CN110445113B - 一种具有侦测显示功能的强电磁脉冲综合防护装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种具有侦测显示功能的强电磁脉冲综合防护装置，属于电磁脉冲防护领域，包括相线L、中性线N、地线PE、瞬态处理模块、稳态滤波模块和侦测显示模块，所述相线L依次连接瞬态处理模块和稳态滤波模块，所述中性线N依次连接瞬态处理模块和稳态滤波模块，所述地线PE与瞬态处理模块连接，所述瞬态处理模块与侦测显示模块连接。本发明通过瞬态处理模块与稳态滤波模块的协调作用，对于耦合入线缆的快脉冲进行延时，降低其上升沿时间，从而确保后级系统有充足的时间对脉冲进行处理；能够对脉冲处理模块的工作状态是否完好进行侦测，能够统计处理电磁脉冲的次数。
Description
技术领域
本发明属于电磁脉冲防护领域，涉及一种具有侦测显示功能的强电磁脉冲综合防护装置。
背景技术
现代社会中，自然界的和人为产生的各种电磁脉冲，如雷电电磁脉冲、核脉冲(高空核电磁脉冲)、高功率微波、超宽带、系统设备运行时产生内部浪涌、杂波谐波及强电磁脉冲干扰等等，其干扰越来越频繁，并通过产生的超强瞬态脉冲损毁敏感电子系统、设备；随着科学技术的发展，先进的电子设备大量采用大规模集成电路，集成规模越大，电子设备越敏感，也越容易受到电磁脉冲的干扰。因此，对敏感电子系统、设备进行全面的电磁脉冲防护势在必行。
现有防护设备按功能可分为电源类、数据类和天馈类，其中电源类又可分为直流类及交流类，但这些防护设备往往具有一定的局限性，只能对特定能量或频谱(波形)的电磁脉冲进行防护，尤其是对上升沿时间很短的快脉冲，无法起到全面防护的效果，防护效能有待进一步提高；如果要达到系统、设备全面防护的要求，必须在各系统、设备中分别加装单一功能的电磁脉冲防护模块，雷电防护模块和EMI滤波模块等，如果同时安装这些设备，对其重量和尺寸将产生较大影响，不利于系统、设备性能的发挥。而现代电子技术中各系统、设备均要求小型化、集成化、轻量化，因此上述防护方案实用性不高；且现有的防护设备不具有侦测显示功能，不能够对处理电磁脉冲的次数进行统计，不能够对脉冲处理模块的状态进行侦测。
发明内容
本发明的目的在于：提供了一种具有侦测显示功能的强电磁脉冲综合防护装置，解决了上述背景技术中提到的问题。
本发明采用的技术方案如下：
一种具有侦测显示功能的强电磁脉冲综合防护装置，包括相线L、中性线N、地线PE、瞬态处理模块、稳态滤波模块和侦测显示模块，所述相线L分为第一相线L1、第二相线L2、第三相线L3，所述相线L依次连接瞬态处理模块和稳态滤波模块，所述中性线N依次连接瞬态处理模块和稳态滤波模块，所述地线PE与瞬态处理模块连接，所述瞬态处理模块与侦测显示模块连接。
现有防护设备按功能可分为电源类、数据类和天馈类，其中电源类又可分为直流类及交流类，但这些防护设备往往具有一定的局限性，只能对特定能量或频谱的电磁脉冲进行防护，尤其是对上升沿时间很短的快脉冲，无法起到全面防护的效果，防护效能有待进一步提高；如果要达到系统、设备全面防护的要求，必须在各系统、设备中分别加装单一功能的电磁脉冲防护模块，雷电防护模块和EMI滤波模块，如果同时安装这些设备，对其重量和尺寸将产生较大影响，不利于系统、设备性能的发挥。而现代电子技术中各系统、设备均要求小型化、集成化、轻量化，因此上述防护方案实用性不高；且现有的防护设备不具有侦测显示功能，不能够对处理电磁脉冲的次数进行统计，不能够对脉冲处理模块的状态进行侦测。
