CN205610193U - 一种变流防雷装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种变流防雷装置。变流防雷装置包括箱体、传感器、变流元件、控制单元、第一级防雷元件和第二级防雷元件；所述传感器、变流元件、控制单元、第一级防雷元件和第二级防雷元件均安装在箱体内；所述传感器连接控制单元，控制单元连接变流元件；所述第一级防雷元件和第二级防雷元件分别连接在变流元件的两端。本实用新型能使被保护设备从雷击线路中隔离，从而对被保护设备做彻底的防雷保护，使电梯、医疗CT机、数据服务器等重要设备在线路遭受雷击时仍能安全可靠运行，防止设备的重大雷击事故发生。

Description

一种变流防雷装置

技术领域

本实用新型涉及一种变流防雷技术领域。

背景技术

现有的防雷器采用并联方法连接在设备的线路上，在线路上遭受雷击时，虽然防雷器能起到泄放雷电流的作用，但只是从防雷器上分流了部分的雷电流，同样有部分的雷电流会进入到设备中，当雷电流比较大时，进入到设备中的雷电流同样会损坏设备。同时，由于防雷器是并联在电路上，设备线路没有与防雷线路断开，雷电所产生的过电压还是加在了设备上，过电压还是能将设备坏。在设备线路遭受雷击时，现有的防雷器不能将被保护设备与线路隔离，在防雷器泄放雷电流的过程中设备还是被雷电损坏。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是，提供一种变流防雷装置，其能将被保护设备从雷击线路中隔离，从而对被保护设备实现彻底的防雷保护。

本实用新型的技术方案是：一种变流防雷装置，包括箱体、传感器、变流元件、控制单元、第一级防雷元件和第二级防雷元件；所述传感器、变流元件、控制单元、第一级防雷元件和第二级防雷元件均安装在箱体内；所述传感器连接控制单元，控制单元连接变流元件；所述第一级防雷元件和第二级防雷元件分别连接在变流元件的两端。

所述的变流防雷装置还包括用于连接供电线路和被保护设备的输入输出端子，所述输入输出端子设置在箱体内；输入输出端子包括输入端子和输出端子，输入端子连接供电线路，输出端子连接被保护设备；变流元件的一端为变流输入端、另一端为变流输出端，变流输入端和输入端子通过线路一连接，变流输出端和输出端子通过线路二连接，第一级防雷元件连接在线路一上，其连接点为第一连接点，第二级防雷元件连接在线路二上，传感器设置在输入端子和第一连接点之间的线路一旁。

所述的变流防雷装置还包括连接在供电线路上的空气断路器，所述空气断路器安装在箱体内下部。

所述的变流防雷装置还包括连接在线路中的交流接触器，所述交流接触器安装在箱体内上部。

所述变流元件串联在被保护设备的供电线路上，传感器设置在供电线路旁。

所述的变流防雷装置还包括输入输出端子和连接在供电线路上的空气断路器，所述空气断路器、第一级防雷元件、第二级防雷元件、传感器、输入输出端子从左至右依次安装在箱体内下部。

所述的变流防雷装置还包括连接在线路中的交流接触器，所述变流元件安装在箱体内中部；所述交流接触器、控制单元从左至右依次安装在箱体内上部。

所述变流元件为可关断晶闸管、巨型晶体管、功率MOSFET、功率集成器件或者功率集成电路；所述功率集成器件是绝缘栅双极晶体管，所述功率集成电路是智能化功率集成电路或高压功率集成电路。

一种变流防雷方法，在被保护设备的供电线路上串联变流元件，在变流元件的两端均配置防雷元件，通过传感器检测雷电流并将信号传递给控制单元，通过控制单元控制变流元件的关断和导通；从而实现：有雷电流时被保护设备与供电线路自动隔离，雷电流消失后供电线路自动恢复对被保护设备正常供电。

所述的变流防雷方法，采用上述的变流防雷装置进行防雷；所述变流防雷方法包括：

安装变流防雷装置的步骤；

传感器检测雷电流的步骤；

控制单元进行控制的步骤；

变流元件关断和导通的步骤；

防雷元件吸收过电流过电压的步骤；

将变流防雷装置连接在被保护设备和供电线路之间，供电线路连接输入端子，被保护设备连接输出端子；当供电线路上有雷电流通过时，传感器检测到雷电流信号并将信号传递给控制单元，控制单元发出关断变流元件的指令，变流元件关断，被保护设备与供电线路隔离；第一级防雷元件吸收雷电流所产生的过电流过电压，雷电流从第一级防雷元件泄放到大地；当雷电流消失后，传感器检测不到雷电流，控制单元发出导通变流元件的指令，变流元件导通，供电线路恢复对被保护设备正常供电；在变流元件关断或导通时，第二级防雷元件吸收变流元件关断或导通过程中所产生的操作过电压，对变流元件自身进行过电压保护。

