八线网络电磁脉冲防护装置的制作方法

本实用新型涉及电磁脉冲防护装置技术领域。

背景技术：

随着电子技术的快速发展，网络通讯技术也得到了极大的提升，与此同时，网络通讯的安全性和稳定性显得尤为重要。而能够对网络通讯的安全性和稳定性产生影响的因素，除了一些技术问题和通讯设备故障以及气候、天气原因，主要的干扰因素包括核电磁脉冲(NEMP)、高空电磁脉冲(HEMP)和雷电电磁脉冲(LEMP)引起的过电压以及瞬态浪涌电流。上述干扰因素有天然形成的，也有人为产生的，现代网络通讯设备和技术在面对上述因素的干扰时也面临了许多的问题。例如，现代军队由于对网络通讯技术装备存在高度的依赖性，因此使得网络通讯技术装备成为直接影响武器系统乃至整个军事系统整体作战能力的关键因素，若该网络通讯技术装备遭到核电磁脉冲、高空电磁脉冲以及雷电电磁脉冲高能量的冲击而被破坏，则会严重削弱现代军队的战斗力。因此，对高强度电磁脉冲的冲击进行防护成为目前网络通讯亟待解决的首要任务。

电磁脉冲具有幅度大、作用时间短、频谱宽和作用范围广等特点，主要会引起过电压或瞬态浪涌电流，这不仅会使网络通讯设备产生误动作，甚至功能失效，严重的还会造成通讯设备的硬件损伤。电磁脉冲对通讯设备的影响可以分为四个级别：扰乱、降级、损坏和摧毁，影响级别的判定主要取决于电磁脉冲所产生的功率、其与目标之间的距离和电磁脉冲辐射的特性以及目标的防护能力等。

目前，市场上有一些防护电磁脉冲的装置，能够对网络通讯设备起到防护作用，但现有的防护电磁脉冲的装置由于防护手段单一因而对网络通讯设备的防护效果不佳，进而造成通讯安全性和稳定性受到影响甚至硬件受到损伤。因此，现有的防护电磁脉冲的装置还有待进一步改进。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于为了解决现有的防护电磁脉冲的装置由于防护手段单一对网络通讯设备的防护效果不佳，进而造成通讯安全性和稳定性受到影响甚至硬件受到损伤的问题，提供八线网络电磁脉冲防护装置。

本实用新型八线网络电磁脉冲防护装置，包括外壳、密封圈、受保护输入端RJ45插座、未受保护输出端RJ45插座、螺母、屏蔽罩、印制电路板、TVS管列阵、气体放电管和压敏电阻。其中，印制电路板对整个电路起到承接作用，TVS管列阵包括四个瞬态抑制二极管，分别为TVS1、TVS2、TVS3和TVS4，压敏电阻包括VDR1、VDR2、VDR3、VDR4、VDR5、VDR6、VDR7、VDR8、VDR9和VDR10，气体放电管包括GDT1、GDT2、GDT3和GDT4。本实用新型八线网络电磁脉冲防护装置，是一个圆柱体形状，外圆上刻有螺旋状螺纹，靠近中间位置设置有两个六边形螺母。装置外壳是黄铜镀镍材质，能够使本实用新型八线网络电磁脉冲防护装置适应特殊环境使用要求，能在严酷的高、低温及盐雾、湿热环境下，保持正常的功能和性能。八线网络电磁脉冲防护装置内壁附有一层密封圈，能够起到防水的作用。装置内径中间位置设有屏蔽罩，屏蔽罩与印制电路板之间用锡焊焊接连接，能够对高电压和浪涌电流起到屏蔽、隔绝作用，从而对八线网络通讯系统进行保护。首先，受保护输入端RJ45插座分别连接TVS1、TVS2、TVS3和TVS4的阳极以及VDR9的一端，TVS1的阴极分别连接TVS2的阴极以及VDR1和VDR3的一端，TVS2的阴极分别连接TVS1的阴极以及VDR1和VDR3的一端，VDR1的另一端连接VDR2的一端，VDR2的另一端分别连接VDR4的另一端以及GDT1和GDT2的一端，VDR3的另一端连接VDR4的一端，VDR4的另一端分别连接VDR2的另一端以及GDT1和GDT2的一端，GDT1的另一端分别连接GDT2、VDR10、GDT3和GDT4的另一端以及未受保护输出端RJ45插座的一端和接地，GDT2的另一端分别连接GDT1、VDR10、GDT3和GDT4的另一端以及未受保护输出端RJ45插座的一端和接地，VDR9的另一端连接VDR10的一端，VDR10的另一端分别连接GDT1、GDT2、GDT3和GDT4的另一端以及未受保护输出端RJ45插座的一端和接地，TVS3的阴极分别连接TVS4的阴极以及VDR5和VDR7的一端，TVS4的阴极分别连接TVS3的阴极以及VDR5和VDR7的一端，VDR5的另一端连接VDR6的一端，VDR6的另一端分别连接VDR8的另一端以及GDT3和GDT4的一端，VDR7的另一端连接VDR8的一端，VDR8的另一端分别连接VDR6的另一端以及GDT3和GDT4的一端，GDT3的另一端分别连接GDT1、GDT2、GDT4和VDR10的另一端以及未受保护输出端RJ45插座的一端和接地，GDT4的另一端分别连接GDT1、GDT2、GDT3和VDR10的另一端以及未受保护输出端RJ45插座的一端和接地，未受保护输出端RJ45插座的一端接地。

