WO2012163150A1 - 一种防雷系统 - Google Patents

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passive
lightning
active
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张广河
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华为技术有限公司
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    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H9/00—Emergency protective circuit arrangements for limiting excess current or voltage without disconnection
    • H02H9/04—Emergency protective circuit arrangements for limiting excess current or voltage without disconnection responsive to excess voltage
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H1/00—Details of emergency protective circuit arrangements
    • H02H1/0007—Details of emergency protective circuit arrangements concerning the detecting means
    • H02H1/0015—Using arc detectors

Definitions

  • the present invention relates to the field of communications technologies, and in particular, to a lightning protection system.
  • Lightning protection design is a very important part of product design.
  • some of them are designed with lightning protection lines; for example, AC/DC (Alternating Current/Direct Current) power modules are called active lightning protection units, and their lightning protection capabilities.
  • the lightning strike current index reaches the common mode 5KA, differential mode 5KA; while the other units of the multi-unit system products are not designed with lightning protection lines, called passive lightning protection units, such as AC fan, water pump, flow regulation Valves, etc.;
  • the lightning protection capability of the passive lightning protection unit is poor.
  • the surge current test has a common mode 2KV and a differential mode of 1KV.
  • FIG. 1 is a schematic diagram of the structure of the system product without the lightning protection device installed in the actual application.
  • the lightning arrester is a device that protects the device from lightning strikes through modern electrical and other techniques.
  • FIG 2 for a schematic diagram of the structure of the system product with a lightning arrester installed at its power input port. This structure can avoid the risk of lightning protection design inside the passive lightning protection unit to a certain extent.
  • Embodiments of the present invention provide a lightning protection system that reduces the production cost of a system product in a production process.
  • the embodiment of the present invention provides a lightning protection system, the system includes: an active lightning protection unit and a passive lightning protection unit; wherein, the input end of the lightning protection line of the active lightning protection unit is matched with the input The electrical traces are connected, and the output end of the lightning protection line is connected to the passive lightning protection unit.
  • Embodiments of the invention have the following advantages:
  • the lightning protection line in the active lightning protection unit is directly used for lightning protection, so that the lightning protection device is not required to be applied in the system product, thereby eliminating the need to reserve installation space, grounding wire space, and decoupling cable routing space. Etc., not only saves the design space of the system products, but also reduces the production cost of the system products.
  • FIG. 1 is a schematic structural view of a system product in the prior art in which no lightning arrester is provided in an actual application;
  • FIG. 2 is a schematic structural view of a system product installed with a lightning arrester at a power input port thereof;
  • FIG. 3 is a schematic structural diagram of a lightning protection system according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a schematic structural view of a lightning protection system in the case where there are multiple passive lightning protection units
  • FIG. 5 is a schematic structural view of a lightning protection system having multiple active lightning protection units and passive lightning protection units;
  • FIG. 6 is a schematic structural view of a lightning protection system in which two active lightning protection units are connected and two passive lightning protection units are connected in series; and the passive lightning protection units are connected in series;
  • Fig. 7 is a schematic structural view showing an example of a lightning protection system in an actual application according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a schematic structural diagram of a lightning protection system according to an embodiment of the present invention.
  • the lightning protection system 30 may include: an active lightning protection unit 301 and a passive lightning protection unit 302, wherein active lightning protection The unit 301 includes a lightning protection line 3011.
  • the input power distribution line is connected to the input end of the lightning protection line 3011 of the active lightning protection unit 301.
  • the output end of the lightning protection line 3011 and the passive lightning protection unit 302 Connected.
  • the lightning protection system can be connected to the input voltage (220v) through the input power distribution line, and the residual voltage and the oscillating voltage after the lightning strike occurs through the first-stage lightning protection device in the equipment room or the data center, Enter the power distribution line to enter the lightning protection line of the active lightning protection unit, so that the residual voltage and the oscillating voltage can be effectively discharged through the lightning protection line in the active lightning protection unit, thereby protecting the passive lightning protection unit.
  • Safety can also ensure the safety of system products.
  • the lightning protection system shown in FIG. 3 directly utilizes the active lightning protection unit already existing in the system product to achieve lightning protection, thereby eliminating the need to additionally set the lightning protection device as in the prior art, thereby saving the system product.
  • the volume at the time of design also reduces the production cost of the system product.
  • the input end of the lightning protection line is connected with the input power distribution line through a K-type wiring, and the K-type wiring can better discharge the residual voltage and the oscillating voltage generated after the lightning strike, of course, the lightning protection line
  • the purpose of the invention can also be achieved by using other types of connections between the input and the input distribution.
  • the output of the lightning protection line is connected to the passive lightning protection unit through a decoupling cable, and the decoupling cable can make the line between the output of the lightning protection line and the passive lightning protection unit longer. The same can be achieved by using other types of cables.
  • the passive lightning protection unit in the lightning protection system disclosed in the embodiment of the present invention may have one or more.
  • the plurality of passive lightning protection units may be connected in parallel, and then connected to the output end of the lightning protection line through a bus bar.
  • FIG. 4 for a schematic diagram of the structure of the lightning protection system in the case where there are multiple passive lightning protection units.
  • the phenomenon that the entire lightning protection system is unavailable when a certain passive lightning protection unit fails may be avoided, and at the same time, only the schematic diagrams of three passive lightning protection units are shown in FIG. 4, but The structure of the lightning protection system in the case where there are more passive lightning protection units can be easily obtained from the person skilled in the art.
  • the active lightning protection unit in the lightning protection system disclosed in the embodiment of the present invention may have one or more.
  • each active lightning protection unit needs to be connected in series.
  • the lightning protection of the input power distribution line and any one of the active lightning protection units The input ends of the lines are connected, and the lightning protection lines connected to the input power distribution lines are connected in series with the lightning protection lines of other active lightning protection units.
  • the active lightning protection unit and the passive lightning protection unit have a plurality of lightning protection systems.
  • FIG. 5 only shows that the active lightning protection unit is two and the passive lightning protection unit is three.
  • those skilled in the art can easily obtain the structure of the lightning protection system of other active lightning protection units or passive lightning protection units from FIG.
  • the reliability problem caused by the quality of the lightning protection device itself is avoided compared with the conventional solution; and a large number of levels introduced by lightning protection can also be avoided.
  • the risk of contact spot welding of relays caused by lightning current, and the need to monitor the lightning arrester in the system product, so that it can effectively prevent lightning in applications where the foreseeable lightning energy is small. It can solve various problems of introducing a lightning arrester in the prior art.
  • the application scenarios of the lightning protection system disclosed in the embodiments of the present invention include, but are not limited to, in an environment such as a data center and a computer room, that is, an application scenario similar to that of a lightning protection device at a front stage and a lightning protection design, such as an air conditioning product.
  • the passive lightning protection unit in the embodiment of the present invention may also be connected in series. Specifically, the output end of the lightning protection unit and any one of the passive protection The input ends of the lightning unit are connected, and the passive lightning protection unit connected to the output end of the lightning protection unit is connected in series with other passive lightning protection units.
  • FIG 6 there are two schematic diagrams of the lightning protection system with two active lightning protection units and two passive lightning protection units connected in series with the passive lightning protection units.
  • the active lightning protection unit is an AC/DC power supply enclosure 701, and the passive lightning protection unit has three ACs.
  • the fan 702, the flow control valve/water pump 703 and the control board 704, after the three passive lightning protection units are connected in parallel, are connected to the output end of the lightning protection line through a decoupling cable.

