专利名称：一种防雷器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种电子电器产品的等电位防雷器。
由于接地式防雷器都必须接地线来泻放雷电电流，而接地线又存在电阻(包括接地线的线电阻R0、雷电冲击下接地线的感抗RL、接地线与大地的接触电阻Rg)，所以此接地线是影响防雷效果的关键之所在。如
图1所示，即使防雷器的接地电阻符合国家防雷接地标准(4欧姆)要求，设从电源进入的雷电脉冲电流为20KA时，流经接地线时所产生的压降为4*20＝80KV；而实际上，A、B的电位等于上述电压与防雷器的限制电压、雷电暂态冲击时的感抗电压(视雷电的上升速度，雷电脉冲上升速度越快，感抗电压越高)之和，此电压可达到100KV以上。此时C点的电位仍为零电位，所以在设备的A、B与C点之间势必造成过电压击穿，从而损坏设备。
即使在安装电源、信号防雷器时，将它们采用如图2所示的共地连接方法，这样可以大大减少A、B与C点之间的电位差；但在安装时，为安装方便，通常将电源防雷器置于电源箱中，信号防雷器置于信号连接口，虽然是共地连接，但它们之间的共地连接线仍比较长，其寄生电感仍可致命。
对于高层建筑屋内的设备防雷和高山发射、接收设备的防雷，由于地处高空，加之山顶土壤干燥，使得接地线路变长；深埋地下的接地线长期受到土壤的侵蚀，都会导致接地电阻不符合要求，防雷效果自然明显降低。
此外，接地式防雷器的安装不够方便，需要安装接地线，需要耗费很大的人力物力，且需要专业知识才能安装，不利于普及。
本实用新型所述的防雷器，由电源防雷电路和信号防雷电路组成，其特征在于电源防雷电路的交流电输入端接市电，输入交流电的相线和零线分别经两组熔断保护、滤波衰减及限流后与防雷器交流输出端连接，在相线和零线的两组熔断保护之间，分别有一组放电箝位电路与防雷器的等电位线相连接，在交流输出端有一压敏电阻从相线接到零线；信号防雷电路的信号输入端经滤波衰减后与信号输出端连接，在滤波衰减处接一组放电箝位电路到防雷器的等电位线；上述的信号输入、输入电线，交流地线与防雷器的等电位线相连接。
本实用新型所述的防雷器效果好，其具有以下优点1)它具备信号和电源同时防雷，即不管雷电从电源窜入还是从信号窜入，防雷器都能将雷电进行等电位处理，使设备各端口的电位相等，它们之间就没有电位差，故设备就不会被过电压击穿损坏；2)产品采用等电位处理技术，对接地没有严格的要求，一般用户都能安装使用；3)具有自动恢复功能，雷击后能自动恢复，无需人工复位，保证设备不间断工作；4)具尽终保护功能，当防雷器完全损坏后它能自动切断电源，确保设备不再受雷击。
如图4所示，为所述的防雷器的详细电路图之一。图中，电源防雷电路将交流220V输入端的相线和零线分别分成多个通道，在每个通道当中串接两个熔断保护器RS，经熔断保护后将各个通道连接一起接至滤波衰减及限流输入端；在每个通道的两个熔断保护中间分别接压敏电阻TVR其中一脚，另外一脚全部并联连接后分别与三极放电管F1两端引脚相连，三极放电管的中间引脚接防雷器的等电位线。
经熔断保护及放电箝位后的电源相线和零线接扼流电感L1、L2的输入端，输出端的相线和零线分别经电阻R1、R2与交流220V输出端相连接；在扼流电感输入、输出端的相线和零线之间分别跨接电容C1、C2，交流输出口的相线与零线之间在跨接压敏电阻TVR1，交流输出端接设备的电源输入。
上述电源防雷电路的工作原理如下a.当电源感应到雷电过电压并达到防雷器220V交流输入端时，电源线势必对防雷器等电位线造成电位差，此电位差经过熔断保护作用在压敏电阻TVR及放电管F1两端，迫使其放电泄流，保证了220V电源与等电位线之间的电位平衡。