本发明一种具有侦测显示功能的强电磁脉冲综合防护装置，瞬态处理模块能够将强脉冲能量泄放入地，防止后端高能瞬态泄放模块在极端条件下损毁后造成短时间的对地短路。稳态滤波模块，对耦合进入线缆的强脉冲及系统运行时产生无用频段的谐波杂波进行滤除，同时将瞬态处理模块处理后的残压进行进一步钳制，避免其中的尖峰脉冲耦合到后端系统中；通过瞬态处理模块与稳态滤波模块的协调作用，对于耦合入线缆的快脉冲进行延时，降低其上升沿时间，从而确保后级系统有充足的时间对脉冲进行处理。侦测显示模块对脉冲处理模块的工作状态是否完好进行侦测，统计处理电磁脉冲的次数，将侦测到的状态输送至状态显示模块。用户可通过该模块直观了解当前防护装置防护性能的好坏，所遭受脉冲的次数，可对用户系统后续针对性的改进完善提供支持和帮助。与原有需要独立安装的各类防护设备相比，设备集成度更高，体积减小，节约安装空间，成本大幅降低，使其可以适应多种应用场景，增加了防护设备的使用范围，如可应用于各类通信基站、电力系统、大型脉冲功率装置、大型科研院所、生产加工车间、测试转台、机载、弹载、车载、舰载、地面控制站、岛礁等瞬态强电磁场环境，有效防护强电磁脉冲入侵各个系统、设备、确保其持续稳定运行。
进一步地，所述瞬态处理模块包括第一保护单元P1、第二保护单元P2、第三保护单元P3和第四保护单元P4，每个保护单元内均包括一个高能瞬态保护模块F和一个高能瞬态泄放模块RV，所述高能瞬态保护模块F的一端为所在保护单元的输入端，高能瞬态保护模块F的另一端与高能瞬态泄放模块RV的一端连接，高能瞬态泄放模块RV的另一端为所在保护单元的输出端；所述第一保护单元P1的输入端、第二保护单元P2的输入端和第三保护单元P3的输入端与分别与第一相线L1、第二相线L2和第三相线L3连接；第一保护单元P1的输出端、第二保护单元P2的输出端和第三保护单元P3的输出端均与地线PE连接，第四保护单元P4的输入端与中性线N连接，第四保护单元P4的输出端与地线PE连接。
高能瞬态泄放模块RV与系统并联，在正常工作时，高能瞬态泄放模块RV开路状态不影响系统正常工作，当线缆上有强电磁脉冲耦合进入时，其瞬态(ns级)导通，从而将强脉冲能量(大脉冲电流、高脉冲电压)泄放入地，完成后又恢复为开路状态，整个处理过程为μs级，不影响系统工作。
高能瞬态保护模块F的主要作用是防止后端高能瞬态泄放模块RV在极端条件下损毁后造成短时间的对地短路，即在后端处理模块损坏后可瞬态断开，不影响系统正常工作，起到故障自动断开、失效瞬态保护的作用。
进一步地，所述稳态滤波模块包括第一电容组、第二电容组、电阻组和电感组，所述第一电容组包括电容Cx1、电容Cx2、电容Cx3，第二电容组包括电容Cy1、电容Cy2、电容Cy3、电容Cy4、电容Cy5、电容Cy6、电容Cy7、电容Cy8，电阻组包括电阻R1、电阻R2、电阻R3，电感组包括电感Lcom1、电感Lcom2，所述电感Lcom1和电感Lcom2均由四个绕组和一个磁环组成；
所述第一相线L1依次与电容Cx1的输入端、电阻R1的输入端、电感Lcom1、电容Cy1的输入端、电感Lcom2、电容Cy5的输入端连接；所述第二相线L2依次与电容Cx2的输入端、电阻R2的输入端、电感Lcom1、电容Cy2的输入端、电感Lcom2、电容Cy6的输入端连接；所述第三相线L3依次与电容Cx3的输入端、电阻R3的输入端、电感Lcom1、电容Cy3的输入端、电感Lcom2、电容Cy7的输入端连接；所述中性线N依次与电容Cx1的输出端、电阻R1的输出端、电容Cx2的输出端、电阻R2的输出端、电容Cx3的输出端、电阻R3的输出端、电感Lcom1、电容Cy4的输入端、电感Lcom2、电容Cy8的输入端连接，所述地线PE依次连接电容Cy1的输出端、电容Cy2的输出端、电容Cy3的输出端、电容Cy4的输出端、电容Cy5的输出端、电容Cy6的输出端、电容Cy7的输出端、电容Cy8的输出端。
稳态滤波模块由滤波器件组成，工作原理与滤波器原理基本相同。其主要作用是，对耦合进入线缆的强脉冲及系统运行时产生无用频段的谐波杂波进行滤除，同时将瞬态处理模块处理后的残压进行进一步钳制，避免其中的尖峰脉冲耦合到后端系统中。通过瞬态处理模块与稳态滤波模块的协调作用，对于耦合入线缆的快脉冲(主要是未进行处理的脉冲，其能量较小，如上升沿小于5ns的快脉冲)进行延时，当快脉冲传导至该模块时，首先，通过该模块滤除大部分干扰脉冲(能量)，降低其上升沿时间，其次对无法滤除的其他脉冲(能量)形成一定的阻碍，延缓其传导至后端系统的时间，从而确保后级处理模块有充足的时间对脉冲(能量)进行处理。稳态滤波模块进一步提升了综合防护性能，具备高能瞬态吸收协防能力，对入侵脉冲进行超快泄放。
