專利名稱：復(fù)合式大負(fù)載大通流電源避雷器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于電源避雷器技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種復(fù)合式大負(fù)載大通流電源避雷器。
直擊雷、感應(yīng)雷等雷電是日常生活中常見的一種自然現(xiàn)象，伴隨著它的產(chǎn)生往往會在電源傳輸線上瞬間形成幾十或上百千安培的過電流。如此強(qiáng)大的瞬間電流，是大多數(shù)電子設(shè)備，如通信移動基站無法承受的，故常常被其損壞。另外，供電網(wǎng)的瞬變效應(yīng)，環(huán)境中產(chǎn)生的核幅射、電磁脈沖等也會給電子設(shè)備帶來干擾和破壞。
為了防范和避免這些破壞和干擾，通常都是在電源系統(tǒng)上安裝避雷器。目前在電源系統(tǒng)上使用的避雷器，一般都是采用的并聯(lián)式連接，或?yàn)橐患壉芾?，或?yàn)槎壉芾?。如果采用一級避雷，其存在的主要問題是“殘壓”高，對靈敏的電子設(shè)備保護(hù)效果差。如果采用二級避雷，雖可在一定程度上降低“殘壓”，但仍然較高，而且還帶來了新的問題，即根據(jù)避雷規(guī)范的設(shè)計(jì)要求，第一級避雷器和第二級避雷器之間的安裝間距必須大于10米，否則過電流將直接擊穿第二級避雷器。因?yàn)榈谝患壉芾灼鞯膯与妷和哂诘诙壉芾灼鞯膯与妷?，?dāng)兩級避雷器安裝距離小于10米時(shí)，產(chǎn)生過電壓的雷電等就會先向啟動電壓低的擊去，一方面使啟動電壓較大的第一級避雷器不能發(fā)揮作用，二方面也失去了采用二級避雷的意義，達(dá)不到應(yīng)有的避雷效果。而要按照這種傳統(tǒng)的規(guī)范安裝，對于一個(gè)本身只有十幾平方米面積的移動通信基站來說，又無法滿足安裝要求。另外，二級避雷安裝設(shè)計(jì)規(guī)范要求的10米以上間距，其目的是能夠在第一、二級避雷器之間獲得足夠的線電阻，以阻隔雷電。雖然線電阻能發(fā)揮阻隔雷電的作用，但在間距一定的情況下，它只能是個(gè)恒定值，不可能隨著雷電脈沖頻率的增大而增大其阻抗，因而對靈敏的電子設(shè)備的保護(hù)效果較差。
本實(shí)用新型的目的是克服已有技術(shù)存在的缺陷，提供一種泄放電流大、殘壓低、避雷效果好，不受安裝環(huán)境大小限制的復(fù)合式大負(fù)載大通流電源避雷器。
本實(shí)用新型的目的是由這樣一種技術(shù)解決方案達(dá)到的即在包括箱體和由電子元器件組成的第一、二級避雷保護(hù)電路、狀態(tài)指示電路、濾波電路、過流保護(hù)電路以及信號采集、處理和計(jì)數(shù)顯示電路構(gòu)成的基礎(chǔ)上，將第一、二級避雷保護(hù)電路由去耦電感構(gòu)成的隔離電路串聯(lián)連接。
由于本實(shí)用新型將第一、二級避雷保護(hù)電路串聯(lián)連接，使雷電等在電路系統(tǒng)中產(chǎn)生的過電流必須逐一經(jīng)避雷器泄放，從而使獲得的限制電壓較并聯(lián)連接的低。再加上中間串接的去耦電感的感抗可隨雷電等脈沖頻率的增大而增大，又可迫使強(qiáng)大的雷電流大部分從第一級避雷器泄放，其“殘壓”即被限制在設(shè)備的耐壓范圍內(nèi)。另外由于去耦電感體積小，故不受安裝環(huán)境大小的限制。
