CN210577786U - 一种用于工地安全监控设备的抗雷击浪涌电源装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提出了一种用于工地安全监控设备的抗雷击浪涌电源装置，包括输入线缆、抗雷击浪涌线路板、开关电源和输出线缆，所述输入线缆连接所述抗雷击浪涌线路板的输入端，抗雷击浪涌线路板的输出端连接所述开关电源的一端，开关电源的另一端连接所述输出线缆。抗雷击浪涌线路板上包括保险丝、压敏电阻、气体放电管和电源滤波器，所述保险丝串联在交流L线和中性N线上，所述压敏电阻和气体放电管串联后并联在在交流L线和中性N线之间，所述电源滤波器连接在靠近开关电源的一侧。本实用新型电源装置结构简单，具有较强的抗雷击浪涌性能，能够有效提高工地安全监控设备的可靠性。

Description

一种用于工地安全监控设备的抗雷击浪涌电源装置

技术领域

本实用新型涉及一种用于工地安全监控设备的抗雷击浪涌电源装置，属于工地安全监控设备的电源可靠性技术领域。

背景技术

近几年，我国工业化和城市化进程加快，大量塔吊、施工升降机、门式起重机已经成为现代化建设中不可缺少的设备，其广泛应用于建筑施工、市政建设、工农业生产、民用设施、港口搬运等多个领域，发挥着重要作用。为了加强安全生产和管理，政府安监部门要求施工工地上的塔吊、施工升降机和门式起重机等起重设备安装安全监控设备，以此来提高安全生产水平，有效地预防和降低安全生产事故，最大限度地确保起重机械安全运行、实现安全生产、保障人民群众的生命财产安全。

由于施工工地的复杂性，大功率负荷较多，电机设备需要频繁启动和停止，导致电网交流电容易受到污染，产生电压波动、电压突变不稳定、谐波含量高等电力干扰现象，进而导致工地安全监控设备的交流转直流的开关电源损坏严重，开关电源的损坏直接影响到安全监控设备的工作，进而影响各类起重设备的工作，严重时会导致工地停工。现有交流转直流的开关电源能满足一定严苛条件下的电网环境，但是大部分开关电源在工地使用时，寿命降低较快，达不到使用要求。大量排查受损的开关电源，发现损坏比例较大的是由工地的雷击浪涌导致，为了加强工地监控设备的耐久工作，必须加强电源的可靠性，从而提高设备的整体可靠性。

发明内容

针对工地上开关电源寿命太短、可靠性不足的问题，本实用新型提出了一种用于工地安全监控设备的抗雷击浪涌电源装置，该电源装置利用抗雷击浪涌器件泄放大电流，抑制电压突波、吸收谐波，将交流电源治理的较为干净，有效保护开关电源免受损伤，分级抗击从电网来的外部干扰，提高安全监控设备的可靠性。

为解决上述技术问题，本实用新型采用了如下技术手段：

一种用于工地安全监控设备的抗雷击浪涌电源装置，包括输入线缆、抗雷击浪涌线路板、开关电源和输出线缆，所述输入线缆连接所述抗雷击浪涌线路板的输入端，抗雷击浪涌线路板的输出端连接所述开关电源的一端，开关电源的另一端连接所述输出线缆。

所述抗雷击浪涌线路板包括第一保险丝、第二保险丝、第一压敏电阻、第一气体放电管和第一电源滤波器，所述第一保险丝的一端连接在所述输入线缆的交流L线上，所述第二保险丝的一端连接在输入线缆的中性N线上，第一保险丝的另一端和第二保险丝的另一端分别连接所述第一电源滤波器的输入端，第一电源滤波器的输出端连接所述开关电源。

所述第一压敏电阻和第一气体放电管并联在L线和N线之间，第一压敏电阻的一端连接第一保险丝的另一端，第一压敏电阻的另一端连接第一气体放电管的一端，第一气体放电管的另一端连接第二保险丝的另一端。

进一步的，所述抗雷击浪涌线路板还包括第二压敏电阻、第三压敏电阻和第二气体放电管，所述第二压敏电阻的一端连接在所述输入线缆的交流L线上，第二压敏电阻的另一端分别连接所述第三压敏电阻的一端和所述第二气体放电管的一端，第三压敏电阻的另一端连接在输入线缆的中性N线上，第二气体放电管的另一端接地。