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  • Emergency Protection Circuit Devices (AREA)
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Abstract

一种防雷系统（30），该防雷系统包括：主动防雷单元（301）和被动防雷单元（302）；其中，该主动防雷单元中防雷线路（3011）的输入端与输入配电走线相连，该防雷线路的输出端与该被动防雷单元相连。该防雷系统不需要在系统产品中预留安装空间、接地线空间和退耦线缆走线空间等，不仅节省了系统产品的设计空间，还降低了系统产品的生产成本。

Description

一种防雷系统
技术领域
本发明涉及通信技术领域， 尤其涉及一种防雷系统。
背景技术
防雷设计是产品设计中非常重要的部分。对于多单元组成的系统产品， 其 中某些单元是本身设计了防雷线路的； 例如 AC/DC ( Alternating Current/Direct Current, 交流 /直流） 的电源模块称为主动防雷单元， 其防雷能力较好， 抗雷 击冲击电流指标达到共模 5KA, 差模 5KA; 而多单元的系统产品的另一些单 元是没有设计防雷线路的， 称为被动防雷单元， 例如交流风机、 水泵、 流量调 节阀等； 被动防雷单元的防雷能力较差， 浪涌电压测试抗冲击电流指标达到共 模 2KV, 差模 1KV。 而系统产品在设计时如果不施加防雷器对于主动防雷单 元是没有风险的， 但对于被动防雷单元将存在雷击失效的风险。 参考图 1 , 是 系统产品在实际应用中没有设置防雷器的结构示意图。
有一种现有技术在系统产品前面施加防雷器来抗雷击，防雷器是通过现代 电学以及其它技术来防止被雷击损害设备的装置。 参考图 2, 为系统产品在其 电源输入口安装防雷器的结构示意图，这种结构可以避免一定程度上被动防雷 单元内部没有防雷设计的风险。
但是图 2所示的结构在实际应用中也会产生其他问题。因为施加防雷器需 要在系统产品中预留安装空间、接地线空间和退耦线缆走线空间等， 不仅对系 统产品设计带来艮大压力，还会因为每一个系统产品都要施加单独的防雷器而 给生产成本带来^艮大压力。
发明内容
本发明实施例提供一种防雷系统， 降低系统产品在生产过程中的生产成 本。
为解决上述技术问题， 本发明实施例提供了一种防雷系统， 该系统包括： 主动防雷单元和被动防雷单元； 其中， 所述主动防雷单元中防雷线路的输 入端与输入配电走线相连， 所述防雷线路的输出端与所述被动防雷单元相 连。 本发明实施例具有以下优点：
本发明实施例中直接利用主动防雷单元中防雷线路进行防雷， 就不需 要在系统产品中施加防雷器， 从而不需要预留安装空间、 接地线空间和退 耦线缆走线空间等， 不仅节省了系统产品的设计空间， 还会降低系统产品 的生产成本。
附图说明 实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍， 显而易见地， 下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例， 对于本领域普通技术人员 来讲， 在不付出创造性劳动性的前提下， 还可以根据这些附图获得其他的 附图。
图 1是现有技术中系统产品在实际应用中没有设置防雷器的结构示意 图；
图 2为系统产品在其电源输入口安装防雷器的结构示意图；
图 3为本发明实施例的防雷系统的一个结构示意图；
图 4为被动防雷单元存在多个的情况下防雷系统的结构示意图； 图 5为主动防雷单元和被动防雷单元都有多个的防雷系统的结构示意 图；
图 6为主动防雷单元为 2个而被动防雷单元也为 2个且被动防雷单元之 间串联连接的防雷系统的结构示意图；
图 7为本发明实施例的防雷系统在实际应用中的一个实例的结构示意 图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图， 对本发明实施例中的技术方案进 行清楚、 完整地描述， 显然， 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。 基于本发明中的实施例， 本领域普通技术人员在没 有做出创造性劳动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。 参考图 3所示， 为本发明实施例的防雷系统的一个结构示意图， 在图 3 中， 该防雷系统 30可以包括： 主动防雷单元 301和被动防雷单元 302, 其中， 主动防雷单元 301中包括有防雷线路 3011 ,输入配电走线与所述主动防雷单 元 301中防雷线路 3011的输入端相连，所述防雷线路 3011的输出端与所述被 动防雷单元 302相连。 