进一步地，所述侦测显示模块包括外壳和二极管CR1～二极管CR4，发光二极管DS1～发光二极管DS5，电阻R4～电阻R16，光耦U1～光耦U6，排容CN1、排阻RN1、电感L1、与非门触发器U7、接插件P1、交直流转换器，单片机U8，电容C1、电容C2、电容C3，开关S1，显示器DS6，若干个显示电阻组；
所述外壳接地，所述二极管CR1的输入端、二极管CR2的输入端、二极管CR3的输入端、二极管CR4的输入端均与瞬态处理模块连接；
所述二极管CR1的输出端依次连接电阻R4、电阻R5、发光二极管DS1、光耦U1的输入端2；二极管CR2的输出端依次连接电阻R6、电阻R7、发光二极管DS2、光耦U2的输入端2；二极管CR3的输出端依次连接电阻R8、电阻R9、发光二极管DS3、光耦U3的输入端2；二极管CR4的输出端依次连接电阻R10、电阻R11、发光二极管DS4、光耦U4的输入端2；光耦U1的输入端1、光耦U2的输入端1、光耦U3的输入端1均与中性线N连接；光耦U4的输入端1与瞬态处理模块连接；光耦U1的输出端3、光耦U2的输出端3、光耦U3的输出端3、光耦U4的输出端3分别和与非门触发器U7的输入端1、输入端2、输入端3、输入端4连接，光耦U1～光耦U4的输出端3还与排容CN1和排阻RN1连接；光耦U1的输出端4、光耦U2的输出端4、光耦U3的输出端4、光耦U4的的输出端4分别和与非门触发器U7的输入端14、输入端5、输入端6、输入端11、输入端12连接，光耦U1～光耦U4的输出端4还与接插件P1的接口2以及交直流转换器的接口1连接；排容CN1与排阻RN1、与非门触发器U7的输入端、发光二极管DS4的输出端、接插件P1的接口1以及交直流转换器的接口2连接；与非门触发器U7的输出端8依次与电阻R16和发光二极管DS5连接；
所述电阻R12、电阻R13和电感L1并联，所述电阻R13的一端与光耦U5的接口1和光耦U6的接口2连接，所述电阻R13的另一端通过电阻R14与光耦U5的接口2和光耦U6的接口1连接，光耦U5的输出端4和光耦U6的输出端4均与交直流转换器的接口2连接，光耦U5的输出端5和光耦U6的输出端5连接，并通过电阻R15连入交直流转换器的接口1和接插件P1的接口9，交直流转换器的接口3与第一相线L1连接，交直流转换器的接口4与中性线N连接；
所述单片机U8的接口1～接口10、接口23～接口26均连接导线，每根导线上均连接有一个显示电阻组，每个显示电阻组均包括两个串联的电阻，每个显示电阻组的两个电阻之间连接有显示器DS6，十六条导线的末端全部连入电容C3的一端，电容C3的另一端依次与开关S1，接插件P1的接口1连接；
所述单片机的接口12依次连接电容C1的一端、电容C2的一端、接插件P1的接口2；所述单片机的接口14依次与电容C1的另一端、电容C2的另一端、接插件P1的接口1；
所述单片机U8的接口18依次与开关S1、接插件的接口1连接。
侦测显示模块对脉冲处理模块的工作状态是否完好进行侦测，统计处理电磁脉冲的次数，将侦测到的状态输送至状态显示模块。用户可通过该模块直观了解当前防护装置防护性能的好坏，所遭受脉冲的次数，可对用户系统后续针对性的改进完善提供支持和帮助。
综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：
1.本发明一种具有侦测显示功能的强电磁脉冲综合防护装置，通过设置瞬态处理模块，能够将强脉冲能量泄放入地，防止后端高能瞬态泄放模块在极端条件下损毁后造成短时间的对地短路。
2.本发明一种具有侦测显示功能的强电磁脉冲综合防护装置，通过设置稳态滤波模块，对耦合进入线缆的强脉冲及系统运行时产生无用频段的谐波杂波进行滤除，同时将瞬态处理模块处理后的残压进行进一步钳制，避免其中的尖峰脉冲耦合到后端系统中。
