一种高频谐振滤波防雷电路及装置的制作方法

本实用新型涉及防雷领域，特别涉及一种高频谐振滤波防雷电路及装置。

背景技术：

现有技术防雷是低压时呈现高阻开路状态，高压时呈现低阻短路状态的特性，是一种非线性器件并联在线路中来实现雷电流转移的防护方式。当雷电入侵系统时，非线性器件纳秒级启动，对线路提供泄流通道，将雷电流泄入地网。

现有技术为了更好的对设备进行保护，采用多级防护措施，对雷电实现多路径泄放，降低线路或设备对地残压降，同时降低对设备的耐受压降。由于是以雷电流泄流转移的方式防雷，这对线路上防雷器的引线长度、接地线长度、地网的接地电阻大小、防雷器级间配合因素的影响，使现有技术的雷电防护效果差，设备易被雷击损坏。

现有技术采用联合接地系统，防雷地、工作直流地，设备机壳保护地、馈线信号屏蔽接地经联合接地铜排连接或者均压环连接来实现等电位连接。由于在工程施工、各接地线连接及环境因素的影响，实现等电位连接是不可能的，同样存在电位差。当雷电直接击中建筑物，雷电的不到50%的能量将会从引下线等外部避雷设施泄放到大地，其中接近40%的能量将通过建筑物的供电系统分流，其中5%左右的能量通过建筑物的通信网络线缆分流，其余的雷击能量通建筑物的其他金属管道、缆线分流。由于其部分雷电能量进入电源线路、信号线路、设备接地系统严重影响设备安全。

根据雷电的特性分析，雷电频率达到1MHz时，各雷电脉冲能量集中了99%以上。以8/20us脉冲波形为例，在100KHZ集中能量73.37%，在183KHZ集中能量90%，在1MHZ集中能量99.87%，根据雷电频率特性，现有技术对地网接地电阻值的大小依赖大，导致对连接导线的长度要求变高。

因而现有技术还有待改进和提高。

技术实现要素：

鉴于上述现有技术的不足之处，本实用新型的目的在于提供一种高频谐振滤波防雷电路及装置，通过高频谐振滤波模块提高线路阻抗并进行雷电滤波处理，有效抑制了雷电波传导，并通过一级防雷模块泄入防雷地，后端通过二级防雷模块限制、降低残压，保护后端设备。

为了达到上述目的，本实用新型采取了以下技术方案：

一种高频谐振滤波防雷电路，其与防雷端线路和设备端线路连接，所述高频谐振滤波防雷电路包括高频谐振滤波模块、第一防雷模块和第二防雷模块，所述高频谐振滤波模块连接所述第一防雷模块和第二防雷模块，用于当雷电高频信号进入防雷端线路时提高线路阻抗并进行雷电滤波处理；所述第一防雷模块还与防雷端线路连接，用于将雷电流泄放至防雷地；所述第二防雷模块还与设备端线路连接，用于限制设备端线路的残压低于设备耐压值。

所述高频谐振滤波防雷电路中，所述高频谐振滤波模块包括用于在雷电高频信号进入防雷端线路时提高线路阻抗的高频谐振单元以及用于滤除雷电波的滤波单元；所述高频谐振单元连接所述第一防雷模块、第二防雷模块和滤波单元，所述滤波单元连接防雷地。

所述高频谐振滤波防雷电路中，所述高频谐振单元包括主电感线圈、第一辅助电感线圈、第二辅助电感线圈和第一电容；所述主电感线圈的一端连接第一防雷模块和第一辅助电感线圈的一端，所述主电感线圈的另一端连接第二防雷模块和第二辅助电感线圈的一端，所述第一辅助电感线圈的另一端连接第一电容的一端和滤波单元，第一电容的另一端连接第二辅助电感线圈的另一端和滤波单元。