本实用新型八线网络电磁脉冲防护装置，其中，TVS1、TVS2、TVS3和TVS4均采用型号为5KP5.0CA的瞬态抑制二极管，最高可以承受40KV的电压、543A的电流，VDR1、VDR2、VDR3、VDR4、VDR5、VDR6、VDR7和VDR8均采用型号为20D511K的压敏电阻，最高可以承受6500A的电流，GDT1、GDT2、GDT3和GDT4均采用6KV型号为UN2H8的气体放电管，VDR9和VDR10为4.7欧姆低阻抗压敏电阻，能够保证在正常工作状态下八线网络通讯系统的通讯信号传输。

本实用新型八线网络电磁脉冲防护装置，受保护输入端RJ45插座的一端连接瞬态抑制二极管的阳极，瞬态抑制二极管的阴极连接压敏电阻的一端，压敏电阻的另一端连接气体放电管的一端，气体放电管的另一端连接未受保护输出端RJ45插座。由于瞬态抑制二极管、压敏电阻、气体放电管响应速度由快到慢依次为瞬态抑制二极管、压敏电阻、气体放电管，当受保护输入端RJ45插座受到高电压和浪涌电流的脉冲时，因此瞬态抑制二极管可以在第一时间内响应，TVS1、TVS2、TVS3和TVS4对高电压和浪涌电流进行分流，以纳秒级的速度，将其两极间的高阻抗变为低阻抗，吸收高达数千瓦的浪涌功率，使两极间的电压箝位于一个预定值，接下来当高电压出现在VDR1、VDR2、VDR3、VDR4、VDR5、VDR6、VDR7和VDR8的两极间，VDR1、VDR2、VDR3、VDR4、VDR5、VDR6、VDR7和VDR8可以将电压钳位到一个相对固定的电压值，当剩余的高电压和浪涌电流出现在GDT1、GDT2、GDT3和GDT4的两极间，由于高电压作用，GDT1、GDT2、GDT3和GDT4的两极间开始产生不均匀电场，在此电场作用下，气体放电管管内的惰性气体开始游离，当外加电压增大到使两极间场强超过气体的绝缘强度时，两极之间的间隙将被击穿，由原来的绝缘状态转化为导电状态，导通后放电管两极之间的电压维持在放电弧道所决定的低压水平，而残余的电压和浪涌电流将通过接地电线导入地下，由于瞬态抑制二极管、气体放电管、压敏电阻均具有纳秒级的响应时间和反应速度，因此通过VDR9和VDR10传输给未受保护输出端RJ45插座的电压和电流均小于八线网络通讯设备的最大工作电压和电流，八线网络通讯设备的最大工作电压为55V，最大工作电流为250MA。本实用新型八线网络电磁脉冲防护装置，经反复试验数据统计得出，比现有防护电磁脉冲的装置对网络通讯设备的防护效果平均提高了30％以上，在保证通讯设备受到电磁脉冲的干扰下硬件不会损伤并且能保证通讯安全性和稳定性不会受到影响。