3.本发明一种具有侦测显示功能的强电磁脉冲综合防护装置，通过瞬态处理模块与稳态滤波模块的协调作用，对于耦合入线缆的快脉冲进行延时，降低其上升沿时间，从而确保后级系统有充足的时间对脉冲进行处理。
4.本发明一种具有侦测显示功能的强电磁脉冲综合防护装置，通过设置侦测显示模块，能够对脉冲处理模块的工作状态是否完好进行侦测，能够统计处理电磁脉冲的次数，并将侦测到的状态输送至状态显示模块。用户可通过该模块直观了解当前防护装置防护性能的好坏，所遭受脉冲的次数，可对用户系统后续针对性的改进完善提供支持和帮助。
5.本发明一种强电磁脉冲综合防护装置，对电磁脉冲防护设备的功能进行了集成，使其可以适应多种应用场景，增加了防护设备的使用范围，如可应用于各类通信基站、电力系统、大型脉冲功率装置、大型科研院所、生产加工车间、测试转台、机载、弹载、车载、舰载、地面控制站、岛礁等瞬态强电磁场环境，有效防护强电磁脉冲入侵各个系统、设备、确保其持续稳定运行。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图，其中：
图1是一种具有侦测显示功能的强电磁脉冲综合防护装置的组成框图；
图2是本发明的瞬态处理模块的电路示意图；
图3是是本发明的稳态滤波模块的电路示意图；
图4是本发明的侦测显示模块的第一局部电路示意图；
图5是本发明的侦测显示模块的第二局部电路示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明，即所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
需要说明的是，术语“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
下面结合实施例对本发明的特征和性能作进一步的详细描述。
实施例一
本发明较佳实施例提供的一种具有侦测显示功能的强电磁脉冲综合防护装置，一种具有侦测显示功能的强电磁脉冲综合防护装置，包括相线L、中性线N、地线PE、瞬态处理模块、稳态滤波模块和侦测显示模块，所述相线L分为第一相线L1、第二相线L2、第三相线L3，所述相线L依次连接瞬态处理模块和稳态滤波模块，所述中性线N依次连接瞬态处理模块和稳态滤波模块，所述地线PE与瞬态处理模块连接，所述瞬态处理模块与侦测显示模块连接。
现有防护设备按功能可分为电源类、数据类和天馈类，其中电源类又可分为直流类及交流类，但这些防护设备往往具有一定的局限性，只能对特定能量或频谱的电磁脉冲进行防护，尤其是对上升沿时间很短的快脉冲，无法起到全面防护的效果，防护效能有待进一步提高；如果要达到系统、设备全面防护的要求，必须在各系统、设备中分别加装单一功能的电磁脉冲防护模块，雷电防护模块和EMI滤波模块等，如果同时安装这些设备，对其重量和尺寸将产生较大影响，不利于系统、设备性能的发挥。而现代电子技术中各系统、设备均要求小型化、集成化、轻量化，因此上述防护方案实用性不高；且现有的防护设备不具有侦测显示功能，不能够对处理电磁脉冲的次数进行统计，不能够对脉冲处理模块的状态进行侦测。
本发明一种具有侦测显示功能的强电磁脉冲综合防护装置，瞬态处理模块能够将强脉冲能量泄放入地，防止后端高能瞬态泄放模块在极端条件下损毁后造成短时间的对地短路。稳态滤波模块，对耦合进入线缆的强脉冲及系统运行时产生无用频段的谐波杂波进行滤除，同时将瞬态处理模块处理后的残压进行进一步钳制，避免其中的尖峰脉冲耦合到后端系统中；通过瞬态处理模块与稳态滤波模块的协调作用，对于耦合入线缆的快脉冲进行延时，降低其上升沿时间，从而确保后级系统有充足的时间对脉冲进行处理。侦测显示模块对脉冲处理模块的工作状态是否完好进行侦测，统计处理电磁脉冲的次数，将侦测到的状态输送至状态显示模块。用户可通过该模块直观了解当前防护装置防护性能的好坏，所遭受脉冲的次数，可对用户系统后续针对性的改进完善提供支持和帮助。与原有需要独立安装的各类防护设备相比，设备集成度更高，体积减小，节约安装空间，成本大幅降低，使其可以适应多种应用场景，增加了防护设备的使用范围，如可应用于各类通信基站、电力系统、大型脉冲功率装置、大型科研院所、生产加工车间、测试转台、机载、弹载、车载、舰载、地面控制站、岛礁等瞬态强电磁场环境，有效防护强电磁脉冲入侵各个系统、设备、确保其持续稳定运行。
