CN104638629A - 分压触发的对称式过电压防雷电路 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种分压触发的对称式过电压防雷电路，其包括保护熔丝、压敏电阻、气体放电管、电容、电阻，所述的压敏电阻与旁路作用的电容并联后连接到一个分压触发电路，所述的触发电路由电阻、电容、气体放电管组成，由一个电阻与一个电容组成一并联电路，再与气体放电管的端点1、端点2并联，在所述的气体放电管的端点2、端点3之间还并联有一个电阻；所述的压敏电阻前端还连接保护熔丝，所述的保护熔丝接入电源的正极L和负极N，本技术方案利用阻性分压电路的频率稳定特性和电容在高频下低容抗的特性，结合压敏电阻、三端触发式气体放管器件，使防雷器能够耐受高压***工频故障电压而不被损坏的同时获得较低的电保护水平。

Description

分压触发的对称式过电压防雷电路

技术领域

本发明为一种防雷电路，特别涉及一种保护供电电源的分压触发式防雷电路，属于防雷器领域。

背景技术

由于用电设备防雷需求的提高，防雷器被越来越广泛的使用，防雷器的自身安全，尤其在***工频过电压下的安全性已变得尤为突出，在通信行业和工程使用中，为了适应现场防误接、反接的需求，大量对称式防雷器被使用，目前市场上的这种类型的防雷器存在L-PE和N-PE两种保护模式且是相同的，因此达到了防误接、反接的作用，但压敏电阻也因此被直接连接到了L-PE和N-PE之间，在通信供电***中，***高压故障时会产生的高压大电流、持续时间长达200ms到5s的工频电压和电流，压敏电阻无法承受，会在工频电压下启动，轻则使防雷器脱离电路失去保护效果，重则会产生短路、起火等问题。目前市场上的此类防雷器大多没有可靠解决措施，或简单串联压敏电阻、间隙或气体放电管，这种方法使得防雷器在压敏电阻故障时不动作，但使得电压保护水平太高，达到了4-5kV，增加了设备因过压而损坏的风险。

因此，为了更好的解决上述问题，针对上述问题，在保证防雷器能够耐受高中压***故障引起的暂态过电压试验的同时，获得较低的电压保护水平，是很有必要的，这样能在防雷器安全的前提下更有效的保护用户设备，采用下述技术方案设计为本文之最终目的。

发明内容

本技术方案的目的在于克服现有技术的不足，为了满足防雷器的功能指示特性的需要，主要用于对称式电涌保护器(即L和N采用相同电路的防雷器)的场所，利用阻性分压电路的频率稳定特性和电容在高频下低容抗的特性，结合压敏电阻、三端触发式气体放管器件，使防雷器能够耐受高压***工频故障电压而不被损坏的同时获得较低的电保护水平，使其免受雷电感应过电压、电源干扰、静电放电等所造成的损坏。

本技术方案的目的，将通过以下技术方案得以实现：

一种分压触发的对称式过电压防雷电路，其包括保护熔丝F1和F2、压敏电阻MOV1和MOV2、旁路电容C1和C2、气体放电管GDT，其特征在于：还包括一个分压触发电路，所述的分压触发电路由电阻R1、电容C3、电阻R2组成，所述电阻R1与所述电容C3组成一并联电路，再与所述的气体放电管GDT的端点1、端点2并联，在所述的气体放电管GDT的端点2、端点3之间还并联有一个电阻R2；所述的压敏电阻MOV1和MOV2与旁路电容C1和C2并联后连接到所述的分压触发电路，所述的压敏电阻MOV1和MOV2前端还连接保护熔丝F1和F2，所述的保护熔丝F1和F2接入电源的正极L和负极N。