本实用新型八线网络电磁脉冲防护装置，设有包括黄铜镀镍外壳、防水密封圈、屏蔽罩、瞬态抑制二极管、压敏电阻和气体放电管等在内的多级防护手段，能将包括严酷的高、低温和盐雾、湿热环境以及雷雨天气，核电磁脉冲(NEMP)，高空电磁脉冲(HEMP)和雷电电磁脉冲(LEMP)引起的过电压以及瞬态浪涌电流对网络通讯设备的影响防护到较低的水平，使网络通讯设备在受到电磁脉冲的干扰下通讯能够正常运行并且设备不会受到损伤。本实用新型八线网络电磁脉冲防护装置，可直接安装到法拉第笼或金属外壳上进行保护，并且加装电磁脉冲防护装置不影响被保护设备的功能和性能。另外，由于本实用新型八线网络电磁脉冲防护装置设有多级防护手段，将本实用新型八线网络电磁脉冲防护装置安装在轮式通信指挥车中，在装置不接地的情况下，对电磁脉冲产生的瞬态浪涌电流引起的过电压，也同样能进行有效防护。

附图说明

图1是本实用新型八线网络电磁脉冲防护装置的剖视图；

图2是本实用新型八线网络电磁脉冲防护装置的印制电路板的电路图；

图3是本实用新型八线网络电磁脉冲防护装置的主视图；

图4是本实用新型八线网络电磁脉冲防护装置的左视图；

其中：1.外壳；2.密封圈；3.受保护输入端RJ45插座；4.未受保护输出端RJ45插座；5.螺母；6.屏蔽罩；7.印制电路板；8.TVS管列阵；9.瞬态抑制二极管；10.气体放电管；11.压敏电阻；TVS1、TVS2、TVS3和TVS4为瞬态抑制二极管，VDR1、VDR2、VDR3、VDR4、VDR5、VDR6、VDR7、VDR8、VDR9和VDR10为压敏电阻，GDT1、GDT2、GDT3和GDT4为气体放电管。

具体实施方式

具体实施方式一：本实用新型八线网络电磁脉冲防护装置，包括受保护输入端RJ45插座3、未受保护输出端RJ45插座4、印制电路板7、TVS管列阵8、气体放电管10和压敏电阻11；其中，印制电路板7对整个电路起到承接作用，TVS管列阵8包括四个瞬态抑制二极管TVS1、TVS2、TVS3和TVS4，压敏电阻11包括VDR1、VDR2、VDR3、VDR4、VDR5、VDR6、VDR7、VDR8、VDR9和VDR10，气体放电管10包括GDT1、GDT2、GDT3和GDT4；

