CN202121316U - 一种感应雷能量转移存储的浪涌保护器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种感应雷能量转移存储的浪涌保护器，包括电涌保护器所述电涌保护器电连接在远端设备和被保护设备之间，电涌保护器与电容的一端接口连接，电容的另一端接口连接被保护设备和接地，放大电阻并联在电容的两端。本实用新型的有益效果为：可以在不要求接地的情况下，做好线路浪涌防护的目的，方便防护工程的实施，特别是在一些无法进行接地工程的雷电防护信号线路中具有广泛的应用前景。

Description

一种感应雷能量转移存储的浪涌保护器

技术领域

本实用新型涉及一种感应雷能量转移存储的浪涌保护器。 

背景技术

信号线路感应雷雷电防护的目的是：雷电浪涌在信号线路发生时，通过浪涌保护器的作用，使浪涌的能量得到泄放，使施加到被保护设备上的浪涌电压限制在设备的承受能力范围内。也就是通常说的泄流和限压作用。 

目前的信号线路感应雷雷电防护采用的方法是，把地球做为一个无限容量的电容器，当感应雷电流发生时，通过并联连接在线路上的电涌保护器元件快速导通，使雷电的能量通过接地系统瞬间存储到大地电容器中。这就要求电涌保护器在安装时要有一个良好的接地系统，其工作原理是：被保护设备与远端设备由金属线缆连接，雷电发生时，线路感应雷电浪涌，由线路传导到被保护设备，由于电涌保护器的作用，雷电浪涌的能量大部分通过电涌保护器泄放到大地，高幅值的雷电浪涌被抑制。抑制浪涌的过程必须有良好的接地系统，才能把雷电的能量通过R地存储到大地电容器C中，以达到保护设备的目的。R地必须到达规范要求，一般要求小于10Ω。 

因此，目前的信号线路感应雷雷电防护使用的浪涌保护器是以良好的接地系统为安装条件的，只有在良好的接地系统条件下发挥其抑制浪涌的功能，但是，在许多应用系统中，特别是一些现场的独立系统中，要做好一个接地系统存在很大的成本和工程困难。 

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种感应雷能量转移存储的浪涌保护器，用于保护线路上的电器设备免受浪涌的损害，而且其抑制雷电浪涌功能发挥不依赖接地系统，转移存储的感应雷能量可以在雷电浪涌结束后，通过放电回路缓慢释放，以克服现有技术存在的上述不足。 

本实用新型的目的是通过以下技术方案来实现： 

一种感应雷能量转移存储的浪涌保护器，包括电涌保护器，所述电涌保护器电连接在远端设备和被保护设备之间，电涌保护器与电容的一端接口连接，电容的另一端接口分别连接被保护设备和接地，放大电阻并联在电容的两端。 

本实用新型的有益效果为：在浪涌保护器内设置一个模拟的大地电容器，在雷电浪涌到达时有效地瞬间把雷电能量存储到模拟的大地电容器中，然后通过放电回路缓慢释放存储到电容器中的能量，从而使浪涌保护器的能量释放不依赖于接地系统可以在不要求接地的情况下，做好线路浪涌防护的目的，方便防护工程的实施，特别是在一些无法进行接地工程的雷电防护信号线路中具有广泛的应用前景。 

附图说明

下面根据附图对本实用新型作进一步详细说明。 

图1是本实用新型实施例所述的感应雷能量转移存储的浪涌保护器的电路原理示意图； 

图2是本实用新型实施例所述的感应雷能量转移存储的浪涌保护器的一个应用电路原理图。 

图中： 

1、远端设备；2、雷电浪涌；3、抑制后浪涌；4、被保护设备；5、电涌保护器；6、放大电阻；7、电容。 

具体实施方式

如图1所示，本实用新型实施例所述的感应雷能量转移存储的浪涌保护器，包括电涌保护器5，所述电涌保护器5电连接在远端设备1和被保护设备4之间，电涌保护器5与电容7的一端接口连接，电容7的另一端接口连接被保护设备4和接地，放大电阻6并联在电容7的两端。 