进一步地，所述的旁路电容C1和C2与压敏电阻MOV1和MOV2并联，相对于旁路电容C1和C2的容抗，所述的压敏电阻MOV1和MOV2的电阻很大被视作开路，起容抗作用，且在气体放电管GDT动作时起到旁路作用减少防雷器残压；所述的分压触发电路，进行工频分压和浪涌触发；所述的熔丝F1和F2可以为指示型熔丝、电流型熔丝、温度型熔丝， 选择性地为指示型熔丝，该熔丝F1和F2具有功能性标记，熔断或非熔断状态时显示标记不同；所述的气体放电管GDT为带触发功能三端气体放电管，直流击穿电压U13=U12+U23。

本技术方案结构的应用，其突出效果表现为：

1、本技术方案采用分压、触发技术的对称式防雷电路，可广泛应用于需要采用对称式防雷器的场合，该电路消除了高压***暂时过电压给防雷器带来的威胁，免除了用户因此故障需要面对的更换防雷器、产品短路、起火等问题；相对于市场上采用传统间隙、单极气放管方式耐受高压过电压故障的方式，这些电路的电压保护值往往在4kV以上，而采用本技术方案的典型电路，按IEC61643-11标准，其动作负载试验后的电压保护值小于2.2kV，这使得产品在满足了耐受高压过电压的前提下，更大可能的保护了用户设备。

以下结合实施例附图，对本发明的具体实施方式作进一步的分解，以使本技术方案更易于理解、掌握。

附图说明

图1是本发明技术方案实施方式的电路原理图。

图中附图标记的含义为：

101－分压触发电路。

具体实施方式

如图1所示，一种分压触发的对称式过电压防雷电路，其包括保护熔丝F1和F2、压敏电阻MOV1和MOV2、旁路电容C1和C2、气体放电管GDT，还包括一个分压触发电路101，所述的触发电路101由电阻R1、电容C3、电阻R2组成，所述电阻R1与所述电容C3组成一并联电路，再与所述的气体放电管GDT的端点1、端点2并联，在所述的气体放电管GDT的端点2、端点3之间还并联有一个电阻R2；所述的压敏电阻MOV1和MOV2与旁路电容C1和C2并联后连接到所述的分压触发电路101，所述的压敏电阻MOV1和MOV2前端还连接保护熔丝F1和F2，所述的保护熔丝F1和F2接入电源的正极L和负极N。

进一步地，所述的旁路电容C1和C2与压敏电阻MOV1和MOV2并联，相对于旁路电容C1和C2的容抗，所述的压敏电阻MOV1和MOV2的电阻很大可被视作开路，起容抗作用，且在气体放电管GDT动作时起到旁路作用减少防雷器残压；所述的分压触发电路，进行工频分压和浪涌触发；所述的熔丝F1和F2可以为指示型熔丝、电流型熔丝、温度型熔丝， 选择性地为指示型熔丝，该熔丝F1和F2具有功能性标记，熔断或非熔断状态时显示标记不同；所述的气体放电管GDT为带触发功能三端气体放电管，直流击穿电压U13=U12+U23。

再进一步地，将防雷器安装在电路中时，由于所述气体放电管本身开路，其阻抗大于与其并联其他器件，所以电压施加在压敏电阻MOV1和MOV2、旁路电容C1和C2、分压触发电路101上，所述的压敏电阻MOV1和MOV2的电容在nF级，所述的分压触发电路101的电阻在MΩ级，其电容为nF级，所述的旁路电容C1和C2可根据实际情况来增加或减少，但其数值在nF级，这时如果L/N引脚至PE间存在额定工频电压，那么L/N至PE间则存在着uA级的电流；此时所述的气体放电管GDT两端的电压主要由所述的分压触发电路101和所述的压敏电阻MOV1和MOV2所决定，设定触发电容C3在工频下的容抗等于数倍的电阻R1，这样就保持了分压效果近似为阻性电路，所述的分压触发电路101的典型值设定为R1=1.2MΩ、R2=1MΩ、C3=1nF，所述的气体放电管GDT的直流启动电压值可根据所要耐受的工频过电压设定、典型值可设定为:UG12=UG23=1000V，可根据不同***要求对其值进行调整，达到不同的耐压值需求。