所述高频谐振滤波防雷电路中，所述滤波单元包括第二电容和第三电容；所述第二电容的一端连接第一辅助电感线圈的另一端和第一电容的一端，所述第二电容的另一端连接防雷地；所述第三电容的一端连接第二辅助电感线圈的另一端和第一电容的另一端。

所述高频谐振滤波防雷电路中，所述第一防雷模块包括第一防雷器，所述第一防雷器的一端接防雷端线路和主电感线圈的一端，所述第一防雷器的另一端接防雷地。

所述高频谐振滤波防雷电路中，所述第二防雷模块包括第二防雷器，所述第二防雷器的一端接设备端线路和主电感线圈的另一端，所述第二防雷器的另一端接防雷地。

所述高频谐振滤波防雷电路中，所述第一防雷器和第二防雷器均为防雷压敏电阻。

一种高频谐振滤波装置，包括外壳，所述外壳内设置有PCB板，所述PCB板上设置有如上所述的高频滤波防雷电路。

相较于现有技术，本实用新型提供的高频谐振滤波防雷电路及装置中，所述高频谐振滤波防雷电路包括高频谐振滤波模块、第一防雷模块和第二防雷模块，所述高频谐振滤波模块连接所述第一防雷模块和第二防雷模块，用于当雷电高频信号进入防雷端线路时提高线路阻抗并进行雷电滤波处理；所述第一防雷模块还与防雷端线路连接，用于将雷电流泄放至防雷地；所述第二防雷模块还与设备端线路连接，用于限制设备端线路的残压低于设备耐压值，通过高频谐振滤波模块提高线路阻抗并进行雷电滤波处理，使线路阻抗大于地网电阻值，从而使电路不再依赖地网电阻值，有效抑制了雷电波传导，将雷电流从一级防雷模块泄入地网，并通过二级防雷模块限制、降低残压，保护后端设备。

附图说明

图1为本实用新型提供的高频谐振滤波电路的结构框图；

图2为本实用新型提供的高频谐振滤波电路的电路图。

具体实施方式

本实用新型提供一种高频谐振滤波电路及装置，能有效提升线路阻抗，使防雷电路不再依赖地网电阻值大小，且有效抑制了雷电波传导，并将雷电流从一级防雷模块泄入地网，再通过滤波处理将剩余雷电波滤除，并通过二级防雷模块限制、降低残压，保护后端设备。

为使本实用新型的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本实用新型进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

请参照图1，本实用新型提供的高频谐振滤波电路与防雷端线路和设备端线路连接，所述高频谐振滤波防雷电路包括高频谐振滤波模块20、第一防雷模块10和第二防雷模块30，所述高频谐振滤波模块20连接所述第一防雷模块和10第二防雷模块30，用于当雷电高频信号进入防雷端线路时提高线路阻抗并进行雷电滤波处理；所述第一防雷模块10还与防雷端线路连接，用于将雷电流泄放至防雷地；所述第二防雷模块30还与设备端线路连接，用于限制设备端线路的残压低于设备耐压值。

具体实施时，当雷电进入防雷端线路时，所述高频谐振滤波模块20在高频谐振作用下，形成高阻抗状态，从而提高线路阻抗，使得线路阻抗大于地网接地电阻值，雷电波被抑制在线路外，致使雷电波从第一防雷模块10泄入防雷地，之后，再通过高频谐振模块20将残余的雷电波滤除，并通过第二防雷模块30对雷电波残压进行限制、降低，使所述残压低于设备耐压值，从而保护设备不被破坏，形成多级防护，不仅使雷电流得到有效转移、散流、线路雷电流得到阻断、隔离，而且达到了防雷电路不依赖地网电阻值大小，减短连接导线长度的效果。

请参照图2，所述高频谐振滤波模块20包括用于在雷电高频信号进入防雷端线路时提高线路阻抗的高频谐振单元201以及用于滤除雷电波的滤波单元202；所述高频谐振单元201连接所述第一防雷模块10、第二防雷模块30和滤波单元202，所述滤波单元202连接防雷地。通过所述高频谐振单元201在雷电波进入防雷线路时，产生高频作用，形成高阻抗状态，从而提高线路阻抗，有效抑制了雷电波进入线路，并通过滤波单元进一步将残余雷电波滤除；优选地，在本实施例中，所述高频作用的频率范围在100KHz~1MHz之间。

