访问日期 2026-10-09）
- [2] 系列与替代关系：GB/T 43022.2-2023、被替代的 GB/T 25890.5-2010（访问日期 2026-10-09）
- [3] GB/T 43022.1-2023 正式出版文本（中国标准出版社 2023 年 11 月第 1 版，书号 155066·1-73864；本站标准库藏本）——技术要求、检验项目（表 3）、试验程序参数与附录 A 电性能参数的提炼底本（访问日期 2026-10-09）