电涌保护器5、放大电阻6，电容7构成本实用新型的电涌保护装置，在雷电浪涌发生前处于截止状态，电容7由于放大电阻6的作用，两端维持0V电位差，同时由于电涌保护器5的隔离作用，维持了保护线路与地的电容不会因电容7的存在而变大，保证了线路的正常使用。当雷电浪涌2发生时，电涌保护器5被击穿，雷电注入到电容7中，输出抑制后浪涌3，从而达到抑制雷电浪涌的目的。浪涌结束后，电涌保护器5恢复截止，存储到电容7的能量只能通过放大电阻6放缓慢释放，因此在抑制雷电浪涌的过程不依赖于接地的好坏。 

如图2所示，是依据图2的原理图设计的本实用新型实施例所述的感应雷能量转移存储的浪涌保护器的一个应用实施图。框内为本实用新型信号雷电浪涌防护器原理图。实施电路图中，设定本实用新型的防护能力为5KA，其设计参数为UC＝18V，IN＝5KA，UP＝45V；远端设备通过A，B两条金属导线进行信号通信，虚线框内为本实用新型的电涌保护器原理图，其显著特点是内部设置了一个能量存储电容器和电容能量释放电阻R放。 

1.浪涌存储功能的实现： 

设置一个3300uF/50v的电解电容器C，该电容器能存储5KA(8/20us波形)的感应雷能量。具体计算如下： 

A、5KA(8/20us波形)所含的电荷量 

Q＝i*t＝∫020f(i)dt 

≈1/2(5000×20*10-6)＝50*10-3库仑 

B、3300uF/50v能容纳的电荷量 

Q＝C*U＝3300*10-6×50＝165*10-3库仑 

C、3300uF/50v的电容器充电到16V左右就能容纳5KA(8/20us波形)的感应雷雷电能量，事实上，在实验室里可以通过2uF/50Kv的电容充电产生5KA(8/20us波形)的仿雷电冲击波。 

2.浪涌抑制功能的实现： 

抑制雷电浪涌的关键是让雷电流瞬间分流到低阻抗的容器中，元件G是电压敏感元件(90v三极放电管)，雷电浪涌发生时，G瞬间导通，由于电阻R的缓冲作用，大部分雷电能量通过G注入到C中，剩余电量流经电阻R后，通过D1，D2注入到C中。 

理想状态下，G、D1导通后内阻为0，浪涌注入C的时间只依赖于C的内阻，5KA(8/20us波形)浪涌注入结束后，A\B线对地的电平为电容C的充电电平约为16V。实测中由于G，D1导通电阻的作用，在2uF/50Kv的电容充电产生5KA(8/20us波形)的仿雷电冲击波冲击下，电路的剩余电压水平为70V，在3000v的(1.2/50us波形)的仿雷电冲击波冲击下，电路的抑制电压水平UP为45V。 

3.设置存储到电容器的感应雷能量缓慢释放功能电路。 

雷电浪涌结束后，由于G、D2、D3、D4的截止作用，存储到C的能量通过R放缓慢释放。 

4.在以上整个浪涌抑制功能的实现过程中，没有依赖接地系统，这就大大地减低了对R地的要求，只是为缓慢释放C中的能量而设立参考点，一般的公共的设备接地点或公共端点(0v)就能达到要求，在工程中容易实现。 

本实用新型不局限于上述最佳实施方式，任何人在本实用新型的启示下都可得出其他各种形式的产品，但不论在其形状或结构上作任何变化，凡是具有与本申请相同或相近似的技术方案，均落在本实用新型的保护范围之内。 

Claims (1)

1.一种感应雷能量转移存储的浪涌保护器，包括电涌保护器(5)，其特征在于：所述电涌保护器(5)电连接在远端设备(1)和被保护设备(4)之间，电涌保护器(5)与电容(7)的一端接口连接，电容(7)的另一端接口分别连接被保护设备(4)和接地，放大电阻(6)并联在电容(7)的两端。

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