当线路没出现高压***过电压时，直流启动电压典型值设为1200V，防雷器对PE间的电流为mA级，所述的放电管GDT两端电压为U13=930V，其中U12=U23=465V，峰值为660V，小于气体放电管GDT直流启动电压典型值，在此电压下气体放电管GDT不会动作，产品处于耐受状态，不会损坏或脱扣。

   当线路出现雷击浪涌电压或电流时，由于浪涌电压电流的时间在us级，所以此时触发电容C3的容抗远小于电阻R1，所以R1会被旁路，当过电压达到预定值时，所述的气体放电管GDT的端点2、端点3两端会先被击穿，由于端点2、端点3两端击穿后压敏电阻MOV1和MOV2已经启动，为了避免所述的压敏电阻MOV1和MOV2上残压与端点1、端点2两端气体放电管GDT的启动电压叠加时造成过高的电压值，本电路采用带触发功能的三端气体放电管，这样在所述的气体放电管GDT的端点2、端点3启动后，端点1、端点2的启动电压会比端点2、端点3端低200V左右，而所述的旁路电容C1和C2的作用是在所述的气体放电管GDT产生高频尖峰动作电压时利用其通高频特性，分流一部分通过压敏电阻MOV1和MOV2的高频电流，减少压敏电阻MOV1和MOV2残压与放电管GDT端点1、端点2动作电压的叠加效应，从而达到保护整个电路的目的；同时，当线路中有过电压出现时，在过电压的作用下，所述的熔丝F1和F2很快达到其熔断电流，熔丝熔断，进而指示电路已启动；表示产品防雷功能已经失效，提醒更换。

最后需要说明的是，以上仅是本发明的具体应用范例之一，实际应用过程中均可根据具体情况酌情选择替代元器件，但对发明的保护范围不构成任何限制。

Claims (6)

1.分压触发的对称式过电压防雷电路，其包括保护熔丝F1和F2、压敏电阻MOV1和MOV2、旁路电容C1和C2、气体放电管GDT，其特征在于：还包括一个分压触发电路，所述的分压触发电路由电阻R1、电容C3、电阻R2组成，所述电阻R1与所述电容C3组成一并联电路，再与所述的气体放电管GDT的端点1、端点2并联，在所述的气体放电管GDT的端点2、端点3之间还并联有一个电阻R2；所述的压敏电阻MOV1和MOV2与旁路电容C1和C2并联后连接到所述的分压触发电路，所述的压敏电阻MOV1和MOV2前端还连接保护熔丝F1和F2，所述的保护熔丝F1和F2接入电源的正极L和负极N。

2.根据权利要求1所述的分压触发的对称式过电压防雷电路，其特征在于：所述的旁路电容C1和C2与压敏电阻MOV1和MOV2并联，相对于旁路电容C1和C2的容抗，所述的压敏电阻MOV1和MOV2的电阻很大被视作开路，且在气体放电管GDT动作时起到旁路作用减少防雷器残压。

3.根据权利要求1所述的分压触发的对称式过电压防雷电路，其特征在于：所述的分压触发电路，进行工频分压和浪涌触发。

4.根据权利要求1所述的分压触发的对称式过电压防雷电路，其特征在于：所述的熔丝F1和F2可以为指示型熔丝、电流型熔丝、温度型熔丝，选择性地为指示型熔丝，该熔丝F1和F2具有功能性标记，熔断或非熔断状态时显示标记不同。

5.根据权利要求1述的分压触发的对称式过电压防雷电路，其特征在于：所述的气体放电管GDT为带触发功能三端气体放电管，直流击穿电压U13=U12+U23。

6.根据权利要求1述的分压触发的对称式过电压防雷电路，其特征在于：所述的压敏电阻MOV1和MOV2的电容在nF级，所述的分压触发电路（101）的电阻在MΩ级，其电容为nF级，所述的旁路电容C1和C2可根据实际情况来增加或减少，但其数值在nF级。