b.采用三极放电管能使电源的相线、零线相对于等电位线具有良好的对称性，能大幅减小管子的放电导通和截止放电的时间，因此能有效地抑制共模过电压向差模过电压转化，从而较为显著地改善等电位处理效果。
c.多只压敏电阻并联使用，比仅采用单个压敏电阻可靠，如果采用单个压敏电阻进行保护，一旦该电阻受到损坏则被保护电子设备就失去保护，采用多只压敏电阻并联保护后，由于压敏电阻存在电气参数分散性，流经各压敏电阻的雷电电流也各不相同，故减小整体压敏电阻性能的退化，采用多只压敏电阻并联保护后，还可以得到较低的箝位电压和提高泄放雷电电流的能力。
d.压敏电阻与放电管串联使用，可使整个串联支路总电容减到几微法，有效防止压敏电阻泄露电流对设备正常运行产生影响。
e.由于压敏电阻的电气参数分散性，在处理雷电时各自流量不同，其性能老化也不同，所以防雷器在多次雷击后损坏时，首先损坏的是部分压敏电阻开路或短路，当发生短路时，由于放电管具有续流作用，交流电会把串接在该压敏电阻中的熔断保护熔断，将损坏短路后的压敏电阻与保护电路脱离，有效防止部分压敏电阻损坏后导致整个防雷器无法正常工作。当压敏电阻全部损坏时，串接在压敏电阻回路中的熔断保护也全部熔断，电源被切断，切断电源后可防止防雷器失效后雷电仍由线路窜入而损坏设备。
f.C1、C2、L1、L2组成低通滤波，大幅度降低60HZ以上的雷电过电压波中的高频分量，将熔断保护及放电箝位处理后的过电压波进一步滤除衰减，经R1、R2限流，压敏电阻TVR进限幅箝位，使之沿电源线袭来的雷电过电压限制在被保护设备可以耐受的水平。
g.低通滤波除了可以降低60HZ以上的雷电高频成分以外，当雷电过电压波经前级放电箝位并作用在底通滤波上时，扼流电感L1、L2还能产生与雷电过电压波同极性的发射波，反射波与过电压波叠加后会迅速升高前一级放电箝位两端的电压，促使其尽早动作泄流导通，同时L1、L2也能产生与过电压波极性的折射波分量来降低作用于后极压敏电阻
h.上雷电过电压波的上升速度，改善第二级压敏电阻的响应特性，使它更好更有效地发挥箝位限压作用。
i.R1、R2主要对后级压敏电阻回路电流进行限制，消耗过电压的能量，防止压敏电阻过流、过热而损坏。
信号防雷电路的信号输入芯线分两路与信号输出端相连接，一路经电容C3、C4、L4组成的高通滤波与信号输出端相连接，一路经L5、C3、C4、L3组成的低通滤波与输出端相连接，在高通滤波电感两端并接放电管F3到地线，在低通滤波电容C5、C6两端并接放电管F2和压敏电阻到地线；信号的地线与交流电地线、防雷器的等电位线相连接。
上述的信号防雷电路的工作原理及特点如下a.C3、L4、C4组成高通滤波，L5、C5、L3、C6及压敏电阻极间电容组成低通滤波，在高、低通滤波以外的雷电过电压波将大幅度衰减。C3、C4高电压电容对强大雷击电流进行隔离，经C3耦合过的过电压波放电管F3对等电位线泻放，经C4耦合输出变成低电压、微电流到信号输出端。低频分量的雷电过电压波经L5作用于压敏电阻及放电管F2的两端，迫使其对地线放电箝位，使之经L3输出端的雷电过电压降低到设备信号输入端所承受的范围。
b.采用高、低通滤波与放电管、压敏电阻配合处理，有效解决压敏电阻极间电容大而不能直接并接在信号线上及放电管响应速度慢而不能有效泄放雷电波头大电流的缺点。
c.放电管与压敏电阻并联使用，可以克服压敏电阻持续通过大电流其自身性能退化的缺点，当雷电过电压作用在压敏电阻和放电管两端时，在放电管尚未导通之前，压敏电阻首先导通箝位，接着放电管导通与压敏电阻并联分流，由于放电管导通箝位电压比较低，从而缩短压敏电阻通过大电流的时间，这种组合即能保证有足够快的响应速度，又能增大防雷器对雷电过电压的处理能力。实施例2如图5所示，电源防雷电路与实施例1相同，而信号防雷电路采用另外一种具体的电路。外接信号的输入线接防雷器的信号输入端，信号输入的两条线分别经R3、R4、R5、R6到信号的输出端，在信号输入端的两条信号线之间接三极放电管F4的两边脚，中间脚与防雷器等电位线相连接，输出端的两条线之间跨接瞬态二极管TVS，在R3、R4的中间跨接一压敏电阻TVR到R5、R6的中间。