实施例二
本实施例在实施例一的基础上，所述瞬态处理模块包括第一保护单元P1、第二保护单元P2、第三保护单元P3和第四保护单元P4，每个保护单元内均包括一个高能瞬态保护模块F和一个高能瞬态泄放模块RV，所述高能瞬态保护模块F的一端为所在保护单元的输入端，高能瞬态保护模块F的另一端与高能瞬态泄放模块RV的一端连接，高能瞬态泄放模块RV的另一端为所在保护单元的输出端；所述第一保护单元P1的输入端、第二保护单元P2的输入端和第三保护单元P3的输入端与分别与第一相线L1、第二相线L2和第三相线L3连接；第一保护单元P1的输出端、第二保护单元P2的输出端和第三保护单元P3的输出端均与地线PE连接，第四保护单元P4的输入端与中性线N连接，第四保护单元P4的输出端与地线PE连接。
高能瞬态保护模块F1～F4均采用抗浪涌热熔电阻丝，其抗浪涌电流为20kA，分段能力为200kA。
高能瞬态泄放模块RV由一个保险丝和一个压敏电阻串联封装形成；高能瞬态泄放模块RV1～RV4的交流开启电压275V，最大处理能力为40kA。
高能瞬态泄放模块RV与系统并联，在正常工作时，高能瞬态泄放模块RV开路状态不影响系统正常工作，当线缆上有强电磁脉冲耦合进入时，其瞬态(ns级)导通，从而将强脉冲能量(大脉冲电流、高脉冲电压)泄放入地，完成后又恢复为开路状态，整个处理过程为μs级，不影响系统工作。
实施例三
本实施例在实施例一的基础上，所述稳态滤波模块包括第一电容组、第二电容组、电阻组和电感组，所述第一电容组包括电容Cx1、电容Cx2、电容Cx3，第二电容组包括电容Cy1、电容Cy2、电容Cy3、电容Cy4、电容Cy5、电容Cy6、电容Cy7、电容Cy8，电阻组包括电阻R1、电阻R2、电阻R3，电感组包括电感Lcom1、电感Lcom2，所述电感Lcom1和电感Lcom2均由四个绕组和一个磁环组成；
所述第一相线L1依次与电容Cx1的输入端、电阻R1的输入端、电感Lcom1、电容Cy1的输入端、电感Lcom2、电容Cy5的输入端连接；所述第二相线L2依次与电容Cx2的输入端、电阻R2的输入端、电感Lcom1、电容Cy2的输入端、电感Lcom2、电容Cy6的输入端连接；所述第三相线L3依次与电容Cx3的输入端、电阻R3的输入端、电感Lcom1、电容Cy3的输入端、电感Lcom2、电容Cy7的输入端连接；所述中性线N依次与电容Cx1的输出端、电阻R1的输出端、电容Cx2的输出端、电阻R2的输出端、电容Cx3的输出端、电阻R3的输出端、电感Lcom1、电容Cy4的输入端、电感Lcom2、电容Cy8的输入端连接，所述地线PE依次连接电容Cy1的输出端、电容Cy2的输出端、电容Cy3的输出端、电容Cy4的输出端、电容Cy5的输出端、电容Cy6的输出端、电容Cy7的输出端、电容Cy8的输出端。
电感Lcom1和电感Lcom2的中的每一绕组均为4.5mH，其直流电阻为：0.6Ω。
第一电容组：电容Cx1、电容Cx2、电容Cx3的电容值为0.047μF。
第二电容组：电容Cy1、电容Cy2、电容Cy3、电容Cy4的电容值为330pF；电容Cy5、电容Cy6、电容Cy7、电容Cy8的电容值为1.5nF。
电阻组：电阻R1、电阻R2、电阻R3的电阻值均为1MΩ。