所述安装变流防雷装置还包括组装变流防雷装置的步骤，所述组装变流防雷装置的步骤包括：

A、准备所需材料和零部件，包括：箱体、变流元件、第一级防雷元件、传感器、控制单元、第二级防雷元件、空气断路器、交流接触器、输入输出端子；

B、安装控制单元：将交流接触器、控制单元从左至右依次安装到箱体内上部；

C、安装变流元件：将变流元件安装到箱体内中部；

D、安装防雷元件和传感器：将空气断路器、第一级防雷元件、第二级防雷元件、传感器、输入输出端子从左至右依次安装在箱体内下部；

E、连线并完成组装：用线路一连接好变流元件和输入端子，用线路二连接好变流元件和输出端子；将第一级防雷元件连接到线路一上，其连接点为第一连接点；将第二级防雷元件连接在线路二上；使传感器位于输入端子和第一连接点之间的线路一旁；连接好变流元件和控制单元；连接好传感器和控制单元；连接好空气断路器；连接好交流接触器；完成变流防雷装置的组装。

本实用新型采用了变流元件，在检测到雷电流的波头值后迅速触发变流元件的控制端口，使流过变流元件的电流受到控制，迫使雷电流从前端的防雷元件中流入大地，防止雷电流及过电压进入被保护设备，使被保护设备免遭雷电损坏，被保护设备在线路受到雷击时仍能安全工作。本实用新型能使被保护设备从雷击线路中隔离，从而对被保护设备做彻底的防雷保护，使电梯、医疗CT机、数据服务器等重要设备在线路遭受雷击时仍能安全可靠运行，防止设备的重大雷击事故发生。

附图说明

图1是本实用新型实施例中的变流防雷装置的防雷原理和各组成部分连接关系示意图。

图2是本实用新型实施例中的变流防雷装置的内部结构示意图。

附图标记说明：1：雷电流，2：第一级防雷元件，3：传感器，4：变流元件，5：控制单元，6：第二级防雷元件，7：被保护设备，8：空气断路器，9：交流接触器，10：输入输出端子，11：箱体。

具体实施方式

如图1和图2所示，一种变流防雷装置，包括箱体11、第一级防雷元件2、传感器3、变流元件4、控制单元5、第二级防雷元件6、空气断路器8、交流接触器9、输入输出端子10；空气断路器、第一级防雷元件、第二级防雷元件、传感器、输入输出端子从左至右依次安装在箱体内下部。变流元件安装在箱体内中部；所述交流接触器、控制单元从左至右依次安装在箱体内上部。所述传感器连接控制单元，控制单元连接变流元件；所述第一级防雷元件和第二级防雷元件分别连接在变流元件的两端。在被保护设备7的供电线路上串联变流元件，在变流元件的两端均配置防雷元件，通过传感器检测雷电流1并将信号传递给控制单元，通过控制单元控制变流元件的关断和导通；从而实现：有雷电流时被保护设备与供电线路自动隔离，雷电流消失后供电线路自动恢复对被保护设备正常供电。

所述的变流元件可以是以下元件(但不限于以下元件)：可关断晶闸管(GTO)、巨型晶体管(GTR)、功率MOSFET、绝缘栅双极晶体管(IGBT)为代表的功率集成器件(PID)，以智能化功率集成电路(SPIC)、高压功率集成电路(HVIC)为代表的功率集成电路(PIC)。

所述箱体内可设安装板，第一级防雷元件、传感器、变流元件、控制单元、第二级防雷元件、空气断路器、交流接触器、输入输出端子设置在安装板正面，连接线路主要设置在安装板背面。控制单元采用芯片或其他控制模块。所述输入输出端子设置在箱体内；输入输出端子包括输入端子和输出端子，输入端子连接供电线路，输出端子连接被保护设备，变流元件和输入端子通过线路一连接，变流元件和输出端子通过线路二连接，第一级防雷元件连接在线路一上，其连接点为第一连接点；第二级防雷元件连接在线路二上，其连接点为第二连接点；传感器设置在输入端子和第一级连接点之间的线路一旁。

本实用新型采用变流元件对线路上的雷电流1进行控制，变流元件串联在被保护设备的供电线路上，在变流元件的两端各配置一套防雷器(第一级防雷元件和第二级防雷元件)，当传感器检测到雷电流的波头值后，通过控制单元迅速关断变流元件，使被保护设备与供电线路隔离，迫使雷电流从前端防雷器(第一级防雷元件)泄放到大地，雷电流所产生的过流过压都不会进入到被保护设备中，从而对被保护设备进行彻底的防雷保护。当雷电流消失后，传感器检测不到雷电流，控制单元迅速使变流元件恢复导通，供电线路对被保护设备正常供电。