进一步的，所述抗雷击浪涌线路板上设置有第一接线端子和第二接线端子，所述第一接线端子用于连接所述输入线缆，所述第二接线端子用于连接所述开关电源。

进一步的，所述抗雷击浪涌电源装置还包括金属外壳，所述抗雷击浪涌线路板和开关电源固定安装在所述金属外壳内。

进一步的，所述抗雷击浪涌线路板为方形PCB板。

进一步的，所述抗雷击浪涌线路板上设置有螺丝孔，所述螺丝孔用于将抗雷击浪涌线路板固定在所述金属外壳上，且螺丝孔接地。

进一步的，所述保险丝选用自恢复保险丝。

进一步的，所述第一电源滤波器包括第一电容、第一共模电感、第二电容、第一电阻、第三电容、第四电容和第二共模电感，所述第一共模电感的1引脚连接交流L线，第一共模电感的2引脚连接中性N线，第一共模电感的3、4引脚分别连接所述第二共模电感的1、2引脚，第二共模电感的3、4引脚连接所述开关电源，所述第一电容并联在第一共模电感的1、2引脚上，所述第二电容和所述第一电阻分别并联在第一共模电感的3、4引脚上，所述第三电容的一端连接交流L线，第三电容的另一端接地，所述第四电容的一端连接中性N线，第四电容的另一端接地。

采用以上技术手段后可以获得以下优势：

本实用新型提出了一种用于工地安全监控设备的抗雷击浪涌电源装置，在开关电源连接220V电源的一侧设置了抗雷击浪涌线路板，抗雷击浪涌线路板上安装有电源滤波器、保险丝、压敏电阻和气体放电管。电源滤波器内部集成了共模电感、X电容和Y电容，能有效抑制线对地之间的噪声干扰；保险丝可以在电路过流、短路故障时隔离线路、保护开关电源；压敏电阻是限压型保护器件，能够有效限制两极电压；气体放电管起泄放雷电瞬时过电流和限制过电压作用。这些抗雷击浪涌器件共同组成抗雷击浪涌电路，当电路中出现雷击浪涌时，电路会快速泄放大电流、抑制电压突波、吸收谐波，使电流恢复正常状态，治理交流电源，进而保护后级的开关电源，减少开关电源损伤，增长开关电源的寿命。本实用新型电源装置抗干扰能力强，不易损坏，用于工地安全监控设备可以有效提高工地安全监控设备的可靠性，提高工地安全生产的效率。

附图说明

图1为本实用新型一种用于工地安全监控设备的抗雷击浪涌电源装置的结构示意图。

图2为本实用新型装置抗雷击浪涌线路板的电路原理图。

图3为本实用新型装置第一电源滤波器的内部电路原理图。

图中，1是输入线缆，2是抗雷击浪涌线路板，3是开关电源，4是输出线缆。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的技术方案作进一步说明：

一种用于工地安全监控设备的抗雷击浪涌电源装置，如图1所示，主要包括输入线缆1、抗雷击浪涌线路板2、开关电源3和输出线缆4，输入线缆连接到抗雷击浪涌线路板的输入端，抗雷击浪涌线路板的输出端连接开关电源的一端，开关电源的另一端连接输出线缆，输入线缆用来将工地电控箱内的220V交流电信号引入电源装置中，抗雷击浪涌线路板将220V交流电传输给开关电源，开关电源将220V交流电转换成24V直流电，24V直流电由输出线缆输送给工地安全监控设备。

该抗雷击浪涌电源装置具有一个金属外壳，开关电源和抗雷击浪涌线路板都固定安装在金属外壳内部，输入线缆从金属外壳的一侧接入到金属外壳内部，输出线缆从金属外壳的另一侧接入到金属外壳内部。本实施例中开关电源选择了具有金属外壳的开关电源，具体型号为RS-35-24开关电源，抗雷击浪涌线路板选用方形的PCB板，在PCB板的4个角上设置有4个螺丝孔，螺丝孔的孔径为3.5mm，通过与该螺丝孔配套的螺丝可以将抗雷击浪涌线路板固定在电源装置的金属外壳上，此外螺丝孔还起到接地的作用。