如果本實(shí)用新型需安裝在使用環(huán)境較小的地方，如移動通信基站，由于隔離電路采用了體積較小的去耦電感，即可將由電子元器件組成的第一、二級避雷保護(hù)電路、隔離電路、狀態(tài)指示電路、濾波電路、過流保護(hù)電路以及信號采集、處理和計(jì)數(shù)顯示電路均一起裝配在同一箱體中使用。
本實(shí)用新型所用的去耦電感是由外殼、空心繞制于骨架并由絕緣灌封材料固定的漆包線構(gòu)成。該去耦電感除了體積小、感抗能隨雷電等脈沖頻率增大而增大的特點(diǎn)外，由于還進(jìn)行了絕緣灌封，因而還具有耐壓高、不受潮、使用壽命長、外形美觀等優(yōu)點(diǎn)。其中絕緣灌封材料中所使用的阻燃材料，只要達(dá)到V-O級即可。至于漆包線的選用則與其被保護(hù)設(shè)備的負(fù)載有關(guān)，一般是負(fù)載越大，選用的漆包線的截面積越大，反之，則小，這是本領(lǐng)域普通專業(yè)人員公知的知識。
本實(shí)用新型電路及裝配結(jié)構(gòu)由以下附圖和實(shí)施例給出。


圖1為本實(shí)用新型的電路框圖；圖2為本實(shí)用新型的一種具體的電路原理圖；圖3為本實(shí)用新型另一種具體的電路原理圖；圖4為去耦電感的結(jié)構(gòu)示意圖；圖5為大電流泄放管的結(jié)構(gòu)示意圖；圖6為本實(shí)用新型的一種裝配結(jié)構(gòu)示意圖。
以下結(jié)合附圖給出實(shí)施例并對本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明，但本實(shí)用新型不限于以下實(shí)施例。
實(shí)施例一本實(shí)施例為單相電源系統(tǒng)所用的避雷器。
如圖1、6所示，本實(shí)用新型包括箱體22和由電子元器件組成的第一、二級避雷保護(hù)電路1、3、隔離電路3、濾波電路4、狀態(tài)指示電路5、過流保護(hù)電路8以及信號采集、處理和計(jì)數(shù)顯示電路9。第一、二級避雷保護(hù)電路1、3由隔離電路2串聯(lián)連接，濾波電路4并聯(lián)在第二級避雷保護(hù)電路3上，而狀態(tài)指示電路5和過流保護(hù)電路8則并聯(lián)后串接在第二級避雷保護(hù)電路3的支路上，且與第一級避雷保護(hù)電路1一起經(jīng)信號采集、處理和計(jì)數(shù)顯示電路9接防雷地10。這些由電子元器件組成并連接的上述電路都固定于安裝襯板20上，并通過固定連接件21固連于箱體22底部。
其中第一級避雷保護(hù)電路1可由至少五只并聯(lián)的壓敏電阻或由大電流泄放管或由壓敏電阻串聯(lián)氣體放電管構(gòu)成，以滿足泄放大部分雷電流的設(shè)計(jì)要求。本實(shí)施例采用五只并聯(lián)的壓敏電阻RV1、RV2作為第一級避雷保護(hù)電路1，如圖2所示。隔離電路2為去耦電感L1、L2。該去耦電感是由外殼11、空心繞制于骨架12并由絕緣灌封材料13固定的漆包線14構(gòu)成，見圖4。第二級避雷保護(hù)電路3采用壓敏電阻RV3、RV4限壓，濾波電路4采用電容C1濾波。狀態(tài)指示電路5則由限流電阻R1、R2、導(dǎo)向二極管VD1、VD2及雙色發(fā)光二極管HL1構(gòu)成，導(dǎo)向二極管VD1、VD2安裝極性相反，雙色發(fā)光二極管HL1內(nèi)兩發(fā)光管連接極性也相反，并從兩發(fā)光管中點(diǎn)引出一根導(dǎo)線與第二級避雷保護(hù)電路的壓敏電阻RV3和過流保護(hù)電路8采用的空氣開關(guān)QF1的連接點(diǎn)相連，使?fàn)顟B(tài)指示電路5分別與壓敏電阻RV1和空氣開關(guān)QF1并聯(lián)。零線N連接支路上無濾波及狀態(tài)指示和過流保護(hù)電路。