在实际应用中， 所述防雷系统可以通过输入配电走线 与输入电压 （220v )相连， 而雷击发生时经过机房或者数据中心的一级防 雷器后的残压和振荡电压， 会首先通过输入配电走线进入主动防雷单元的 防雷线路中， 这样就可以通过主动防雷单元中的防雷线路对此残压和振荡 电压进行有效的泻放， 从而保护被动防雷单元的安全， 也能够保证了系统 产品的安全。 并且， 因为图 3所示的防雷系统直接利用了系统产品中已经存 在的主动防雷单元实现抗雷击的目的， 这样也就无需像现有技术一样额外 设置防雷器， 就节省了系统产品设计时的体积， 也降低了系统产品的生产 成本。
进一步的， 所述防雷线路的输入端与输入配电走线通过 K型走线相连， K型走线能对雷击之后产生的残压和振荡电压更好的泻放， 当然， 防雷线路 的输入端与输入配电走线之间采用其他类型的连线也能够实现发明目的。 或者， 所述防雷线路的输出端与所述被动防雷单元通过退耦线缆相连， 退 耦线缆可以使得防雷线路的输出端与被动防雷单元之间的走线更长， 当然， 采用其他类型的线缆也同样能够实现发明目的。
在本发明实施例公开的防雷系统中的被动防雷单元可以有一个， 也可 以有多个。 在所述被动防雷单元存在多个的情况下， 所述多个被动防雷单 元之间可以并行连接， 再通过汇流条与所述防雷线路的输出端连接。 参考 图 4所示， 为被动防雷单元存在多个的情况下防雷系统的结构示意图。 本实 施例在实际应用中， 可以避免在某一个被动防雷单元出现故障的时候整个 防雷系统都不可用的现象， 同时图 4中只是示出了 3个被动防雷单元的示意 图，但是本领域技术人员可以从图 4很容易的得到存在更多被动防雷单元的 情况下防雷系统的结构。
在本发明实施例公开的防雷系统中的主动防雷单元可以有一个， 也可 以有多个。 在所述主动防雷单元存在多个的情况下， 各个主动防雷单元需 要串联连接。 具体的， 所述输入配电走线与任意一个主动防雷单元的防雷 线路的输入端相连， 且与输入配电走线相连的防雷线路与其他主动防雷单 元的防雷线路依次串联连接。 参考图 5所示， 为主动防雷单元和被动防雷单 元都有多个的防雷系统的结构示意图， 当然， 图 5只是示出了主动防雷单元 为 2个而被动防雷单元为 3个的防雷系统的结构，本领域技术人员可以从图 5 很容易的得到其他个数的主动防雷单元或被动防雷单元的防雷系统的结 构。
在本发明实施例公开的防雷系统， 因为避免了防雷器的引入， 所以与 传统方案相比避免了防雷器本身质量带来的可靠性问题； 同时也能够避免 防雷引入的大量级雷电流引起的继电器等接触点焊联的风险， 并且不需要 在系统产品中再对防雷器进行监控， 从而可以在可预见的雷击能量较小的 应用场合， 既能有效的防雷， 又能解决现有技术中引入防雷器的各种问题。 本发明实施例公开的防雷系统的应用场景包括但不限于在数据中心、 机房 等环境， 即是类似前级有防雷器、 后级也需要进行防雷设计的应用场景， 例如空调产品。
另外， 在所述被动防雷单元存在多个的情况下， 本发明实施例中的被 动防雷单元也可以采用串联连接的方式， 具体的， 所述防雷单元的输出端 与任意一个被动防雷单元的输入端相连， 且与所述防雷单元的输出端相连 的被动防雷单元与其他被动防雷单元依次串联连接。 参考图 6所示， 为主动 防雷单元为 2个而被动防雷单元也为 2个且被动防雷单元之间串联连接的防 雷系统的结构示意图。
再参考图 7所示， 为本发明实施例的防雷系统在实际应用中的一个实 例， 其中， 主动防雷单元为 AC/DC电源插框 701 , 被动防雷单元有 3个， 分 别为交流风机 702、 流量控制阀 /水泵 703和控制板 704, 3个被动防雷单元并 联之后， 通过退耦线缆与防雷线路的输出端相连。
需要说明的是， 本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述， 每 个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处， 各个实施例之间相同 相似的部分互相参见即可。 还需要说明的是， 在本文中， 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。
以上对本发明实施例所提供的防雷系统进行了详细介绍， 本文中应用 是用于帮助理解本发明实施例的方法及其思想； 同时， 对于本领域的一般 技术人员， 依据本发明实施例的思想， 在具体实施方式及应用范围上均会 有改变之处， 综上所述， 本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims

