专利名称：免接地单相电源防雷模块及其防雷方法
技术领域：
本发明涉及一种防雷模块及其防雷方法，特别涉及一种免接地单相电源防雷模块及其防雷方法，无需安装专用防雷接地网也能达到良好的防雷效果，特别适用于防雷接地网施工条件不具备的单相电源供电的场所。
背景技术：
目前防雷市场上所使用的传统型电源防雷器，对接地有明确的要求，必须要设置防雷地网才能起到良好的防雷效果。少数同类型无需接地的电源防雷器，其结构为金属箱体结构，体积较大，由于目前通信运营商针对小区家庭用户所采用的FTTB技术，其设备均安装在小区单元的楼道机箱内，箱体内空间很小，无法满足目前同类型的无需接地电源防
雷器的安装空间；且同类型的无需接地电源防雷器成本很高，通常每台的价格在千元左右，通信运营商无法承受。如使用目前防雷市场上的传统型电源防雷器，则须对楼道机箱设置防雷地网，但由于受到现场安装环境的影响，对楼道机箱设置防雷地网，需要在机箱安装现场开挖地沟来埋设防雷接地体，经常需要破水泥路面，通常会遭到小区业主的阻拦，且大部分场合都不具备防雷地网施工条件，即便是可以开挖，按照防雷相关标准，地网电阻需要做到10Ω以下，受周边环境限制以及土壤电阻率等因素影响，地网阻值很难达到规范要求，或需要付出极高成本才能做到< 10 Ω。
发明内容
本发明的目的在于提供一种具有多级等电位均压、退藕和稳压的免接地单相电源防雷模块，同时提供一种防雷模块的防雷方法，使电源线路上感应的雷电流无法通过防雷模块损坏电气电子设备，从而实现了防雷模块安装无需专用防雷接地网，也能达到良好的防雷效果。本发明解决的技术问题是采用以下技术方案来实现
一种免接地单相电源防雷模块，包括外壳、故障指示窗口、接线柱和安装于外壳内的防雷功能性组件，所述防雷功能性组件包括并联在电源的输入端的一级防雷器，并联在电源的输出端的二级防雷器，并联在电源的输出端并置于二级防雷器后面的稳压器，串接在一级防雷器和二级防雷器之间的退藕电感器；所述防雷功能性组件还设置有防雷器失效热脱扣保护装置。上述技术方案可优选地，所述一级防雷器具有B级防雷能力，由大通流容量压敏电阻MOV组成；所述二级防雷器具有C级防雷能力，由通流容量相对较小的压敏电阻MOV组成。上述技术方案可优选地，所述稳压器由瞬态抑制二极管组成，其断流电压为电源线路的最大持续工作电压，对过电压具有响应速度快、精确箝位的特点。上述技术方案可优选地，所述退藕电感器的额定功率> 1000W，具有很好的通低频阻高频特性，能阻止雷电流流向设备端。
上述免接地单相电源防雷模块的防雷方法是当用电设备的电源线路进线端出现雷击浪涌过电压时，所述一级防雷器由高阻状态迅速转变为低阻状态，雷电流从一级防雷器通过，实现电源线之间的等电位均压，同时所述退藕电感器阻止雷电流流向设备端；当有残余雷电流进入模块输出端时，所述二级防雷器由高阻状态迅速转变为低阻状态，残余雷电流从二级防雷器通过，再次实现电源线之间的等电位均压；最后由所述稳压器将通过二级防雷器的雷电流的残余电压进行吸收稳压，使得输出残压降至设备能承受的耐压水平之内。本 发明免接地单相电源防雷模块的有益效果在于
I.采用等电位均压、退耦和稳压的设计原理，从而实现了防雷模块安装时，无需专用防雷接地网，也能达到良好的防雷效果，并大大降低用户的防雷成本，解决用户资金问题。2.防雷模块设置具有防雷器(MOV)失效热脱扣保护装置和故障指示窗口，大大提高防雷器的安全性。3.米用35mm标准导轨安装，尺寸小,可安装在电子电气设备内，解决电子电气设备生产厂家配套的问题。4.采用模块化结构，使得防雷器的安装实现标准化，维护方便。
图I为本发明免接地单相电源防雷模块的外观示意 图2为本发明免接地单相电源防雷模块的电气原理图。
具体实施例方式为了使本发明所使用的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。如图I和图2所示的免接地单相电源防雷模块，包括外壳I和安装在其内部的防雷器2，防雷器2将多级等电位均压、退耦和稳压组件集成在一个外壳I内，外壳I具有非常小的尺寸90 X 36 X 65mm，35mm标准导轨安装，与国际标准尺寸通用。免接地单相电源防雷模块串接在被保护设备前端的电源线路上。如图2所示，防雷器2包括并联在电源的输入端的一级防雷器(M0V)21、串接在一级防雷器(M0V)21和二级防雷器(M0V)23之间的退藕电感器22、并联在电源的输出端的二级防雷器(MOV) 23和并联在电源的输出端并置于二级防雷器(MOV)后面的稳压器24，为确保防雷模块的安全及可靠性，一级防雷器(MOV) 21包括防雷器(MOV)失效热脱扣保护装置211，二级防雷器(MOV) 23包括防雷器(MOV)失效热脱扣保护装置231，退藕电感器22输入端与一级防雷器(M0V)21并联后接至电源线路的进线端，退耦电感器22输出端与二级防雷器(MOV) 23和稳压器24并联后接至被保护设备的电源端。