稳态滤波模块由滤波器件组成，工作原理与滤波器原理基本相同。其主要作用是，对耦合进入线缆的强脉冲及系统运行时产生无用频段的谐波杂波进行滤除，同时将瞬态处理模块处理后的残压进行进一步钳制，避免其中的尖峰脉冲耦合到后端系统中。通过瞬态处理模块与稳态滤波模块的协调作用，对于耦合入线缆的快脉冲(主要是未进行处理的脉冲，其能量较小，如上升沿小于5ns的快脉冲)进行延时，当快脉冲传导至该模块时，首先，通过该模块滤除大部分干扰脉冲(能量)，降低其上升沿时间，其次对无法滤除的其他脉冲(能量)形成一定的阻碍，延缓其传导至后端系统的时间，从而确保后级处理模块有充足的时间对脉冲(能量)进行处理。稳态滤波模块进一步提升了综合防护性能，具备高能瞬态吸收协防能力，对入侵脉冲进行超快泄放。
实施例四
本实施例在实施例一的基础上，所述侦测显示模块包括外壳和二极管CR1～二极管CR4，发光二极管DS1～发光二极管DS5，电阻R4～电阻R16，光耦U1～光耦U6，排容CN1、排阻RN1、电感L1、与非门触发器U7、接插件P1、交直流转换器，单片机U8，电容C1、电容C2、电容C3，开关S1，显示器DS6，若干个显示电阻组内包括电阻R17～电阻R48；
所述外壳接地，所述二极管CR1的输入端、二极管CR2的输入端、二极管CR3、二极管CR4的输入端均均与瞬态处理模块连接；
所述二极管CR1的输出端依次连接电阻R4、电阻R5、发光二极管DS1、光耦U1的输入端2；二极管CR2的输出端依次连接电阻R6、电阻R7、发光二极管DS2、光耦U2的输入端2；二极管CR3的输出端依次连接电阻R8、电阻R9、发光二极管DS3、光耦U3的输入端2；二极管CR4的输出端依次连接电阻R10、电阻R11、发光二极管DS4、光耦U4的输入端2；光耦U1的输入端1、光耦U2的输入端1、光耦U3的输入端1均与中性线N连接；光耦U4的输入端1与瞬态处理模块连接；光耦U1的输出端3、光耦U2的输出端3、光耦U3的输出端3、光耦U4的输出端3分别和与非门触发器U7的输入端1、输入端2、输入端3、输入端4连接，光耦U1～光耦U4的输出端3还与排容CN1和排阻RN1连接；光耦U1的输出端4、光耦U2的输出端4、光耦U3的输出端4、光耦U4的的输出端4分别和与非门触发器U7的输入端14、输入端5、输入端6、输入端11、输入端12连接，光耦U1～光耦U4的输出端4还与接插件P1的接口2以及交直流转换器的接口1连接；排容CN1与排阻RN1、与非门触发器U7的输入端、发光二极管DS4的输出端、接插件P1的接口1以及交直流转换器的接口2连接；与非门触发器U7的输出端8依次与电阻R16和发光二极管DS5连接；
所述电阻R12、电阻R13和电感L1并联，所述电阻R13的一端与光耦U5的接口1和光耦U6的接口2连接，所述电阻R13的另一端通过电阻R14与光耦U5的接口2和光耦U6的接口1连接，光耦U5的输出端4和光耦U6的输出端4均与交直流转换器的接口2连接，光耦U5的输出端5和光耦U6的输出端5连接，并通过电阻R15连入交直流转换器的接口1和接插件P1的接口9，交直流转换器的接口3与第一相线L1连接，交直流转换器的接口4与中性线N连接；
所述单片机U8的接口1～接口10、接口23～接口26均连接导线，每根导线上均连接有一个显示电阻组，每个显示电阻组均包括两个串联的电阻，十六个显示电阻组分别为电阻R17和电阻R33，电阻R18和电阻R34，电阻R19和电阻R36，电阻R20和电阻R37，电阻R21和电阻R38，电阻R22和电阻R39，电阻R23和电阻R40，电阻R24和电阻R41，电阻R25和电阻R42，电阻R26和电阻R43，电阻R27和电阻R44，电阻R28和电阻R44，电阻R29和电阻R45，电阻R30和电阻R46，电阻R31和电阻R47，电阻R32和电阻R48；
每个显示电阻组的两个电阻之间连接有显示器DS6，十六个显示电阻组依次与显示器的接口5～接口16、接口COM1～接口COM4连接，十二条导线的末端全部连入电容C3的一端，电容C3的另一端依次与开关S1，接插件P1的接口1连接；
所述单片机的接口12依次连接电容C1的一端、电容C2的一端、接插件P1的接口2；所述单片机的接口14依次与电容C1的另一端、电容C2的另一端、接插件P1的接口1；