受保护输入端RJ45插座3分别连接TVS1、TVS2、TVS3和TVS4的阳极以及VDR9的一端，TVS1的阴极分别连接TVS2的阴极以及VDR1和VDR3的一端，TVS2的阴极分别连接TVS1的阴极以及VDR1和VDR3的一端，VDR1的另一端连接VDR2的一端，VDR2的另一端分别连接VDR4的另一端以及GDT1和GDT2的一端，VDR3的另一端连接VDR4的一端，VDR4的另一端分别连接VDR2的另一端以及GDT1和GDT2的一端，GDT1的另一端分别连接GDT2、VDR10、GDT3和GDT4的另一端以及未受保护输出端RJ45插座4的一端和接地，GDT2的另一端分别连接GDT1、VDR10、GDT3和GDT4的另一端以及未受保护输出端RJ45插座4的一端和接地，VDR9的另一端连接VDR10的一端，VDR10的另一端分别连接GDT1、GDT2、GDT3和GDT4的另一端以及未受保护输出端RJ45插座4的一端和接地，TVS3的阴极分别连接TVS4的阴极以及VDR5和VDR7的一端，TVS4的阴极分别连接TVS3的阴极以及VDR5和VDR7的一端，VDR5的另一端连接VDR6的一端，VDR6的另一端分别连接VDR8的另一端以及GDT3和GDT4的一端，VDR7的另一端连接VDR8的一端，VDR8的另一端分别连接VDR6的另一端以及GDT3和GDT4的一端，GDT3的另一端分别连接GDT1、GDT2、GDT4和VDR10的另一端以及未受保护输出端RJ45插座4的一端和接地，GDT4的另一端分别连接GDT1、GDT2、GDT3和VDR10的另一端以及未受保护输出端RJ45插座4的一端和接地，未受保护输出端RJ45插座4的一端接地。

具体实施方式二：本实施方式与具体实施方式一不同的是：TVS1、TVS2、TVS3和TVS4均采用型号为5KP5.0CA的瞬态抑制二极管，最高可以承受40KV的电压和543A的电流，VDR1、VDR2、VDR3、VDR4、VDR5、VDR6、VDR7和VDR8均采用型号为20D511K的压敏电阻，最高可以承受6500A的电流，GDT1、GDT2、GDT3和GDT4均采用6KV型号为UN2H8的气体放电管，VDR9和VDR10为4.7欧姆低阻抗压敏电阻，能够保证在正常工作状态下八线网络通讯系统的通讯信号传输。

具体实施方式三：本实施方式与具体实施方式一或二不同的是：受保护输入端RJ45插座3的一端连接瞬态抑制二极管9的阳极，瞬态抑制二极管9的阴极连接压敏电阻11的一端，压敏电阻11的另一端连接气体放电管10的一端，气体放电管10的另一端连接未受保护输出端RJ45插座4。由于瞬态抑制二极管9、压敏电阻11和气体放电管10响应速度由快到慢依次为瞬态抑制二极管9、压敏电阻11、气体放电管10，因此瞬态抑制二极管9可以在第一时间内响应，对高电压和浪涌电流进行分流，以纳秒级的速度，将其两极间的高阻抗变为低阻抗，吸收高达数千瓦的浪涌功率，使两极间的电压箝位于一个预定值，进而可以保证残余电压和浪涌电流不会对压敏电阻11本身造成伤害。接下来，压敏电阻11响应，可以进一步地将电压钳位到一个相对固定的电压值。气体放电管10由于高电压作用，两极间开始产生不均匀电场，在此电场作用下，气体放电管管内的惰性气体开始游离，当外加电压增大到使两极间场强超过气体的绝缘强度时，两极之间的间隙将被击穿，由原来的绝缘状态转化为导电状态，导通后放电管两极之间的电压维持在放电弧道所决定的低压水平，残余的电压和浪涌电流将通过接地电线导入地下。

具体实施方式四：本实施方式与具体实施方式一至三之一不同的是：八线网络电磁脉冲防护装置接地，残余的电压和浪涌电流将通过接地电线导入地下，因此通过VDR9和VDR10传输给未受保护输出端RJ45插座4的电压和电流均小于八线网络通讯设备的最大工作电压和电流，从而起到对八线网络通讯设备的保护作用。

具体实施方式五：本实施方式与具体实施方式一至四之一不同的是：还包括屏蔽罩6，屏蔽罩6与印制电路板7焊接连接。

具体实施方式六：本实施方式与具体实施方式一至五之一不同的是：八线网络电磁脉冲防护装置内壁设置有密封圈2，能够起到防水和防潮的作用。

具体实施方式七：本实施方式与具体实施方式一至六之一不同的是：还包括外壳1，为黄铜镀镍材质，能够使本实用新型八线网络电磁脉冲防护装置适应特殊环境使用要求，能在严酷的高、低温及盐雾、湿热环境下，保持正常的功能和性能。