由于第二級避雷保護(hù)電路3采用的是壓敏電阻，壓敏電阻在劣化后即呈低阻狀態(tài)，如果不能及時(shí)維護(hù)和更換，將影響避雷效果。為此，在已有的過流保護(hù)電路8的基礎(chǔ)上，在第二級避雷保護(hù)電路3與過流保護(hù)電路8之間還串接有熱脫扣保護(hù)電路6和遙訊開關(guān)7，以形成雙重保護(hù)。該熱脫扣保護(hù)電路6是由彈簧和熔斷元件等構(gòu)成。當(dāng)雷電流向防雷地PE泄放時(shí)，將由電流傳感器SX、整流橋VD3～VD6、壓敏電阻RV5，濾波電容C2和計(jì)數(shù)顯示器PC構(gòu)成的信號采集、處理和計(jì)數(shù)顯示電路9對雷電流進(jìn)行采集、處理和計(jì)數(shù)顯示，以準(zhǔn)確反映避雷效果。
本實(shí)用新型安裝時(shí)，先將電源系統(tǒng)總開關(guān)斷開后，再將其串聯(lián)在電源系統(tǒng)中，合上總開關(guān)和過流保護(hù)開關(guān)QF1，電流經(jīng)電感L1、L2、限流電阻R1、R2、導(dǎo)向二極管VD1、VD2、發(fā)光二極管HL1、開關(guān)QF1流向防雷地PE，這時(shí)指示燈HL1顯示綠色，表明本實(shí)用新型已處于避雷工作狀態(tài)。當(dāng)電源系統(tǒng)遭受雷擊時(shí)，在負(fù)載設(shè)備前的避雷器即迅速啟動，首先由第一級避雷保護(hù)電路的壓敏電阻RV1、RV2泄放雷電流，由于串接其后的去耦電感L1、L2呈現(xiàn)的高阻抗，迫使大部分雷電流從第一級避雷器泄放。隨著小部分雷電經(jīng)過去耦電感L1、L2和電容C1濾波后繼續(xù)入侵，第二級避雷保護(hù)電路即以納秒級的速度反應(yīng)并進(jìn)行泄放限壓，使電壓限制在用電設(shè)備的耐壓范圍內(nèi)。第一級避雷保護(hù)電路的實(shí)際通流可達(dá)100KA，第二級避雷保護(hù)電路限制電壓可小于1000V。當(dāng)?shù)诙壉芾妆Ｗo(hù)電路的壓敏電阻RV3、RV4使用一定時(shí)間后，劣化呈現(xiàn)低阻狀態(tài)時(shí)，熱脫扣保護(hù)電路6發(fā)熱脫離電網(wǎng)，壓敏電阻RV3、RV4的顯示窗將由綠色轉(zhuǎn)換成紅色，并由遙訊開關(guān)7給出一個(gè)開關(guān)信號給監(jiān)控室，此時(shí)指示燈HL1仍呈綠色。如果熱脫扣保護(hù)電路6失效，過流保護(hù)的空氣開關(guān)QF1將迅速跳閘斷開，指示燈HL1將由綠色變?yōu)榧t色，電流即改變流向經(jīng)呈低阻抗的壓敏電阻RV3、指示燈HL1的紅色發(fā)光管、導(dǎo)向二極管VD2、限流電阻R2流向防雷地PE形成劣化指示回路，此時(shí)表明壓敏電阻RV3需要維護(hù)或更換了。當(dāng)雷電流向防雷地PE泄放時(shí)，電流將先通過電流傳感器SX耦合，然后經(jīng)VD3～VD6二極管整流、壓敏電阻RV5限幅、電容C2貯能，最后推動計(jì)數(shù)器PC計(jì)數(shù)顯示。