抗雷击浪涌线路板包括第一保险丝、第二保险丝、第一电源滤波器、第一接线端子和第二接线端子，本实施例中抗雷击浪涌线路板的电路原理图如图2所示，线路板一侧的第一接线端子J1是电源装置的220V交流电输入端，与输入线缆相连接，具体型号采用宁波科发的KF2EDGVM-3.5-3.81，第一接线端子J1的1引脚为输入交流电的L线，1引脚连接第一保险丝F1的一端，第一接线端子J1的2引脚为输入交流电的N线，2引脚连接第二保险丝F2的一端，第一接线端子J1的3引脚接地。第一保险丝F1和第二保险丝F2选用自恢复保险丝，具体型号为君耀电子的BK250-2000，第一保险丝F1和第二保险丝F2分别串联在交流电源的L线和中性N线上可以起到过流或者短路保护作用，一旦保险丝后级的电路发生各种过流或短路故障，自恢复保险丝电阻急剧增大，降低线路的电流，隔离线路故障，如果故障排除，那么保险丝就会自动恢复到正常电阻值，电路正常导通。

第一保险丝F1的另一端连接第一电源滤波器F3的1引脚，第二保险丝F2的另一端连接第一电源滤波器F3的2引脚，第一电源滤波器F3的4引脚和6引脚接地，第一电源滤波器F3的5引脚连接第二接线端子J2的1引脚，第一电源滤波器F3的3引脚连接第二接线端子J2的3引脚，第二接线端子J2的2引脚接地，第二接线端子J2是抗雷击浪涌线路板的输出端，用来连接抗雷击浪涌线路板和开关电源，具体型号为宁波科发的KF2EDGVM-3.5-3.81。第一电源滤波器F3选用PCB板专用双节增强型滤波器，如图3所示，具体包括第一共模电感L1、第一电容CX1、第二电容CX2、第一电阻R1、第二电容CX2、第三电容CY1、第四电容CY2和第二共模电感L2，第一共模电感L1的1引脚连接交流L线，第一共模电感L1的2引脚连接中性N线，第一共模电感L1的3、4引脚分别连接第二共模电感L2的1、2引脚，第二共模电感L2的3、4引脚连接第二接线端子J2的1、3引脚，第一电容CX1并联在第一共模电感L1的1、2引脚上，第二电容CX2和第一电阻R1分别并联在第一共模电感的3、4引脚，第三电容CY1的一端连接交流L线，第三电容CY1的另一端接地，第四电容CY2的一端连接中性N线，第四电容CY2的另一端接地。PCB板专用双节增强型滤波器内部集成了共模电感、X电容(CX1和CX2)和Y电容(CY1和CY2)，共有2级增强型滤波电路，能有效抑制线对地之间的噪声干扰。

抗雷击浪涌线路板上还包括多个压敏电阻和气体放电管，压敏电阻是限压型保护器件，当过电压出现在压敏电阻的两极间，压敏电阻可以将电压钳位到一个相对固定的电压值，从而实现对后级电路的保护。当加在压敏电阻上面的电压低于其阈值时，压敏电阻相当于一个断开状态的开关，当加在压敏电阻上的电压超过它的阈值时，压敏电阻相当于一个闭合状态的开关。气体放电管是一种间隙型的防雷保护组件，主要用于保护电路中的第一级或前两级，起到泄放雷电瞬时过电流和限制过电压的作用，由于放电管的极间绝缘电阻很大，寄生电容很小，对高频信号线路的雷电防护有明确优势。当放电管两极之间施加一定电压时，会在极间产生不均匀电场，在此电场作用下，管内气体开始游离，当外加电压增大到使极间场强超过气体的绝缘强度时，两极之间的间隙将放电击穿，由原来的绝缘状态转化为导电状态，导通后放电管两极之间的电压维持在放电弧道所决定的残压水平，这种残压一般很低，从而使得与放电管并联的电子设备免受过电压的损坏。

在保险丝和电源滤波器之间的线路上连接有第一压敏电阻RV1、第一气体放电管GAP1、第二压敏电阻RV2、第三压敏电阻RV3和第二气体放电管GAP2，第一压敏电阻RV1的一端连接交流L线，第一压敏电阻RV1的另一端连接第一气体放电管GAP1的一端，第一气体放电管GAP1的另一端连接中性N线，第一压敏电阻RV1与第一气体放电管GAP1串联使用可以实现分级抗干扰，第一压敏电阻RV1的具体型号为621KD20，第一气体放电管GAP1的具体型号为硕凯SOCAY放电管UN2E5-600LL。