通过以下实施例验证本实用新型八线网络电磁脉冲防护装置的有益效果：

实施例一，本实施例的八线网络电磁脉冲防护装置是按照以下步骤进行的：

本实用新型八线网络电磁脉冲防护装置，包括外壳1、密封圈2、受保护输入端RJ45插座3、未受保护输出端RJ45插座4、螺母5、屏蔽罩6、印制电路板7、TVS管列阵8、气体放电管10和压敏电阻11。其中，印制电路板7对整个电路起到承接作用，TVS管列阵8包括四个瞬态抑制二极管TVS1、TVS2、TVS3和TVS4，压敏电阻11包括VDR1、VDR2、VDR3、VDR4、VDR5、VDR6、VDR7、VDR8、VDR9和VDR10，气体放电管10包括GDT1、GDT2、GDT3和GDT4。本实用新型八线网络电磁脉冲防护装置，是一个圆柱体形状，外圆上刻有螺旋状螺纹，靠近中间位置设置有两个六边形螺母5。装置外壳是黄铜镀镍材质，能够使本实用新型八线网络电磁脉冲防护装置适应特殊环境使用要求，能在严酷的高、低温及盐雾、湿热环境下，保持正常的功能和性能。八线网络电磁脉冲防护装置内壁及两个端口处附有一层密封圈2，能够起到防水的作用。装置内径中间位置设有屏蔽罩6，屏蔽罩6与印制电路板7之间用锡焊焊接连接，能够对高电压和浪涌电流起到屏蔽、隔绝作用，从而对八线网络通讯系统进行保护。首先，受保护输入端RJ45插座3分别连接TVS1、TVS2、TVS3和TVS4的阳极以及VDR9的一端，TVS1的阴极分别连接TVS2的阴极以及VDR1和VDR3的一端，TVS2的阴极分别连接TVS1的阴极以及VDR1和VDR3的一端，VDR1的另一端连接VDR2的一端，VDR2的另一端分别连接VDR4的另一端以及GDT1和GDT2的一端，VDR3的另一端连接VDR4的一端，VDR4的另一端分别连接VDR2的另一端以及GDT1和GDT2的一端，GDT1的另一端分别连接GDT2、VDR10、GDT3和GDT4的另一端以及未受保护输出端RJ45插座4的一端和接地，GDT2的另一端分别连接GDT1、VDR10、GDT3和GDT4的另一端以及未受保护输出端RJ45插座4的一端和接地，VDR9的另一端连接VDR10的一端，VDR10的另一端分别连接GDT1、GDT2、GDT3和GDT4的另一端以及未受保护输出端RJ45插座4的一端和接地，TVS3的阴极分别连接TVS4的阴极以及VDR5和VDR7的一端，TVS4的阴极分别连接TVS3的阴极以及VDR5和VDR7的一端，VDR5的另一端连接VDR6的一端，VDR6的另一端分别连接VDR8的另一端以及GDT3和GDT4的一端，VDR7的另一端连接VDR8的一端，VDR8的另一端分别连接VDR6的另一端以及GDT3和GDT4的一端，GDT3的另一端分别连接GDT1、GDT2、GDT4和VDR10的另一端以及未受保护输出端RJ45插座4的一端和接地，GDT4的另一端分别连接GDT1、GDT2、GDT3和VDR10的另一端以及未受保护输出端RJ45插座4的一端和接地，未受保护输出端RJ45插座4的一端接地。

本实用新型八线网络电磁脉冲防护装置，其中，TVS1、TVS2、TVS3和TVS4均采用型号为5KP5.0CA的瞬态抑制二极管，最高可以承受40KV的电压和543A的电流，VDR1、VDR2、VDR3、VDR4、VDR5、VDR6、VDR7和VDR8均采用型号为20D511K的压敏电阻，最高可以承受6500A的电流，GDT1、GDT2、GDT3和GDT4均采用6KV型号为UN2H8的气体放电管，VDR9和VDR10为4.7欧姆低阻抗压敏电阻，能够保证在正常工作状态下八线网络通讯系统的通讯信号传输。