實(shí)施例二本實(shí)施例為三相電源系統(tǒng)所用的避雷器如圖1、3、6所示，本實(shí)施例也包括箱體22和由電子元器件組成的第一、二級避雷保護(hù)電路1、3、隔離電路2、濾波電路4、狀態(tài)指示電路5、熱脫扣保護(hù)電路6、遙訊開關(guān)7、過流保護(hù)電路8以及信號采集、處理和記數(shù)顯示電路9。鑒于這些電路的連接、安裝、功能和工作原理均與實(shí)施例一相同，故略去不述。所不同的一是本實(shí)施例因是安裝在三相電源系統(tǒng)中，故有三條連接在相線A、B、C上的結(jié)構(gòu)相同的電路，見圖3；二是第一級避雷保護(hù)電路1采用的是大電流泄放管V1～V4，見圖3。該泄放管是由放電極15、19、緊固螺母16、管蓋17以及絕緣管座18構(gòu)成，見圖5，管蓋17與絕緣管座18的截面形狀均呈凹形，中部對應(yīng)開有螺紋通孔，管蓋17凹面向下并通過下部外環(huán)壁上的螺紋與絕緣管座18凹面內(nèi)環(huán)壁上的螺紋匹配相連，形成管腔；放電極15、19的截面形狀呈“T”形，分別安裝在管蓋17、絕緣管座18中部的螺紋通孔中，使放電極桿頭均位于管蓋17與絕緣管座18形成的管腔內(nèi)且相互間留有間隙。緊固螺母16則套于管蓋外的放電極15上。該泄放管不僅泄放的電流大，而且穩(wěn)定性好、熔點(diǎn)高，能始終保護(hù)間隙的間距，不會短路、續(xù)流。另外該泄放管還可根據(jù)需要調(diào)節(jié)兩放電極之間的間隙。
本實(shí)用新型具有以下優(yōu)點(diǎn)1.泄放電流大、在100KA的雷電流沖擊下不會被損壞，限制電壓低，避雷保護(hù)效果好。
2.采用絕緣材料灌封的去耦電感作為隔離電路，不僅減小了避雷器的體積，簡化了安裝，使之不受安裝環(huán)境大小限制，而且也提高了避雷器的抗潮性、抗腐性和穩(wěn)定性。
3.在第二級避雷保護(hù)電路上設(shè)計(jì)的雙重保護(hù)電路，不僅提高了避雷器的安全性，同時(shí)也能對避雷器使用性能變化進(jìn)行監(jiān)控，便于及時(shí)維修或更換。
4.由于大電流泄放管是利用空氣間隙對雷電流進(jìn)行泄放，因而不會出現(xiàn)短路、續(xù)流，因而使用壽命長。
5.適用面廣，不僅可適用不用環(huán)境的設(shè)計(jì)安裝，也適用不同電源系統(tǒng)的使用。
權(quán)利要求1.一種復(fù)合式大負(fù)載大通流電源避雷器，包括箱體(22)，由電子元器件組成的第一、二級避雷保護(hù)電路(1、3)、濾波電路(4)、狀態(tài)指示電路(5)、過流保護(hù)電路(8)以及信號采集、處理和計(jì)數(shù)顯示電路(9)，其特征在于第一、二級避雷保護(hù)電路(1、3)由去耦電感構(gòu)成的隔離電路(2)串聯(lián)連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)合式大負(fù)載大通流電源避雷器，其特征在于由電子元器件組成的第一、二級避雷保護(hù)電路(1、3)、隔離電路(2)、濾波電路(4)、狀態(tài)指示電路(5)、過流保護(hù)電路(8)以及信號采集、處理和計(jì)數(shù)顯示電路(9)均一起裝配在同一箱體(22)中。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的復(fù)合式大負(fù)載大通流電源避雷器，其特征在于去耦電感由外殼(11)、空心繞制于骨架(12)并由絕緣灌封材料(13)固定的漆包線(14)構(gòu)成。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的復(fù)合式大負(fù)載大通流電源避雷器，其特征在于第一級避雷保護(hù)電路(1)或由至少五只并聯(lián)的壓敏電阻或由大電流泄放管或由壓敏電阻串聯(lián)氣體放電管構(gòu)成。