在交流L线和中性N线分别与大地之间，跨接了第二压敏电阻RV2和第三压敏电阻RV3，通过第二气体放电管GAP2与大地相连。第二压敏电阻RV2的一端连接交流L线，第二压敏电阻RV2的另一端分别连接第三压敏电阻RV3的一端和第二气体放电管GAP2的一端，第三压敏电阻RV3的另一端连接中性N线，第二气体放电管GAP2的另一端接地。第二压敏电阻RV2和第三压敏电阻RV3的具体型号为君耀电子的621KD20，第二气体放电管GAP2的具体型号为硕凯SOCAY放电管UN2E5-3000D。

上面结合附图对本实用新型的实施方式作了详细地说明，但是本实用新型并不局限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本实用新型宗旨的前提下做出各种变化。

Claims (8)

1.一种用于工地安全监控设备的抗雷击浪涌电源装置，其特征在于，包括输入线缆、抗雷击浪涌线路板、开关电源和输出线缆，所述输入线缆连接所述抗雷击浪涌线路板的输入端，抗雷击浪涌线路板的输出端连接所述开关电源的一端，开关电源的另一端连接所述输出线缆；

所述抗雷击浪涌线路板包括第一保险丝、第二保险丝、第一压敏电阻、第一气体放电管和第一电源滤波器，所述第一保险丝的一端连接在所述输入线缆的交流L线上，所述第二保险丝的一端连接在输入线缆的中性N线上，第一保险丝的另一端和第二保险丝的另一端分别连接所述第一电源滤波器的输入端，第一电源滤波器的输出端连接所述开关电源；

所述第一压敏电阻和第一气体放电管并联在L线和N线之间，第一压敏电阻的一端连接第一保险丝的另一端，第一压敏电阻的另一端连接第一气体放电管的一端，第一气体放电管的另一端连接第二保险丝的另一端。

2.根据权利要求1所述的一种用于工地安全监控设备的抗雷击浪涌电源装置，其特征在于，所述抗雷击浪涌线路板还包括第二压敏电阻、第三压敏电阻和第二气体放电管，所述第二压敏电阻的一端连接在所述输入线缆的交流L线上，第二压敏电阻的另一端分别连接所述第三压敏电阻的一端和所述第二气体放电管的一端，第三压敏电阻的另一端连接在输入线缆的中性N线上，第二气体放电管的另一端接地。

3.根据权利要求1所述的一种用于工地安全监控设备的抗雷击浪涌电源装置，其特征在于，所述抗雷击浪涌线路板上设置有第一接线端子和第二接线端子，所述第一接线端子用于连接所述输入线缆，所述第二接线端子用于连接所述开关电源。

4.根据权利要求1所述的一种用于工地安全监控设备的抗雷击浪涌电源装置，其特征在于，所述抗雷击浪涌电源装置还包括金属外壳，所述抗雷击浪涌线路板和开关电源固定安装在所述金属外壳内。

5.根据权利要求1所述的一种用于工地安全监控设备的抗雷击浪涌电源装置，其特征在于，所述抗雷击浪涌线路板为方形PCB板。

6.根据权利要求4所述的一种用于工地安全监控设备的抗雷击浪涌电源装置，其特征在于，所述抗雷击浪涌线路板上设置有螺丝孔，所述螺丝孔用于将抗雷击浪涌线路板固定在所述金属外壳上，且螺丝孔接地。

7.根据权利要求1所述的一种用于工地安全监控设备的抗雷击浪涌电源装置，其特征在于，所述保险丝选用自恢复保险丝。

8.根据权利要求1所述的一种用于工地安全监控设备的抗雷击浪涌电源装置，其特征在于，所述第一电源滤波器包括第一电容、第一共模电感、第二电容、第一电阻、第三电容、第四电容和第二共模电感，所述第一共模电感的1引脚连接交流L线，第一共模电感的2引脚连接中性N线，第一共模电感的3、4引脚分别连接所述第二共模电感的1、2引脚，第二共模电感的3、4引脚连接所述开关电源，所述第一电容并联在第一共模电感的1、2引脚上，所述第二电容和所述第一电阻分别并联在第一共模电感的3、4引脚上，所述第三电容的一端连接交流L线，第三电容的另一端接地，所述第四电容的一端连接中性N线，第四电容的另一端接地。

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