所述高频谐振单元201包括主电感线圈L1、第一辅助电感线圈L2、第二辅助电感线圈L3和第一电容C1；所述主电感线圈L1的一端连接第一防雷模块10和第一辅助电感线圈L2的一端，所述主电感线圈L1的另一端连接第二防雷模块30和第二辅助电感线圈L3的一端，所述第一辅助电感线圈L2的另一端连接第一电容C1的一端和滤波单元202，第一电容C1的另一端连接第二辅助电感线圈L3的另一端和滤波单元202。通过主电感线圈L1、第一辅助电感线圈L2、第二辅助电感线圈L3和第一电容C1组成一个高频谐振电路，产生高频谐振，提高线路阻抗，使线路阻抗大于地网电阻值，从而抑制雷电进入线路；所述辅助线圈用于保护第一电容不被击穿。

所述滤波单元202包括第二电容C2和第三电容C3；所述第二电容C2的一端连接第一辅助电感线圈L2的另一端和第一电容C1的一端，所述第二电容C2的另一端连接防雷地；所述第三电容C3的一端连接第二辅助电感线圈L3的另一端和第一电容C1的另一端。通过将第二电容C2和第三电容C3将辅助电感线圈传来的残余雷电波滤除，从而大部分雷电泄出线路，提升防雷效果。

所述第一防雷模块10包括第一防雷器RV1，所述第一防雷器RV1的一端接防雷端线路和主电感线圈L1的一端，所述第一防雷器RV1的另一端接防雷地，通过在高频谐振滤波模块20前设置第一防雷器RV1，当雷电进入线路时，由于线路产生高阻抗，线路端阻抗高于地网接地阻值，因此防雷端的第一防雷器RV1成为雷电流的唯一泄流路径，大部分雷电流由此泄入防雷地；所述第二防雷模块30包括第二防雷器RV2，所述第二防雷器RV2的一端接设备端线路和主电感线圈L1的另一端，所述第二防雷器RV2的另一端接防雷地，通过在设备端设置第二防雷器RV2，在高频谐振滤波模块20滤波后，所述第二防雷器RV2限制、降低残压，将所述残压限制在设备耐压值以下，从而保护设备不被损坏；优选地，在本实施例中，所述第一防雷器RV1和第二防雷器RV2均为防雷压敏电阻。

基于上述高频谐振滤波电路，本实用新型还相应提供一种高频谐振滤波装置，其包括外壳，所述外壳内设置有PCB板，所述PCB板上设置有如上所述的高频滤波防雷电路，由于上文已对所述高频谐振滤波电路进行了详细描述，此处不作详述。

综上所述，本实用新型提供的高频谐振滤波防雷电路及装置中，所述高频谐振滤波防雷电路包括高频谐振滤波模块、第一防雷模块和第二防雷模块，所述高频谐振滤波模块连接所述第一防雷模块和第二防雷模块，用于当雷电高频信号进入防雷端线路时提高线路阻抗并进行雷电滤波处理；所述第一防雷模块还与防雷端线路连接，用于将雷电流泄放至防雷地；所述第二防雷模块还与设备端线路连接，用于限制设备端线路的残压低于设备耐压值，通过高频谐振滤波模块提高线路阻抗并进行雷电滤波处理，使线路阻抗大于地网电阻值，从而使电路不再依赖地网电阻值，有效抑制了雷电波传导，将雷电流从一级防雷模块泄入地网，并通过二级防雷模块限制、降低残压，保护后端设备。

可以理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据本实用新型的技术方案及其实用新型构思加以等同替换或改变，而所有这些改变或替换都应属于本实用新型所附的权利要求的保护范围。