1、 一种防雷系统， 其特征在于， 包括： 主动防雷单元和被动防雷单元； 其中， 所述主动防雷单元中防雷线路的输入端与输入配电走线相连， 所述 防雷线路的输出端与所述被动防雷单元相连。
2、 根据权利要求 1所述的防雷系统， 其特征在于， 所述防雷线路的输入 端与输入配电走线通过 K型走线相连。
3、 根据权利要求 1或 2所述的防雷系统， 其特征在于， 在所述主动防雷 单元存在多个的情况下，所述输入配电走线与任意一个主动防雷单元的防雷线 路的输入端相连，且与输入配电走线相连的防雷线路与其他主动防雷单元的防 雷线路依次串联连接。
4、 根据权利要求 1所述的防雷系统， 其特征在于， 所述防雷线路的输出 端与所述被动防雷单元通过退耦线缆相连。
5、 根据权利要求 1或 4所述的防雷系统， 其特征在于， 在所述被动防雷 单元存在多个的情况下， 所述多个被动防雷单元之间并行连接，再通过汇流条 与所述防雷线路的输出端连接。
6、 根据权利要求 1或 4所述的防雷系统， 其特征在于， 在所述被动防雷 单元存在多个的情况下，所述防雷单元的输出端与任意一个被动防雷单元的输 入端相连，且与所述防雷单元的输出端相连的被动防雷单元与其他被动防雷单 元依次串联连接。
7、 根据权利要求 1所述的防雷系统， 其特征在于， 所述防雷系统应用于 空调产品。
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