上述的信号防雷电路的工作原理及特点如下a.当感应雷电过电压进入信号输入端时，放电三极管首先对大电流过电压进行放电箝位，使两条信号线与等电位线三
b.者之间的电位趋于平衡；放电管处理后的残压则由R3-R6、TVR、TVS组成的二极防护进行箝位，使信号输出端的过电压降到极低水平。
c.采三极放电管，可以有效解决采用两只单个放电管时的放电导通和截断放电存在时间差，导致共模电压向差模电压转化的缺点。
d.末级采用响应速度极快，箝位极低的瞬态抑制二极管，使雷电过电压更加细腻。
权利要求1.一种防雷器，由电源防雷电路和信号防雷电路组成，其特征在于电源防雷电路的交流电输入端接市电，输入交流电的相线和零线分别经两组熔断保护RS、滤波衰减及限流后与防雷器交流输出端连接，在相线和零线的两组熔断保护RS之间，分别有一组放电箝位电路与防雷器的等电位线相连接，在交流输出端有一压敏电阻TVR1从相线接到零线；信号防雷电路的信号输入端经滤波衰减后与信号输出端连接，在滤波衰减处接一组放电箝位电路到防雷器的等电位线；上述的信号输入、输入电线，交流地线与防雷器的等电位线相连接。
2.按权利要求1所述的一种防雷器，其特征在于所述的电源防雷电路中的交流输入端的相线和零线分别分成多个通道，在每个通道当中串接两个熔断保护器RS，经熔断保护后将各个通道连接一起接至滤波衰减及限流输入端；在每个通道的两个熔断保护中间分别接压敏电阻TVR其中一脚，另外一脚全部并联连接后分别与三极放电管F1两端引脚相连，三极放电管的中间引脚接防雷器的等电位线；经熔断保护及放电箝位后的电源相线和零线接扼流电感L1、L2的输入端，输出端的相线和零线分别经电阻R1、R2与交流220V输出端相连接；在扼流电感输入、输出端的相线和零线之间分别跨接电容C1、C2，交流输出口的相线与零线之间在跨接压敏电阻TVR1，交流输出端接设备的电源输入。
3.按权利要求1所述的一种防雷器，其特征在于所述的信号防雷电路的信号输入芯线分两路与信号输出端相连接，一路经电容C3、C4、L4组成的高通滤波与信号输出端相连接，一路经L5、C3、C4、L3组成的低通滤波与输出端相连接，在高通滤波电感两端并接放电管F3到地线，在低通滤波电容C5、C6两端并接放电管F2和压敏电阻到地线；信号的地线与交流电地线、防雷器的等电位线相连接。
4.按权利要求1所述的一种防雷器，其特征在于所述的防雷器的两条信号输入芯线分别经串联的R3、R4及串联的R5、R6到信号的输出端，在信号输入端的两条信芯线号线之间接三极放电管F4的两边脚，中间脚与防雷器等电位线相连接，输出端的两条线之间跨接瞬态二极管TVS，在R3、R4的中间跨接一压敏电阻TVR到R5、R6的中间。
专利摘要本实用新型公开了一种防雷器。其由电源防雷电路和信号防雷电路组成，电输入端接市电，输入交流电的相线和零线分别经两组熔断保护、滤波衰减及限流后与防雷器交流输出端连接，在相线和零线的两组熔断保护之间，分别有一组放电箝位电路与等电位线相连接，在交流输出端有一压敏电阻从相线接到零线；信号输入端经滤波衰减后与信号输出端连接，在滤波衰减处接一组放电箝位电路到等电位线；信号输入、输入电线，交流地线与等电位线相连接。所述的防雷器，可解决现有接地式防雷器各方面的不足，使用户投资少，效果好，把雷电对用户造成的经济损失降到最低。
文档编号H02H9/06GK2569411SQ0227248
公开日2003年8月27日 申请日期2002年8月14日 优先权日2002年8月14日
发明者王德奎 申请人:李锦添