一种防雷器、防雷组合及防雷柜的制作方法
【专利摘要】一种防雷器、防雷组合、防雷柜及其运用在轨道电路的防护方法，防雷器结构为非线性元件（101）并联于隔离变压器（102）的初级或次级；或者非线性元件（101）分别并联于隔离变压器（102）初级和次级，隔离变压器（102）初级线圈的两个引线作为防雷器的两输入端，隔离变压器（102）次级线圈的两个引线作为防雷器的两输出端，隔离变压器铁芯及屏蔽壳作为防雷器的地线端，其采用隔离变压器作为主要防雷器件，结构简单，防雷效果好，克服了现有技术的缺点。
【专利说明】一种防雷器、防雷组合及防雷柜
【技术领域】
[0001]本发明公开一种新防雷器、防雷组合及防雷柜；特别是涉及在铁路轨道电路保护用的防雷器、防雷组合、防雷柜。
【背景技术】
[0002]随着科学技术特别是电子技术的发展，电子产品的可靠性、安全性要求越来越高，电子产品的安全防护、特别是电子产品在防止雷击或浪涌方面的防雷器已被广泛使用。现有技术大多使用压敏电阻、气体放电管、气体间隙、瞬态二极管等非线性元件形成防雷电路，对电子设备进行保护，一般情况是，要对一对电源线路或信号电路进行纵横向保护，需要多个上述非线性元件进行纵向和或横向的组合。由于各种非线性元件的特性及残压大小各异，对应一些敏感的电子设备，需要配合使用不同非线性元件组合成多级防护电路，才能起到对电子设备的保护作用，使用的非线性器件多、线路复杂，防雷效果不好。特别是对铁路轨道电路防护，时常有轨道电路设备被雷击损坏的情况发生，对铁路的正常运营造成不良影响。
【发明内容】
[0003]针对现有技术的缺点，本发明提供一种新型防雷器、防雷组合及防雷柜，其采用隔离变压器作为主要防雷器件，结构简单，防雷效果好，克服了现有技术的缺点。
[0004]本发明解决技术问题采用的技术方案是:一种防雷器，该防雷器结构为非线性元件并联于隔离变压器的初级或次级；或者非线性元件分别并联于隔离变压器初级和次级，隔离变压器初级线圈的两个引线作为防雷器的两输入端，隔离变压器次级线圈的两个引线作为防雷器的两输出端，隔离变压器铁芯及次级线圈的屏蔽层作为防雷器的地线端。
[0005]一种采用上述的防雷器的防雷组合，将至少I个如权利要求1至5中任意一所述的防雷器输入端分别连接到进线端子排和防雷器输出端分别连接到出线端子排，防雷器的地线端都接到一个接地端子上。
[0006]一种采用上述的防雷组合的防雷柜，在柜体内配置至少一个如上述的防雷组合，在柜体内设置两线槽，其中一侧线槽用于走进线，另一侧线槽用于走出线；在柜体内还设置有与各防雷组合接地端子相连接的地线。
[0007]本发明解决技术问题采用的技术方案进一步还包括:
所述的隔离变压器次级线圈对地的分布电容是初级线圈对次级线圈的分布电容的50倍以上。
[0008]所述的隔离变压器次级线圈采用三面屏蔽层接地结构。
[0009]所述的隔离变压器的次级与初级的绕制圈数比为1.05-1.15比I。
[0010]所述的非线性元件是压敏电阻或放电管或瞬态二极管或者它们的串联和/或并
联组合。
[0011]将至少I个如权利要求1至5中任意一所述的防雷器安装在安装板上，在安装板上还设置有连接防雷器输入端的进线端子排和连接防雷器的输出端的出线端子排，各个防雷器的输入端分别连接到进线端子排上，各个防雷器的输出端分别连接到出线端子排上；在安装板上设置一个接地端子，防雷器的地线端都接到该接地端子上。
[0012]所述的安装板外侧设有屏蔽壳，所述的非线性元件有一部分突出于屏蔽外壳，所述的进行端子排、出线端子排、接地端子，露出屏蔽外壳。
[0013]所述的防雷器与进线端子排、出线端子排分别设置在安装板的两个面上；或者防雷器与进线端子排、出线端子排设置在安装板的同一个面上，防雷器至进线端子排、出线端子排采用绞线和/或设置屏蔽线槽的方式相连接。
[0014]由于本发明采用非线性元件与隔离变压器并联的方式制成防雷器，其结构简单，特别是本发明的防雷器采用调节隔离变压器初、次级线圈分布电容大小，从而抑制过电压传递到次级线圈的原理，残压低，经实验测试对过电压的抑制能力超过千分之二，具有非常好的防雷效果，能有效的防止轨道电路遭受雷击而损坏。
