成的η条并联回路上。分别为(为了叙述方便，以下使用“ + ”代表串联)
[0041]1GAP1+M0V1 (压敏电阻 I)
[0042]2GAP1+GAP2+C1
[0043]3GAP1+GAP2+GAP3+M0V2
[0044]......
[0045](N-2) GAP1+GAP2+GAP3+...+GAPn-2+MOVk
[0046](N-1) GAP1+GAP2+GAP3+…+GAPn-1+Cm
[0047](N) GAP1+GAP2+GAP3+…+GAPn-l+GAPn
[0048]显然，最容易导通的回路是第(I)条回路，即GAP1+M0V1回路。正常情况下，即电源系统电压为120VAC，50/60Hz，考虑到本实用新型的间隙距离的下限为0.10mm，间隙为平板间隙，经验和测试数据表明0.1mm的平板间隙击穿电压为300VDC，相当于210VAC。再串上M0V1，120VAC电压不会使其导通。当系统出现各种形式的过电压时，需要经历以下物理过程。
[0049]1、电压首先使间隙GAP1+M0V1导通，导通后间隙GAPl相当于短路，而MOVl暂时承受所有过电压。
[0050]2、所有电压施加在MOVl和第(2)条回路GAP1+GAP2+C1上，GAP2与Cl共同承担电压，由于Cl的电容远远大于GAP2的电容，根据电容分压原理，大部分电压施加在GAP2上，当GAP2承受的电压超过其击穿电压时，GAP2导通，GAP2短路。
[0051 ] 3、所有电压施加在GAP3+M0V2和其余N-3条回路上，最容易导通的为第三条回路，即GAP1+GAP2+GAP3+M0V2，接下来重复I和2描述的物理过程，如此重复，形成链式放电，直到第N条回路，也就是串联的N个间隙导通。
[0052]主要能量(超过99%的能量)由间隙通路即第N条回路泄放，整个过程，防雷装置两端的残压最高的时刻为第(I)条回路导通，而第二条回路尚未导通的时刻，一般低于2000V，精心设计可以降低到1500V以内。间隙放电有分散性，容易导致震荡现象，即使间隙放电时，由于震荡的存在，间隙两端的电压可能瞬间超过施加在其两端的过电压，这个瞬间的电压对接在防雷电路后面的用电设备可能是致命的，这也是间隙型防雷电路的一个劣势。为了消除间隙放电的振荡现象，在一个或多个MOV与间隙放电的回路下面，使用电容，一方面与间隙形成电容分压器，促使主间隙导通，另一方面消除振荡现象，以使防雷电路达到更好的保护效果。
[0053]在具体实施例中，如图2所示，压敏电阻和电容交替与间隙间的节点连接，压敏电阻和电容的数量相等，间隙的数量等于3，压敏电阻和电容的数量等于I。
[0054]在另一些实施例中，电源系统的电压为220VAC，50/60Hz，间隙的间隙距离大于0.1mnin
[0055]通过上面的分析，我们知道，单个间隙的击穿电压大约为几百伏特，而我们选用的MOV只需要使两端的残压大于间隙击穿电压，间隙就会导通，MOV的使命便完成了，MOV要到达几百伏特的残压很容易实现，以静态参数Vdc (压敏电阻的一个重要参数，描述为使压敏电阻通过ImA直流电流时的电压)为600V的压敏电阻为例，只需要通过毫安(mA)级别的电流时，残压就会是600V以上，这个电压已经足以使0.2mm间距的平板间隙导通，我们知道，压敏电阻的瞬间能量耐受可以是数千安(kA)的电流，实例中我们选用瞬间耐受IkA以上8/20 μ s (IE C61643-ll:2011规定的用于防雷器测试的电流波形)电流冲击的压敏电阻来实施辅助点火，同时使用电容消除振荡，以实现控制能量和吸收电压振荡尖峰的目的。即使用了压敏电阻的残压触发和电容的分压触发和滤波特性，最终使主间隙导通泄放主要能量，同时优先控制触发能量和保证了防雷电路的较好的残压水平。
[0056]为了说明工作原理，我们在上面花了很大的篇幅来介绍原理技术，实质上，这一系列物理过程是在极短的时间完成，不超过200ns，从示波器上看，10ns内，第N条回路，纯间隙回路也就是主泄放回路就已经击穿导通了。
[0057]在图1中示出的例子中，压敏电阻和电容交替与间隙间的节点连接。在图3所示的实施例中，也可以是多个压敏电阻和单个电容交替与该N-1节点对应连接。在图4所示的实施例中，也可以是多个压敏电阻和多个电容交替与该N-1节点对应连接。在具体实施例中，间隙的数量为4个，可以2个压敏电阻的一端先与间隙间的第一和第二个节点分别连接，接着I个电容的一端与剩下的节点连接。压敏电阻和电容的另一端与第二电力系统连接端连接。在某些实施例中，间隙的数量也可以是12个，可以是多个压敏电阻和单个电容交替与11个节点对应连接，也可以是多个压敏电阻和多个电容交替与11个节点对应连接。