所述单片机U8的接口18依次与开关S1、接插件的接口1连接。
二极管CR1、二极管CR2、二极管CR3、二极管CR4采用1N4007型号的二极管，其参数为：额定电流：1A，耐压值：700V，正向浪涌耐受：30A，平均整流电流：1A，最大反向耐压：1000V，最大反向漏电流5uA，正向压降1.0V，典型结电容：15pF，工作温度：-50℃～+150℃。
发光二极管DS1、发光二极管DS2、发光二极管DS3、发光二极管DS4、发光二极管DS5均采用BT344057型号，其参数为工作电压12V，红色。
电阻R4～电阻R14的阻值均为20kΩ；
显示电阻组：电阻R17～电阻R28的阻值均为150kΩ，电阻R29～电阻R32的阻值均为10kΩ，电阻R33～电阻R44的阻值均为100kΩ，电阻R45～电阻R48的阻值均为47kΩ。
光耦U1～U6均采用双发光二极管输入型—三极管接收型H11G1；
排容CN1采用C10A104、排阻RN1采用RN-1081M-334-F-C；
电感L1采用在100Hz的交流电测试下电感值1.5uH；
电阻R12和电阻R13的阻值均为100Ω，电阻R14的阻值均为47Ω；
与非门触发器S1采用74HC30；接插件P1采用SZX-14；交直流转换器采用HLK-5M05。
单片机U8采用STC15F2K60S2单片机；
电容C1的参数为：0.1μF，工作电压为50V；电容C2的参数为：47μF，工作电压为25V；电容C3的参数为：47μF，工作电压为50V；
开关S1为双刀双掷开关；显示器DS6为LCD液晶数码管显示屏GDC04520。
侦测显示模块对脉冲处理模块的工作状态是否完好进行侦测，统计处理电磁脉冲的次数，将侦测到的状态输送至状态显示模块。用户可通过该模块直观了解当前防护装置防护性能的好坏，所遭受脉冲的次数，可对用户系统后续针对性的改进完善提供支持和帮助。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明的保护范围，任何熟悉本领域的技术人员在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (2)
1.一种具有侦测显示功能的强电磁脉冲综合防护装置，其特征在于：包括相线L、中性线N、地线PE、瞬态处理模块、稳态滤波模块和侦测显示模块，所述相线L分为第一相线L1、第二相线L2、第三相线L3，所述相线L依次连接瞬态处理模块和稳态滤波模块，所述中性线N依次连接瞬态处理模块和稳态滤波模块，所述地线PE与瞬态处理模块连接，所述瞬态处理模块与侦测显示模块连接；
所述瞬态处理模块包括第一保护单元P1、第二保护单元P2、第三保护单元P3和第四保护单元P4，每个保护单元内均包括一个高能瞬态保护模块F和一个高能瞬态泄放模块RV，所述高能瞬态保护模块F的一端为所在保护单元的输入端，高能瞬态保护模块F的另一端与高能瞬态泄放模块RV的一端连接，高能瞬态泄放模块RV的另一端为所在保护单元的输出端；所述第一保护单元P1的输入端、第二保护单元P2的输入端和第三保护单元P3的输入端与分别与第一相线L1、第二相线L2和第三相线L3连接；第一保护单元P1的输出端、第二保护单元P2的输出端和第三保护单元P3的输出端均与地线PE连接，第四保护单元P4的输入端与中性线N连接，第四保护单元P4的输出端与地线PE连接；
所述侦测显示模块包括外壳和二极管CR1～二极管CR4，发光二极管DS1～发光二极管DS5，电阻R4～电阻R16，光耦U1～光耦U6，排容CN1、排阻RN1、电感L1、与非门触发器U7、接插件P1、交直流转换器，单片机U8，电容C1、电容C2、电容C3，开关S1，显示器DS6，若干个显示电阻组；
所述外壳接地，所述二极管CR1的输入端、二极管CR2的输入端、二极管CR3的输入端、二极管CR4的输入端均与瞬态处理模块连接；