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的復(fù)合式大負(fù)載大通流電源避雷器，其特征在于第一級避雷保護(hù)電路(1)或由至少五只并聯(lián)的壓敏電阻或由大電流泄放管或由壓敏電阻串聯(lián)氣體放電管構(gòu)成。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的復(fù)合式大負(fù)載大通流電源避雷器，其特征在于大電流泄放管是由放電極(15、19)、緊固螺母(16)、管蓋(17)以及絕緣管座(18)構(gòu)成，管蓋(17)與絕緣管座(8)的截面形狀均呈凹形，中部對應(yīng)開有螺紋通孔，管蓋(17)凹面向下并通過下部外環(huán)壁上的螺紋與絕緣管座(18)凹面內(nèi)環(huán)壁上的螺紋匹配相連，形成管腔；放電極(15、19)的截面形狀呈“T”形，分別安裝在管蓋(17)、絕緣管座(18)中部的螺紋通孔中，使放電極桿頭均位于管蓋(17)與絕緣管座(18)形成的管腔內(nèi)且相互之間留有間隙；緊固螺母(16)套于管蓋外的放電極(15)上。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的復(fù)合式大負(fù)載大通流電源避雷器，其特征在于大電流泄放管是由放電極(15、19)、緊固螺母(16)、管蓋(17)以及絕緣管座(18)構(gòu)成，管蓋(17)與絕緣管座(8)的截面形狀均呈凹形，中部對應(yīng)開有螺紋通孔，管蓋(17)凹面向下并通過下部外環(huán)壁上的螺紋與絕緣管座(18)凹面內(nèi)環(huán)壁上的螺紋匹配相連，形成管腔；放電極(15、19)的截面形狀呈“T”形，分別安裝在管蓋(17)、絕緣管座(18)中部的螺紋通孔中，使放電極桿頭均位于管蓋(17)與絕緣管座(18)形成的管腔內(nèi)且相互之間留有間隙；緊固螺母(16)套于管蓋外的放電極(15)上。
8.根據(jù)權(quán)利要求1或2或5或6或7所述的復(fù)合式大負(fù)載大通流電源避雷器，其特征在于過流保護(hù)電路(8)與第二級避雷保護(hù)電路(3)之間還串接有熱脫扣保護(hù)電路(6)。
9.根據(jù)權(quán)利要求3所述的復(fù)合式大負(fù)載大通流電源避雷器，其特征在于過流保護(hù)電路(8)與第二級避雷保護(hù)電路(3)之間還串接有熱脫扣保護(hù)電路(6)。
10.根據(jù)權(quán)利要求4所述的復(fù)合式大負(fù)載大通流電源避雷器，其特征在于在過流保護(hù)電路(8)與第二級避雷保護(hù)電路(3)之間還串接有熱脫扣保護(hù)電路(6)。
專利摘要本實(shí)用新型公開的復(fù)合式大負(fù)載大通流電源避雷器,包括箱體,由電子元器件組成的第一、二級避雷保護(hù)電路、濾波電路、狀態(tài)指示電路、過流保護(hù)電路以及信號采集、處理和計(jì)數(shù)顯示電路,其特征是第一、二級避雷保護(hù)電路由去耦電感構(gòu)成的隔離電路串聯(lián)連接。本實(shí)用新型具有泄放電流大,在100KA的雷電流沖擊下不會損壞,限制電壓低,避雷效果好,不受安裝環(huán)境大小限制,使用壽命長,適用范圍廣等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號H02H9/04GK2481036SQ0120614
公開日2002年3月6日 申請日期2001年5月8日 優(yōu)先權(quán)日2001年5月8日
發(fā)明者王德言 申請人:四川省中光高技術(shù)研究所