由于雷电流的时间很短，变流元件从关断到恢复导通的整个过程在微秒级，不会对一般的用电设备(被保护设备)造成影响，重要的电子设备一般都备有UPS等后备电源，在关断过程中后备电源可对被保护设备供电，被保护设备可正常工作。

在关断过程中所产生的操作过电压由变流元件后端的第二级防雷元件吸收，保持后续设备线路的电压稳定。

本实用新型的原理说明：当供电线路上有雷电流1通过时，传感器3检测到雷电流，控制单元5迅速将变流元件4关断，从而使被保护设备7与供电线路隔离，迫使雷电流从第一级防雷元2泄放到大地。当雷电流消失后，传感器3检测不到雷电流，控制单元5迅速将变流元件导通，供电线路恢复对设备正常供电。第二级防雷元件吸收变流元件关断及导通过程中所产生的操作过电压，并对关断器件自身做过电压保护。

变流防雷装置的组装步骤包括：

A、准备所需材料和零部件，包括：箱体、变流元件、第一级防雷元件、传感器、控制单元、第二级防雷元件、空气断路器、交流接触器、输入输出端子；

B、安装控制单元：将交流接触器、控制单元从左至右依次安装到箱体内上部；

C、安装变流元件：将变流元件安装到箱体内中部；

D、安装防雷元件和传感器：将空气断路器、第一级防雷元件、第二级防雷元件、传感器、输入输出端子从左至右依次安装在箱体内下部；

E、连线并完成组装：用线路一连接好变流元件和输入端子，用线路二连接好变流元件和输出端子；将第一级防雷元件连接到线路一上，其连接点为第一连接点；将第二级防雷元件连接在线路二上；使传感器位于输入端子和第一连接点之间的线路一旁；连接好变流元件和控制单元；连接好传感器和控制单元；连接好空气断路器；连接好交流接触器；完成变流防雷装置的组装。

防雷元件(包括第一级防雷元件、第二级防雷元件)为防雷器，防雷器(第一级防雷元件或第二级防雷元件)采用开关类元件或限压类元器件。开关类元器件有陶瓷气体放电管、玻璃放电管(强效放电管)、半导体过压保护器(半导体放电管、固体放电管)三种类型。限压元器件有压敏电阻、TVS管(瞬态电压抑制二极管)等。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例，本实用新型的保护范围不限于此，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种变流防雷装置，包括箱体、传感器，其特征是，还包括变流元件、控制单元、第一级防雷元件和第二级防雷元件；所述传感器、变流元件、控制单元、第一级防雷元件和第二级防雷元件均安装在箱体内；所述传感器连接控制单元，控制单元连接变流元件；所述第一级防雷元件和第二级防雷元件分别连接在变流元件的两端。

2.根据权利要求1所述的变流防雷装置，其特征是，还包括用于连接供电线路和被保护设备的输入输出端子，所述输入输出端子设置在箱体内；输入输出端子包括输入端子和输出端子，输入端子连接供电线路，输出端子连接被保护设备；变流元件的一端为变流输入端、另一端为变流输出端，变流输入端和输入端子通过线路一连接，变流输出端和输出端子通过线路二连接，第一级防雷元件连接在线路一上，其连接点为第一连接点，第二级防雷元件连接在线路二上，传感器设置在输入端子和第一连接点之间的线路一旁。

3.根据权利要求1所述的变流防雷装置，其特征是，还包括连接在供电线路上的空气断路器，所述空气断路器安装在箱体内下部。

4.根据权利要求1所述的变流防雷装置，其特征是，还包括连接在线路中的交流接触器，所述交流接触器安装在箱体内上部。

5.根据权利要求1所述的变流防雷装置，其特征是，所述变流元件串联在被保护设备的供电线路上，传感器设置在供电线路旁。

6.根据权利要求1所述的变流防雷装置，其特征是，还包括输入输出端子和连接在供电线路上的空气断路器，所述空气断路器、第一级防雷元件、第二级防雷元件、传感器、输入输出端子从左至右依次安装在箱体内下部。

7.根据权利要求1所述的变流防雷装置，其特征是，还包括连接在线路中的交流接触器，所述变流元件安装在箱体内中部；所述交流接触器、控制单元从左至右依次安装在箱体内上部。

8.根据权利要求1所述的变流防雷装置，其特征是，所述变流元件为可关断晶闸管、巨型晶体管、功率MOSFET、功率集成器件或者功率集成电路；所述功率集成器件是绝缘栅双极晶体管，所述功率集成电路是智能化功率集成电路或高压功率集成电路。