[0058]采用本实用新型提供的链式放电防雷电路，可以将防雷器残压控制到2000V以内，通过精心设计可以达到1500V的低残压水平，更有效的保护用电设备。另外，该链式放电防雷电路可主动控制能量，通过调节间隙距离和压敏电阻导通电压，可以达到控制通过压敏电阻的能量(表现形式为电流)，只要使间隙导通前，防雷器声称最大通流情况下，通过压敏电阻的能量小于压敏电阻本身能耐受的能量，就可以实现触发点火支路的能量控制，保证用于点火的压敏电阻不会损坏。从而实现既能保证防雷器耐受较大能量的冲击，又不损坏用于辅助点火的压敏电阻。
[0059]以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换或改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
【主权项】
1.一种链式放电防雷电路，其特征在于，包括: 第一电力系统连接端，与电力系统的L线或N线连接； 第二电力系统连接端，与电力系统的N线或PE连接； N个间隙，该N个间隙串联设置，串联的间隙具有位于首端的首端电极，位于末端的末端电极，每两个相邻的间隙形成一个节点，N个串联的间隙形成N-1个节点，位于首端的首端电极与该第一电力系统连接端连接，位于末端的末端电极与该第二电力系统连接端连接； K个压敏电阻； M个电容； 其中，K个压敏电阻的第一连接端和M个电容的第一连接端与节点一一连接，K个压敏电阻的第二连接端和M个电容的第二连接端与该第二电力系统连接端连接，M+K = N-1, N为自然数，且N彡3，M彡I以及K彡I。2.如权利要求1所述的链式放电防雷电路，其特征在于: 从串联的间隙的首端到末端的方向， 单个压敏电阻和单个电容交替与该N-1节点对应连接； 多个压敏电阻和单个电容交替与该N-1节点对应连接；或 多个压敏电阻和多个电容交替与该N-1节点对应连接。3.如权利要求1所述的链式放电防雷电路，其特征在于M= K。4.如权利要求1所述的链式放电防雷电路，其特征在于N=12或N = 4。5.如权利要求1所述的链式放电防雷电路，其特征在于单个间隙的间隙距离在0.1mm到Imm之间。6.如权利要求1所述的链式放电防雷电路，其特征在于每个间隙的间隙距离为0.2mm，0.25mm,0.3mm,0.4mm 或 0.5mm。7.如权利要求1所述的链式放电防雷电路，其特征在于:每两个间隙的间隙距离相同或不同。8.如权利要求1所述的链式放电防雷电路，其特征在于:该压敏电阻的压敏电压的范围是 300V-1800V。9.如权利要求1所述的链式放电防雷电路，其特征在于:该压敏电阻的压敏电压为360V，620V，780V，910V，1000V，1100V，1200V，1500V 或 1800V。10.如权利要求1所述的链式放电防雷电路，其特征在于:每两个压敏电阻的压敏电压相同或不同。11.如权利要求1所述的链式放电防雷电路，其特征在于:该M个电容的电容值的范围是33pF到100nF，该M个电容的耐压值大于等于lkV。12.如权利要求1所述的链式放电防雷电路，其特征在于:单个电容的电容值是120pF，470pF，560pF，100pf 或 1nF，耐压值是 IkV，2kV，3kV，4kV，5kV 或 1kv0
【专利摘要】本实用新型提供了一种链式放电防雷电路，其特征在于，包括：第一电力系统连接端，与电力系统的L线或N线连接；第二电力系统连接端，与电力系统的N线或PE连接；N个间隙，该N个间隙串联设置，串联的间隙具有位于首端的首端电极，位于末端的末端电极，每两个相邻的间隙形成一个节点，N个串联的间隙形成N-1个节点，位于首端的首端电极与该第一电力系统连接端连接，位于末端的末端电极与该第二电力系统连接端连接；K个压敏电阻；M个电容；其中，K个压敏电阻的第一连接端和M个电容的第一连接端与节点一一连接，K个压敏电阻的第二连接端和M个电容的第二连接端与该第二电力系统连接端连接，M+K＝N-1，N为自然数，且N≥3，M≥1以及K≥1。
【IPC分类】H02H9/04
【公开号】CN204835521
【申请号】CN201520346905
【发明人】石兵雨
【申请人】深圳普泰电气有限公司
【公开日】2015年12月2日
【申请日】2015年5月26日