所述二极管CR1的输出端依次连接电阻R4、电阻R5、发光二极管DS1、光耦U1的输入端2；二极管CR2的输出端依次连接电阻R6、电阻R7、发光二极管DS2、光耦U2的输入端2；二极管CR3的输出端依次连接电阻R8、电阻R9、发光二极管DS3、光耦U3的输入端2；二极管CR4的输出端依次连接电阻R10、电阻R11、发光二极管DS4、光耦U4的输入端2；光耦U1的输入端1、光耦U2的输入端1、光耦U3的输入端1均与中性线N连接；光耦U4的输入端1与瞬态处理模块连接；光耦U1的输出端3、光耦U2的输出端3、光耦U3的输出端3、光耦U4的输出端3分别和与非门触发器U7的输入端1、输入端2、输入端3、输入端4连接，光耦U1～光耦U4的输出端3还与排容CN1和排阻RN1连接；光耦U1的输出端4、光耦U2的输出端4、光耦U3的输出端4、光耦U4的的输出端4分别和与非门触发器U7的输入端14、输入端5、输入端6、输入端11、输入端12连接，光耦U1～光耦U4的输出端4还与接插件P1的接口2以及交直流转换器的接口1连接；排容CN1与排阻RN1、与非门触发器U7的输入端、发光二极管DS4的输出端、接插件P1的接口1以及交直流转换器的接口2连接；与非门触发器U7的输出端8依次与电阻R16和发光二极管DS5连接；
所述电阻R12、电阻R13和电感L1并联，所述电阻R13的一端与光耦U5的接口1和光耦U6的接口2连接，所述电阻R13的另一端通过电阻R14与光耦U5的接口2和光耦U6的接口1连接，光耦U5的输出端4和光耦U6的输出端4均与交直流转换器的接口2连接，光耦U5的输出端5和光耦U6的输出端5连接，并通过电阻R15连入交直流转换器的接口1和接插件P1的接口9，交直流转换器的接口3与第一相线L1连接，交直流转换器的接口4与中性线N连接；
所述单片机U8的接口1～接口10、接口23～接口26均连接导线，每根导线上均连接有一个显示电阻组，每个显示电阻组均包括两个串联的电阻，每个显示电阻组的两个电阻之间连接有显示器DS6，十六条导线的末端全部连入电容C3的一端，电容C3的另一端依次与开关S1，接插件P1的接口1连接；
所述单片机的接口12依次连接电容C1的一端、电容C2的一端、接插件P1的接口2；所述单片机的接口14依次与电容C1的另一端、电容C2的另一端、接插件P1的接口1；
所述单片机U8的接口18依次与开关S1、接插件的接口1连接。
2.根据权利要求1所述的一种具有侦测显示功能的强电磁脉冲综合防护装置，其特征在于：所述稳态滤波模块包括第一电容组、第二电容组、电阻组和电感组，所述第一电容组包括电容Cx1、电容Cx2、电容Cx3，第二电容组包括电容Cy1、电容Cy2、电容Cy3、电容Cy4、电容Cy5、电容Cy6、电容Cy7、电容Cy8，电阻组包括电阻R1、电阻R2、电阻R3，电感组包括电感Lcom1、电感Lcom2，所述电感Lcom1和电感Lcom2均由四个绕组和一个磁环组成；所述第一相线L1依次与电容Cx1的输入端、电阻R1的输入端、电感Lcom1、电容Cy1的输入端、电感Lcom2、电容Cy5的输入端连接；所述第二相线L2依次与电容Cx2的输入端、电阻R2的输入端、电感Lcom1、电容Cy2的输入端、电感Lcom2、电容Cy6的输入端连接；所述第三相线L3依次与电容Cc3的输入端、电阻R3的输入端、电感Lcom1、电容Cy3的输入端、电感Lcom2、电容Cy7的输入端连接；所述中性线N依次与电容Cx1的输出端、电阻R1的输出端、电容Cx2的输出端、电阻R2的输出端、电容Cx3的输出端、电阻R3的输出端、电感Lcom1、电容Cy4的输入端、电感Lcom2、电容Cy8的输入端连接，所述地线PE依次连接电容Cy1的输出端、电容Cy2的输出端、电容Cy3的输出端、电容Cy4的输出端、电容Cy5的输出端、电容Cy6的输出端、电容Cy7的输出端、电容Cy8的输出端。
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