一级防雷模器(MOV)由大通流容量压敏电阻组成，具有B级防雷能力；二级防雷模器(MOV)由通流容量相对较小的压敏电阻组成，具有C级防雷能力；稳压器由瞬态抑制二极管组成，对过电压具有响应速度快、精确箝位的特点，其断流电压为电源线路的最大持续工作电压；退藕电感器具有很好的通低频阻高频特性，能阻止雷电流流响设备端，其额定功率> IOOOff0本发明免接地单相电源防雷模块的防雷方法是采用压敏电阻和瞬态抑制二极管作均压元件的限压型防雷模块，在正常工频电压下，防雷器呈现高阻状态，不影响设备正常工作，当雷击电压侵入时，压敏电阻和瞬态抑制二极管能在纳秒级的时间内变成低电阻状态，从而将供电线路上的雷击浪涌过电压控制在用电设备能承受的范围内。一级防雷器21的标称通流容量按B级防雷要求设计，二级防雷器23的标称通流容量按C级防雷要求设计，为了减少进入整个防雷模块输出的残压，使该免接地单相电源防雷模块内各功能性防雷组件达到最佳配合，在一级防雷器和二级防雷器23、稳压器24之间串联有退藕电感器22，退藕电感器22对高频脉冲电流有很大的阻碍作用，即阻高频，而对低频电流不呈阻碍作用，即通低频，供电线路上的电源频率为交流50HZ，属于低频，能够顺利通过，雷击过电压属于高频，不能通过。防雷模块设计就是利用防雷模块内压敏电阻和瞬态抑制二极管非常好的非线性特点和退藕电感器通低频阻高频的特点，将它们有机地结合起来，使得大部分雷击浪涌过电压被一级防雷器(MOV) 21吸收，从而达到非常完善的防止雷击浪涌电压对用电设备损害的效果。
如图2所示，当用电设备的电源线路进线端出现雷击浪涌过电压时，首先一级防雷器(MOV) 21动作，由高阻状态迅速转变为低阻状态，将雷击浪涌过电压限制在几千伏以内，雷电流从一级防雷器(MOV)通过实现电源线路之间的等电位均压，同时利用退藕电感器22高感抗特性进一步将脉冲电流的电压幅值降低，只有很小一部分雷击浪涌过电压通过退藕电感器22，这时二级防雷器(MOV) 23开始动作，由高阻状态迅速转变为低阻状态，残余雷电流从二级防雷器(MOV)通过再次实现电源线路之间的等电位均压，最后由稳压器(瞬态抑制二极管)将通过二级防雷器(MOV)的雷电流的残余电压进行吸收稳压，进一步降低线路之间的电压(达到500伏以下，远低于用电设备所能承受的1500V的耐压水平)，从而保护用电设备。所以该防雷模块无需专业防雷地网就能起到比较好的防雷效果。以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实例的限制，上述实例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。
权利要求
1.一种免接地单相电源防雷模块，包括外壳、故障指示窗口、接线柱和安装于外壳内的防雷功能性组件，其特征在于所述防雷功能性组件包括并联在电源的输入端的一级防雷器，并联在电源的输出端的二级防雷器，并联在电源的输出端并置于二级防雷器后面的稳压器，串接在一级防雷器和二级防雷器之间的退藕电感器；所述防雷功能性组件还设置有防雷器失效热脱扣保护装置。
2.根据权利要求I所述的免接地单相电源防雷模块，其特征在于所述一级防雷器具有B级防雷能力，由大通流容量压敏电阻MOV组成；所述二级防雷器具有C级防雷能力，由通流容量相对较小的压敏电阻MOV组成。
3.根据权利要求I所述的免接地单相电源防雷模块，其特征在于所述稳压器由瞬态抑制二极管组成，其断流电压为电源线路的最大持续工作电压。
4.根据权利要求I所述的免接地单相电源防雷模块，其特征在于所述退藕电感器的额定功率> IOOOffo
5.一种如权利要求1-4所述免接地单相电源防雷模块的防雷方法，其特征在于当用电设备的电源线路进线端出现雷击浪涌过电压时，所述一级防雷器由高阻状态迅速转变为低阻状态，雷电流从一级防雷器通过，实现电源线之间的等电位均压，同时所述退藕电感器阻止雷电流流向设备端；当有残余雷电流进入模块输出端时，所述二级防雷器由高阻状态迅速转变为低阻状态，残余雷电流从二级防雷器通过，再次实现电源线之间的等电位均压；最后由所述稳压器将通过二级防雷器的雷电流的残余电压进行吸收稳压，使得输出残压降至设备能承受的耐压水平之内。
全文摘要
本发明公开了一种具有多级等电位均压、退藕和稳压的免接地单相电源防雷模块及其防雷方法。免接地单相电源防雷模块主要包括安装于外壳内的防雷功能性组件，防雷功能性组件包括一级防雷器、退藕电感器、二级防雷器、稳压器。防雷方法为当用电设备的电源线路进线端出现雷击浪涌过电压时，一级防雷器由高阻状态迅速转变为低阻状态，同时退藕电感器阻止雷电流流向设备端；当有残余雷电流进入模块输出端时，二级防雷器由高阻状态迅速转变为低阻状态,残余雷电流从二级防雷器通过；最后由稳压器将残余过电压进行吸收稳压，使得输出残压降至设备能承受的耐压水平之内。本发明使用方便，无需专业防雷地网就能起到比较好的防雷效果。
文档编号H02H9/04GK102891481SQ201210354109
公开日2013年1月23日 申请日期2012年9月21日 优先权日2012年9月21日
发明者曾光, 曾学敏, 洪铁民, 洪文, 周超军, 洪建新 申请人:长沙飞波通信技术有限公司