[0015]本发明的防雷组合，由于将防雷器和被保护线路集中在一个安装板上对被保护设备进行系统防护，特别是对铁路轨道电路设备进行系统性保护，简化防雷电路，更利于防雷集中管理；在安装板上设置进、出线端子，将进、出防雷器的线路分别开来，可以减少进、出线间相互干扰；多个防雷器使用同一个接地点与地网相连接，对减少地线的使用数量和地线对其它线路电磁干扰的影响等方面有积极的效果。
[0016]本发明的防雷柜，由于将众多的防雷器和被保护线路集中在一个柜体内，对被保护设备进行集中、系统性防护，进一步简化防雷电路，大大便于防雷集中管理；特别是在铁路上，对于一些站场轨道电路较多的场合，使用本发明的防雷柜后，可以使整个设备室大为简洁、简化；在柜体内设置进、出用的线槽，对进、出防雷器的信号线路进行隔离，减小信号线路的相互影响；一个柜体内的防雷器使用同一个接地点与地网相连接，对减少地线的使用数量和地线对其它线路电磁干扰的影响等方面有更进一步的积极效果。
[0017]本发明的轨道电路防护方法，由于本发明的防雷器具有非常低的残压，将本发明的防雷器接入轨道电路后，轨道电路设备不容易被雷击坏，保证了设备的可靠性，对保障铁路正常运营有非常重要的积极效果。
[0018]下面将结合附图和【具体实施方式】对本发明做进一步说明。
【专利附图】
【附图说明】
[0019]图1为本发明防雷器原理图，101为非线性元件，102为隔离变压器。
[0020]图2为本发明防雷器的隔离变压器等效电路原理图
图3本发明防雷组合的电路图，图中11为本发明的防雷器，201和202为进线和出线引出端子排。
[0021]图4为本发明防雷组合的结构示意图，11为本发明的防雷器，21为本发明防雷组合整体。
[0022]图5为本发明防雷组合结构示意图另一面，203接地端子，204为安装板。
[0023]图6为防雷组合安装屏蔽壳的外形图。
[0024]图7为防雷组合安装屏蔽壳的另一角度看外形图。
[0025]图8为本发明防雷柜的电路图。[0026]图9为本发明防雷柜的结构示意图，301、301分别表进线和出线线槽，303为地线。【具体实施方式】
[0027]本实施例为本发明优选实施方式，其他凡其原理和基本结构与本实施例相同或近似的，均在本发明保护范围之内。
[0028]如图1所示，本发明实施例有一非线性元件101并联于一个隔离变压器102的初级，隔离变压器102初级线圈的两个引线作为防雷器的输入端，隔离变压器102次级线圈的两个引线作为防雷器的输出端，隔离变压器铁芯及次级线圈的屏蔽作为地线端。如此，用非线性元件和隔离变压组构成一个五端口防雷器，将本发明的防雷器串联接入需要保护的一对线路中，由非线性元件对该线路进行横向保护，用隔离变压器对线路进行纵向保护，可以实现该对线路的纵横向保护。
[0029]本发明的另一实施例为:非线性元件101并联在隔离变压器的次级。
[0030]本发明的另一实施例为:非线性元件101分别并联于隔离变压器102的初级和次级。
[0031]本实施例中，采用的非线性元件101为压敏电阻或放电管或瞬态二极管或者它们的串联和/或并联组合。其中，非线性元件101是压敏电阻，压敏电阻在导通前呈高阻状态，导通后呈低阻状态；在正常情况下，被保护线路上没有过电压，压敏电阻不导通，当被保护设备的线路中出现过电压时，压敏电阻导通并将过电压通过压敏电阻短路掉，从而起到保护设备的作用。非线性元件101也可以是放电管，放电管在导通前呈开路状态，在导通后呈短路状态；在正常情况下，被保护线路上没有过电压，放电管不导通，当被保护设备的线路中出现过电压时，放电管导通并将过电压通过放电管短路掉，从而起到保护设备的作用。非线性元件101还可以是瞬态二极管，瞬态二极管在导通前呈高阻状态，导通后呈低阻状态；在正常情况下，被保护线路上没有过电压，瞬态二极管不导通，当被保护设备的线路中出现过电压时，瞬态二极管导通并将过电压通过瞬态二极管短路掉，从而起到保护设备的作用。
[0032]本发明所述的非线性元件101还可以是压敏电阻与放电管的串联或并联组合；或者放电管与瞬态二极管串联或并联组合；或者是压敏电阻与瞬态二极管的串联或并联组合；或是压敏、放电管、瞬态二极管的串联或并联或混联组合。总之，只要正常工作时呈现高阻或开路状态、遇到过电压呈现低阻或短路状态的器件，都可以替代的作为本发明的非线性元件。