本实用新型八线网络电磁脉冲防护装置，受保护输入端RJ45插座3的一端连接瞬态抑制二极管9的阳极，瞬态抑制二极管9的阴极连接压敏电阻11的一端，压敏电阻11的另一端连接气体放电管10的一端，气体放电管10的另一端连接未受保护输出端RJ45插座4。由于瞬态抑制二极管9、压敏电阻11和气体放电管10响应速度由快到慢依次为瞬态抑制二极管9、压敏电阻11、气体放电管10，当受保护输入端RJ45插座3受到高电压和浪涌电流的脉冲时，因此瞬态抑制二极管9可以在第一时间响应，TVS1、TVS2、TVS3和TVS4对高电压和浪涌电流进行分流，以纳秒级的速度，将其两极间的高阻抗变为低阻抗，吸收高达数千瓦的浪涌功率，使两极间的电压箝位于一个预定值，接下来当高电压出现在VDR1、VDR2、VDR3、VDR4、VDR5、VDR6、VDR7和VDR8的两极间，VDR1、VDR2、VDR3、VDR4、VDR5、VDR6、VDR7和VDR8可以将电压钳位到一个相对固定的电压值，当剩余的高电压和浪涌电流出现在GDT1、GDT2、GDT3和GDT4的两极间，由于高电压作用，GDT1、GDT2、GDT3和GDT4的两极间开始产生不均匀电场，在此电场作用下，气体放电管管内的惰性气体开始游离，当外加电压增大到使两极间场强超过气体的绝缘强度时，两极之间的间隙将被击穿，由原来的绝缘状态转化为导电状态，导通后放电管两极之间的电压维持在放电弧道所决定的低压水平，而残余的电压和浪涌电流将通过接地电线导入地下，由于瞬态抑制二极管9、气体放电管10和压敏电阻11均具有纳秒级的响应时间和反应速度，因此通过VDR9和VDR10传输给未受保护输出端RJ45插座4的电压和电流均小于八线网络通讯设备的最大工作电压和电流，八线网络通讯设备的最大工作电压为55V，最大工作电流为250MA。本实用新型八线网络电磁脉冲防护装置，经反复试验数据统计得出，比现有防护电磁脉冲的装置对网络通讯设备的防护效果平均提高了30％以上，在保证通讯设备受到电磁脉冲的干扰下硬件不会损伤并且能保证通讯安全性和稳定性不会受到影响。

本实用新型八线网络电磁脉冲防护装置，设有包括黄铜镀镍外壳、防水密封圈、屏蔽罩、瞬态抑制二极管、压敏电阻、气体放电管等在内的多级防护手段，能将包括严酷的高、低温和盐雾、湿热环境以及雷雨天气，核电磁脉冲(NEMP)，高空电磁脉冲(HEMP)和雷电电磁脉冲(LEMP)引起的过电压以及瞬态浪涌电流对网络通讯设备的影响防护到较低的水平，使网络通讯设备在受到电磁脉冲的干扰下通讯能够正常运行并且设备不会受到损伤。本实用新型八线网络电磁脉冲防护装置，可直接安装到法拉第笼或金属外壳上进行保护，并且加装电磁脉冲防护装置不影响被保护设备的功能和性能。另外，由于本实用新型八线网络电磁脉冲防护装置设有多级防护手段，将本实用新型八线网络电磁脉冲防护装置安装在轮式通信指挥车中，在装置不接地的情况下，对电磁脉冲产生的瞬态浪涌电流引起的过电压，也同样能进行有效防护。

当然，上述说明并非对本实用新型八线网络电磁脉冲防护装置的限制，本实用新型八线网络电磁脉冲防护装置也不仅限于上述举例，本技术领域的普通技术人员在本实用新型八线网络电磁脉冲防护装置的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也属于本实用新型八线网络电磁脉冲防护装置的保护范围。