[0033]本实施例中采用的隔离变压器102的次级与初级的绕制圈数比为1.05-1.15比1，优选的为1.08:1。由于隔离变压器接入线路后，对线路信号有衰减作用，适当的调整初级与次级线圈圈数的比例，当次级线圈接上负载后，初级与次级的电压比接近I。依据被保护线路负载的情况，一般将次级与初级线圈的圈数比设定在1.05-1.15:1。
[0034]本实施例中采用的隔离变压器102次级线圈对地的分布电容远远大于初级线圈对次级线圈的分布电容。在绕制初级和次级线圈时，调整两线圈铜线分布，增大次级线圈对地的分布电容，调整初级与次级线圈的距离，减小两线圈的分布电容。此可以使次级线圈对地的分布电容与初级对次级线圈的分布电容差距增加；还可以对次级采用三面屏蔽接地结构的方式，进一步增加次级线圈与地的分布电容而减少初级与次级间的电容。三面屏蔽接地结构是指，次级线圈的最内层和最外层与其中的一个端面层连接在一起后与屏蔽地连接在一起。
[0035]如图2所示，初级线圈对地电压为U1，次级线圈对地电压为U2则:
【权利要求】
1.一种防雷器，其特征在于:所述的防雷器结构为非线性元件(101)并联于隔离变压器(102)的初级或次级；或者非线性元件(101)分别并联于隔离变压器(102)初级和次级，隔离变压器(102)初级线圈的两个引线作为防雷器的两输入端，隔离变压器(102)次级线圈的两个引线作为防雷器的两输出端，隔离变压器铁芯及次级线圈的屏蔽层作为防雷器的地线端。
2.根据权利要求1所述的防雷器，其特征在于:所述的隔离变压器(102)次级线圈对地的分布电容为初级线圈对次级线圈的分布电容的50倍以上。
3.根据权利要求2所述的防雷器，其特征在于:所述的隔离变压器(102)次级线圈采用三面屏蔽层接地结构。
4.根据权利要求1或2或3的防雷器，其特征在于:所述的隔离变压器(102)的次级与初级的绕制圈数比为1.05-1.15比I。
5.根据权利要I或2或3的防雷器，其特征在于:所述的非线性元件(101)是压敏电阻或放电管或瞬态二极管或者它们的串联和/或并联组合。
6.一种采用权利要求1至5中任意一项所述的防雷器的防雷组合，其特征在于:将至少I个如权利要求1至5中任意一所述的防雷器输入端分别连接到进线端子排(201)和防雷器输出端分别连接到出线端子排(202)，防雷器的地线端都接到一个接地端子(203)上。
7.根据权利要求6所述的防雷组合，其特征在于:将至少I个如权利要求1至5中任意一所述的防雷器安装在安装板(204)上，在安装板(204)上还设置有连接防雷器输入端的进线端子排(201)和连接防雷器的输出端的出线端子排(202)，各个防雷器的输入端分别连接到进线端子排(201)上，各个防雷器的输出端分别连接到出线端子排(202)上；在安装板(204)上设置一个接地端子，防雷器的地线端都接到该接地端子上。
8.根据权利要求7所述的防雷组合，其特征在于:所述的安装板(204)外侧设有屏蔽壳，所述的非线性元件(101)有一部分突出于屏蔽外壳，所述的进行端子排(201)、出线端子排(202)、接地端子(203)，露出屏蔽外壳。
9.根据权利要求7或8所述的防雷组合，其特征在于:所述的防雷器与进线端子排(201)、出线端子排(202)分别设置在安装板(204)的两个面上；或者防雷器与进线端子排(201)、出线端子排(202)设置在安装板(204)的同一个面上，防雷器至进线端子排(201)、出线端子排(202)采用绞线和/或设置屏蔽线槽的方式相连接。
10.一种采用如权利要求6或7或8或9所述的防雷组合的防雷柜，其特征在于:在柜体内配置至少一个如权利要求6或7或8或9所述的防雷组合，在柜体内设置两线槽(301、302)，其中一侧线槽用于走进线，另一侧线槽用于走出线；在柜体内还设置有与各防雷组合接地端子相连接的地线(303 )。
【文档编号】H02H7/04GK103474977SQ201310464305
【公开日】2013年12月25日 申请日期:2013年9月30日 优先权日:2013年9月30日
【发明者】张帆, 郭丰明, 张海轩, 王涛, 张学锋, 罗勇, 孙伟义, 郑屹东, 冉煜华, 樊超 申请人:深圳科安达电子科技股份有限公司